CN217724040U - 用于下肢的外骨骼机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于下肢的外骨骼机器人,涉及外骨骼机器人技术领域，包括胯部、大腿部、小腿部以及脚部大腿部在胯部的两侧分别设置有一个，小腿部在任一大腿部远离胯部的一端均设置有一个，脚部在任一小腿部远离大腿部的一端均设置有一个；胯部与大腿部的连接处固定安装有第一驱动电机，第一驱动电机的输出轴穿入大腿部并与其紧固连接；大腿部与小腿部的连接处固定安装第二驱动电机，第二驱动电机的输出轴穿入小腿部并与其紧固连接；小腿部与脚部的连接处固定安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴穿入脚部并与其紧固连接。有助于提高外骨骼机器人关节处的旋转精度和适用性，且能够实现助力行走和下肢康复助力。

Description

用于下肢的外骨骼机器人

技术领域

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，具体地，涉及一种用于下肢的外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。

现有公开号为CN215193457U的中国专利，公开了一种下肢康复训练用外骨骼机器人。所述下肢康复训练用外骨骼机器人包括安装柱；第一连接杆，所述第一连接杆固定安装在所述安装柱的一侧；第一调节杆，所述第一调节杆滑动套设在所述第一连接杆上；第二连接杆，所述第二连接杆设于所述第一调节杆的一端；第二调节杆，所述第二调节杆转动安装在所述第二连接杆远离所述第一调节杆的一端；第三连接杆，所述第三连接杆滑动安装在所述第二调节杆上。

发明人认为，现有技术中的下肢外骨骼机器人只能固定在特定的位置进行使用，且对使用者的正常进行不能提供助力，使用范围窄，存在待改进之处。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种用于下肢的外骨骼机器人。

根据本实用新型提供的一种用于下肢的外骨骼机器人，包括胯部、大腿部、小腿部以及脚部，所述大腿部在胯部的两侧分别设置有一个，所述小腿部在任一大腿部远离胯部的一端均设置有一个，所述脚部在任一小腿部远离大腿部的一端均设置有一个；所述胯部与大腿部转动连接，所述胯部与大腿部的连接处固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出轴穿入大腿部并与其紧固连接；所述小腿部与大腿部转动连接，所述大腿部与小腿部的连接处固定安装第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出轴穿入小腿部并与其紧固连接；所述脚部与小腿部转动连接，所述小腿部与脚部的连接处固定安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出轴穿入脚部并与其紧固连接。

优选地，所述大腿部包括大腿骨架，所述大腿骨架包括第一大腿支架、第二大腿支架以及第一连接条，所述第一连接条紧固连接第一大腿支架和第二大腿支架，所述第一大腿支架远离第二大腿支架的一端与第一驱动电机的输出轴紧固连接，且所述第二驱动电机安装在第二大腿支架远离第一大腿支架的一端。

优选地，所述大腿部还包括第一内侧保护盖、第一外侧保护盖、第二内侧保护盖以及第二外侧保护盖；所述第一内侧保护盖和第一外侧保护盖紧固安装在大腿骨架上，并覆盖所述第一大腿支架和第一驱动电机；所述第二内侧保护盖和第二外侧保护盖紧固安装在大腿骨架上，并覆盖所述第二大腿支架和第二驱动电机。

优选地，所述小腿部包括小腿骨架，所述小腿骨架包括第一小腿支架、第二小腿支架以及第二连接条，所述第二连接条紧固连接第一小腿支架和第二小腿支架，所述第一小腿支架远离第二小腿支架的一端与第二驱动电机的输出轴紧固连接，且所述第三驱动电机安装在第二小腿支架远离第一小腿支架的一端。

优选地，所述小腿部还包括第三内侧保护盖、第三外侧保护盖、第四内侧保护盖以及第四外侧保护盖；所述第三内侧保护盖和第三外侧保护盖紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第一小腿支架；所述第四内侧保护盖和第四外侧保护盖紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第二小腿支架和第三驱动电机。

