一种穿戴型下肢助力机器人、其折叠方法及用于装运的手拉箱

摘要

本发明公开了一种穿戴型下肢助力机器人、其折叠方法及用于装运的手拉箱，其特征是设置下肢助力机械装置和伺服控制系统，其中的下肢助力机械装置是在可穿戴的腰带的两侧对称设置可穿戴的助力机械腿。本发明可有效减轻穿戴于人体的负重感，具有安全性能高、人机协调控制简单、随动助力效果好、性价比高等特点，通过其折叠方法可将该机器人转变为结构紧凑的便携形体，配合用于装运的手拉箱可以多种方式实现用户对该机器人的方便携带与收藏，以更好的满足中老年人群的行走及上下楼梯等日常活动护理需求。

主权项

一种穿戴型下肢助力机器人，其特征是设置：一下肢助力机械装置，是在可穿戴的腰带(2)的两侧对称设置可穿戴的助力机械腿(48)；所述腰带(2)的左右两侧分别固结一凸台(3)，在所述腰带(2)的后侧中部固定设置一支架(17)；一伺服控制系统，包括固定设置在所述支架(17)的上面的微控制器(18)、固定在支架(17)的底部的锂电池组(19)，固定在所述腰带(2)的前侧的前方摔倒预测报警电路(1)、固定在腰带(2)的后侧的后方摔倒预测报警电路(16)，以及固定设置在腰带左右两侧凸台(3)上的手控操作器(30)；所述助力机械腿(48)的结构设置为：髋关节旋转限位盘(4)的上端铰接于所述凸台(3)的下部，并与髋关节圆盘(5)的内侧固联；大腿连杆(7)的圆盘状上部固联在第一心轴(59)上，所述第一心轴(59)通过第一滚动轴承(57)和第二滚动轴承(58)支承于所述髋关节圆盘(5)的内侧并可绕髋关节圆盘(5)的中心轴线旋转；膝关节旋转限位盘(9)固联在位于所述大腿连杆(7)的下端的膝关节圆盘(53)的内侧；直流伺服减速电机(8)的机体(8A)固定安装在膝关节圆盘(53)的外侧；小腿连杆(11)的圆盘状的上端固联在所述直流伺服减速电机(8)的输出轴(8B)上，所述直流伺服减速电机(8)的输出轴(8B)通过第三滚动轴承(60)和第四滚动轴承(61)支承于所述膝关节圆盘(53)的内侧并可绕膝关节圆盘(53)的中心轴线旋转；踝关节旋转限位盘(65)固联在位于小腿连杆(11)的下端的踝关节圆盘(12)的内侧；脚板(13)的圆盘状侧部(13A)固联在第二心轴(64)上，所述第二心轴(64)通过第五滚动轴承(62)和第六滚动轴承(63)支承于所述踝关节圆盘(12)的内侧并可绕踝关节圆盘(12)的中心轴线旋转；所述大腿连杆(7)的内侧通过大腿交互力传感器(27)与大腿绷带(28)相联，在所述小腿连杆(11)的内侧通过小腿交互力传感器(24)与小腿绷带(23)相联；在所述脚板(13)上固定设置脚部绷带(14)；脚底分布式压力传感器(15)呈多片分别固定设置在所述脚板(13)上；所述大腿交互力传感器(27)由第一前盖板(27A)、第一弹性体(27B)和第一后盖板(27C)组成；所述第一前盖板(27A)的一侧与所述大腿绷带(28)固联，所述第一后盖板(27C)的一侧与所述大腿连杆(7)的内侧固联，所述第一弹性体(27B)联接于所述第一前盖板(27A)与所述第一后盖板(27C)之间；在所述第一弹性体(27B)的十字弹性梁根部及端部对应位置处分别粘贴有圆周均布的四片第一应变片(27D)；所述小腿交互力传感器(24)由第二前盖板(24A)、第二弹性体(24B)和第二后盖板(24C)组成；所述第二前盖板(24A)的一侧与所述小腿绷带(23)固联，所述第二后盖板(24C)的一侧与所述小腿连杆(11)的内侧固联，所述第二弹性体(24B)联接于所述第二前盖板(24A)与所述第二后盖板(24C)之间；在所述第二弹性体(24B)的十字弹性梁根部及端部对应位置处分别粘贴有圆周均布的四片第二应变片(24D)；在所述支架(17)与所述小腿连杆(11)之间设置腿部随动支撑弹性部件(26)，所述腿部随动支撑弹性部件(26)是由同轴设置的第一座套(26A)和第一杆芯(26B)构成，所述第一座套(26A)和第一杆芯(26B)在压缩力作用下相互间沿轴向可相对运动；所述第一座套(26A)的上端通过“L”形支架(29)与所述支架(17)以球铰相联，所述第一杆芯(26B)的下端与固联在所述小腿连杆(11)外侧的凸座(25)以球铰相联；在所述脚板(13)与所述小腿连杆(11)之间设置脚部随动支撑弹性部件(21)，所述脚部随动支撑弹性部件(21)是由同轴设置的第二座套(21A)和第二杆芯(21B)构成，所述第二座套(21A)和第二杆芯(21B)在压缩力作用下相互间沿轴向可相对运动；所述第二座套(21A)的下端与固联在所述脚板(13)后部的小铰座(20)相铰接，所述第二杆芯(21B)的上端与呈悬臂固联在所述小腿连杆(11)上的小支架(22)的端部相铰接。