优选地，所述脚部包括脚底架，所述脚底架延伸至外骨骼机器人内侧。

优选地，所述胯部包括胯部外壳、胯部内壳、胯部连接部以及胯部支撑部，所述胯部连接部在胯部支撑部的两侧分别转动安装有一个，所述胯部外壳和胯部内壳配合夹紧胯部支撑部；且任一所述胯部连接部远离胯部支撑部的一端均转动连接有一个大腿部。

优选地，所述胯部的上侧紧固安装有背包结构，所述背包结构上紧固安装有背包外壳。

优选地，所述背包结构上设置有用于固定连接使用者腰部的魔术贴。

优选地，任一所述大腿部和小腿部均设置魔术贴。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型通过将外骨骼机器人设置为仿人体结构，并通过第一驱动电机转动连接胯部和大腿部、通过第二驱动电机转动连接大腿部和小腿部，通过第三驱动电机转动连接小腿部和脚部，有助于提高外骨骼机器人关节处的旋转精度，且能够实现助力行走和下肢康复助力；

2、本实用新型通过转动安装在胯部支撑部的两个胯部连接部，与胯部连接部转动连接的两个大腿部，与大腿部转动连接的两个小腿部，以及与小腿部连接的两个脚部，实现了外骨骼机器人的八个自由度的运动，有助于提高外骨骼机器人运动可靠性，且结构简单，流线型好；

3、本实用新型通过第一连接条连接第一大腿支架和第二大腿支架，通过调节第一连接条伸入第一大腿支架和第二大腿支架的长度，能够实现对大腿部长度的调节，且不影响第一驱动电机和第二驱动电机的正常工作，有助于提高外骨骼机器人的适用性。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型主要体现外骨骼机器人整体结构的爆炸示意图。

附图标记：

背包结构1 第一内侧保护盖13

背包外壳2 第二内侧保护盖14

胯部外壳3 第三内侧保护盖15

胯部支撑部4 第四内侧保护盖16

胯部连接部5 脚底架17

胯部内壳6 第一驱动电机18

第一大腿支架7 第一外侧保护盖19

第一连接条8 第二外侧保护盖20

第二驱动电机9 第三外侧保护盖21

第二连接条10 第四外侧保护盖22

第一小腿支架11 第二大腿支架23

第三驱动电机12 第二小腿支架24

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

如图1所示，根据本实用新型提供的一种用于下肢的外骨骼机器人，包括胯部、大腿部、小腿部以及脚部，大腿部在胯部的两侧分别转动安装有一个，小腿部在任一大腿部远离胯部的一端均转动安装有一个，脚部在任一小腿部远离大腿部的一端均转动安装有一个。本申请中的外骨骼机器人为仿人体机器人，其关节处设置有驱动件，从而实现各个关节的相对转动。

具体地，胯部与大腿部转动连接，胯部与大腿部的连接处固定安装有第一驱动电机18，第一驱动电机18的输出轴穿入大腿部并与其紧固连接。小腿部与大腿部转动连接，大腿部与小腿部的连接处固定安装第二驱动电机9，第二驱动电机9的输出轴穿入小腿部并与其紧固连接。脚部与小腿部转动连接，小腿部与脚部的连接处固定安装有第三驱动电机12，第三驱动电机12的输出轴穿入脚部并与其紧固连接。本申请中的第一驱动电机18、第二驱动电机9以及第三驱动电机12均为机器人关节电机，其旋转精度高，动作可靠性高，且结构简单。

如图1所示，胯部包括胯部外壳3、胯部内壳6、胯部连接部5以及胯部支撑部4，胯部连接部5在胯部支撑部4的两侧分别转动安装有一个。胯部支撑部4与任一胯部连接部5的连接处均紧固安装有机器人关节电机，两个机器人关节电机均穿过跨部支撑部并与其转动配合，且两个机器人关节电机的输出末端均穿入对应的胯部支撑部4并通过螺栓与其紧固连接。从而实现了两个胯部连接部5能够绕其与胯部支撑部4连接处的机器人关节电机的输出轴的轴线转动。

胯部外壳3和胯部内壳6配合夹紧胯部支撑部4，任一胯部连接部5远离胯部支撑部4的一端均转动连接有一个大腿部，任一大腿部远离胯部连接部5一端均转动连接有一个小腿部，任一小腿部远离大腿部的一端均转动连接有一个脚部。由于本申请中的外骨骼机器人为仿人体构造，左腿和右腿的构造相同，现以一条腿为例进行阐述。

如图1所示，大腿部包括大腿骨架，大腿骨架包括第一大腿支架7、第二大腿支架23以及第一连接条8，第一连接条8通过螺栓紧固连接第一大腿支架7和第二大腿支架23，当需要改变大腿部的长度时，可以通过旋松螺栓，再调整第一连接条8伸入第一大腿支架7和第二大腿支架23的长度，之后再拧紧螺栓，即可实现对大腿部长度的调整，且不会影响第一驱动电机18和第二驱动电机9的正常工作。

第一大腿支架7远离第二大腿支架23的一端与第一驱动电机18的输出轴紧固连接，且第二驱动电机9安装在第二大腿支架23远离第一大腿支架7的一端。

大腿部还包括第一内侧保护盖13、第一外侧保护盖19、第二内侧保护盖14以及第二外侧保护盖20。第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19紧固安装在大腿骨架上，并覆盖第一大腿支架7和第一驱动电机18。具体地，第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19通过相互配合的插销和插口的插接配合紧固连接，且第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19配合夹紧第一大腿支架7从而使第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19能够随第一大腿支架7一同运动。第一外侧保护盖19与第一驱动电机18对应的位置形成有与第一驱动电机18外形相似的凸起部，该凸起部能够完全罩设第一驱动电机18，且可以与第一驱动电机18相对转动。

第二内侧保护盖14和第二外侧保护盖20紧固安装在大腿骨架上，并覆盖所述第二大腿支架23和第二驱动电机9。具体地，第二内侧保护盖14和第二外侧保护盖20覆盖第二大腿支架23和第二驱动电机9的结构原理与第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19覆盖第一大腿支架7和第一驱动电机18的结构原理相同。

如图1所示，小腿部包括小腿骨架，小腿骨架包括第一小腿支架11、第二小腿支架24以及第二连接条10，第二连接条10通过螺栓紧固连接第一小腿支架11和第二小腿支架24，当需要改变小腿部的长度时，可以通过旋转螺栓，在调整第二连接条10伸入第一小腿支架11和第二小腿支架24的长度，之后再拧紧螺栓，即可实现对小腿部长度的调整，且不会影响第二驱动电机9和第三驱动电机12的正常工作。

第一小腿支架11远离第二小腿支架24的一端与第二驱动电机9的输出轴紧固连接，第三驱动电机12安装在第二小腿支架24远离第一小腿支架11的一端。小腿部还包括第三内侧保护盖15、第三外侧保护盖21、第四内侧保护盖16以及第四外侧保护盖22，第三内侧保护盖15和第三外侧保护盖21紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第一小腿支架11。第四内侧保护盖16和第四外侧保护盖22紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第二小腿支架24和第三驱动电机12。

具体地，第三内侧保护盖15和第三外侧保护盖21覆盖第一小腿支架11的结构原理、第四内侧保护盖16和第四外侧保护盖22覆盖第二小腿支架24和第三驱动电机12的结构原理均与第一内侧保护盖13和第一外侧保护盖19覆盖第一大腿支架7和第一驱动电机18的结构原理相同。

如图1所示，脚部包括脚底架17，脚底架17的上部与第三驱动电机12的输出轴紧固连接，脚底架17与第二小腿支架24的下端转动配合，且脚底架17自其与第三驱动电机12的连接处延伸至外骨骼机器人内侧。

进一步地，胯部的上侧紧固安装有背包结构1，背包结构1上紧固安装有背包外壳2。包结构上安装有用于固定连接使用者腰部的魔术贴。任一大腿部和小腿部上均安装魔术贴，从而便于使用者穿戴外骨骼机器人。

发明人认为通过可转动的两个胯部连接部5、可转动的两个大腿部、可转动的两个小腿部以及可转动的两个脚部，实现了下肢外骨骼机器人的八个自由度的运动。且通过机器人关节电机直接驱动各个关节部分进行转动，其旋转精度高，可靠性好，

工作原理

使用者可以通过背包结构1、大腿部以及小腿部上的魔术贴穿戴外骨骼机器人，通过位于胯部支撑部4和胯部连接部5连接处的机器人关节电机驱动两个胯部连接部5转动，通过两个第一驱动电机18驱动两个大腿部转动，通过两个第二驱动电机9驱动两个小腿部转动，通过两个第三驱动电机12驱动两个脚部转动，从而实现外骨骼机器人的八个自由度的运动，能够为使用者提供助力进行行走或锻炼下肢，且结构简单，性能稳定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，包括胯部、大腿部、小腿部以及脚部，所述大腿部在胯部的两侧分别设置有一个，所述小腿部在任一大腿部远离胯部的一端均设置有一个，所述脚部在任一小腿部远离大腿部的一端均设置有一个；

所述胯部与大腿部转动连接，所述胯部与大腿部的连接处固定安装有第一驱动电机(18)，所述第一驱动电机(18)的输出轴穿入大腿部并与其紧固连接；

所述小腿部与大腿部转动连接，所述大腿部与小腿部的连接处固定安装第二驱动电机(9)，所述第二驱动电机(9)的输出轴穿入小腿部并与其紧固连接；

所述脚部与小腿部转动连接，所述小腿部与脚部的连接处固定安装有第三驱动电机(12)，所述第三驱动电机(12)的输出轴穿入脚部并与其紧固连接。

2.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述大腿部包括大腿骨架，所述大腿骨架包括第一大腿支架(7)、第二大腿支架(23)以及第一连接条(8)，所述第一连接条(8)紧固连接第一大腿支架(7)和第二大腿支架(23)，所述第一大腿支架(7)远离第二大腿支架(23)的一端与第一驱动电机(18)的输出轴紧固连接，且所述第二驱动电机(9)安装在第二大腿支架(23)远离第一大腿支架(7)的一端。

3.如权利要求2所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述大腿部还包括第一内侧保护盖(13)、第一外侧保护盖(19)、第二内侧保护盖(14)以及第二外侧保护盖(20)；

所述第一内侧保护盖(13)和第一外侧保护盖(19)紧固安装在大腿骨架上，并覆盖所述第一大腿支架(7)和第一驱动电机(18)；

所述第二内侧保护盖(14)和第二外侧保护盖(20)紧固安装在大腿骨架上，并覆盖所述第二大腿支架(23)和第二驱动电机(9)。

4.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述小腿部包括小腿骨架，所述小腿骨架包括第一小腿支架(11)、第二小腿支架(24)以及第二连接条(10)，所述第二连接条(10)紧固连接第一小腿支架(11)和第二小腿支架(24)，所述第一小腿支架(11)远离第二小腿支架(24)的一端与第二驱动电机(9)的输出轴紧固连接，且所述第三驱动电机(12)安装在第二小腿支架(24)远离第一小腿支架(11)的一端。

5.如权利要求4所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述小腿部还包括第三内侧保护盖(15)、第三外侧保护盖(21)、第四内侧保护盖(16)以及第四外侧保护盖(22)；

所述第三内侧保护盖(15)和第三外侧保护盖(21)紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第一小腿支架(11)；

所述第四内侧保护盖(16)和第四外侧保护盖(22)紧固安装在小腿骨架上，并覆盖所述第二小腿支架(24)和第三驱动电机(12)。

6.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述脚部包括脚底架(17)，所述脚底架(17)延伸至外骨骼机器人内侧。

7.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述胯部包括胯部外壳(3)、胯部内壳(6)、胯部连接部(5)以及胯部支撑部(4)，所述胯部连接部(5)在胯部支撑部(4)的两侧分别转动安装有一个，所述胯部外壳(3)和胯部内壳(6)配合夹紧胯部支撑部(4)；

且任一所述胯部连接部(5)远离胯部支撑部(4)的一端均转动连接有一个大腿部。

8.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述胯部的上侧紧固安装有背包结构(1)，所述背包结构(1)上紧固安装有背包外壳(2)。

9.如权利要求8所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，所述背包结构(1)上设置有用于固定连接使用者腰部的魔术贴。

10.如权利要求1所述的用于下肢的外骨骼机器人，其特征在于，任一所述大腿部和小腿部均设置魔术贴。

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