一种腰部助力外骨骼机器人[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 212193151 U(45)授权公告日 2020.12.22

(21)申请号 202020635438.8(22)申请日 2020.04.24

(73)专利权人 南京赤研科技有限公司

地址 210000 江苏省南京市浦口区桥林街

道石碛路8-168号(72)发明人 朱赤　倪受东　吴方亮　(51)Int.Cl.

B25J 9/00(2006.01)B25J 19/00(2006.01)

权利要求书1页 说明书4页 附图2页

CN 212193151 U(54)实用新型名称

一种腰部助力外骨骼机器人(57)摘要

本实用新型公开了一种腰部助力外骨骼机器人，具体涉及外骨骼领域，包括定位壳，所述定位壳内部设有助力机构；所述助力机构包括第一转轴，所述定位壳表面设有驱动槽，所述第一转轴与驱动槽内壁固定连接，所述第一转轴外侧套接设有调节套，所述调节套一侧固定设有第一支撑杆，所述第一支撑杆一端固定设有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆一端设有调节环，所述调节环一侧顶部固定设有第二支撑杆。本实用新型通过设置助力机构，可以对腰部的驱动角度进行有效的进行调节，有效的降低腰部定位板推动背部时降低对背部的支撑部位的位移距离，减少对腰部定位板对背部的摩擦，提高腰部定位板对腰部的推动角度。

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权　利　要　求　书

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1.一种腰部助力外骨骼机器人，包括定位壳(1)，其特征在于：所述定位壳(1)内部设有助力机构(2)；

所述助力机构(2)包括第一转轴(3)，所述定位壳(1)表面设有驱动槽(4)，所述第一转轴(3)与驱动槽(4)内壁固定连接，所述第一转轴(3)外侧套接设有调节套(5)，所述调节套(5)一侧固定设有第一支撑杆(6)，所述第一支撑杆(6)一端固定设有第一电动伸缩杆(7)，所述第一电动伸缩杆(7)一端设有调节环(8)，所述调节环(8)一侧顶部固定设有第二支撑杆(9)，所述第一电动伸缩杆(7)输出轴与调节环(8)表面铰接，所述第二支撑杆(9)内部设有第二转轴(10)，所述第二转轴(10)外侧固定设有撑杆(11)，所述撑杆(11)一端表面设有调节槽(12)，所述第二转轴(10)与调节槽(12)内壁固定连接，所述第一支撑杆(6)一侧设有第二电动伸缩杆(13)，所述第二支撑杆(9)一侧设有第三电动伸缩杆(14)，所述第二电动伸缩杆(13)与定位壳(1)固定连接，所述第三电动伸缩杆(14)与第一支撑杆(6)固定连接，所述第二电动伸缩杆(13)输出轴与第一支撑杆(6)铰接，所述第三电动伸缩杆(14)输出轴与第二支撑杆(9)铰接，所述第三电动伸缩杆(14)顶部设有第四电动伸缩杆(15)，所述第四电动伸缩杆(15)输出轴与撑杆(11)铰接，所述撑杆(11)一端固定设有腰部定位板(16)。

2.根据权利要求1所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述定位壳(1)底部设有臀部定位机构(17)，所述臀部定位机构(17)包括臀部支撑板(18)，所述臀部支撑板(18)与定位壳(1)固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述臀部支撑板(18)底部设有大腿固定壳(19)，所述大腿固定壳(19)顶端与臀部支撑板(18)铰接。

4.根据权利要求3所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述大腿固定壳(19)一侧设有第五电动伸缩杆(20)，所述第五电动伸缩杆(20)输出轴与大腿固定壳(19)铰接，所述第五电动伸缩杆(20)与臀部支撑板(18)固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述腰部定位板(16)表面固定设有定位条(21)，所述定位条(21)由橡胶材料制成。

6.根据权利要求2所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述腰部定位板(16)、臀部支撑板(18)和大腿固定壳(19)一侧均设有固定带(22)，所述固定带(22)表面均固定设有粘带(23)。

7.根据权利要求2所述的一种腰部助力外骨骼机器人，其特征在于：所述臀部支撑板(18)一侧横截面形状设置为弧形。

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一种腰部助力外骨骼机器人

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技术领域

[0001]本实用新型涉及外骨骼技术领域，更具体地说，本实用新型涉及一种腰部助力外骨骼机器人。

背景技术

[0002]近些年来，穿戴式外骨骼的研究逐渐兴起，可穿戴式外骨骼是一类模仿人体生理构造的辅助穿戴者的智能机械装置，其结构类似昆虫的外骨骼那样，能被人穿戴，协同穿戴者运动，从而为穿戴者提供保护、额外的动力或能力，提高穿戴者行走过程中的耐久性、负重能力等，增强人体机能，主要运用在医疗康复、军事、个人能力提升等领域。

[0003]专利申请公布号CN110385692A的发明专利公开了一种气动腰部助力外骨骼机器人，包括脊架、背部固定架、弹簧架、肩轴、气缸、气缸接头、多根弹簧、连接架、轴承、髋轴、腿挡和绑带，脊架包括脊杆和轴承环；轴承环的外侧壁与脊杆的一端一体连接；轴承环的内侧两端分别开有轴承槽；背部固定架和弹簧架分别与脊杆的另一端固定连接；肩轴设于通孔内，且两端均伸出通孔外；肩轴的两端分别与一个气缸的无杆侧端盖固定连接；气缸接头的一端与气缸的活塞杆固定连接；多根弹簧的两端分别固定在弹簧架和气缸接头上；连接架的一端与气缸接头铰接，另一端固定套设于髋轴上；每个轴承槽内安装一个轴承；髋轴的一端设置于轴承内，另一端与腿挡固定连接；绑带设置在背部固定架上。[0004]但是在实际使用时，该发明在使用时对腰部的驱动角度不能有效的进行调节，对背部的支撑部位容易在推动腰部时发生位移情况，从而对背部反复摩擦，从而产生损伤。实用新型内容

[0005]为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的实施例提供一种腰部助力外骨骼机器人，通过设置助力机构，将腰部定位板抵在背部位置，之后通过固定带经过粘带进行固定，设置的由橡胶材料制成的定位条与脊椎沟壑向匹配，之后第一电动伸缩杆推动调节环带动第二支撑杆进行倾斜方向的移动，之后第二电动伸缩杆推动第一支撑杆进行翻转，之后第三电动伸缩杆推动第二支撑杆进行一定角度的旋转，第四电动伸缩杆推动撑杆进行一定角度的偏转，从而可以对腰部的驱动角度进行有效的进行调节，有效的降低腰部定位板推动背部时降低对背部的支撑部位的位移距离，减少对腰部定位板对背部的摩擦，提高腰部定位板对腰部的推动角度，以解决上述背景技术中提出的问题。[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种腰部助力外骨骼机器人，包括定位壳，所述定位壳内部设有助力机构；[0007]所述助力机构包括第一转轴，所述定位壳表面设有驱动槽，所述第一转轴与驱动槽内壁固定连接，所述第一转轴外侧套接设有调节套，所述调节套一侧固定设有第一支撑杆，所述第一支撑杆一端固定设有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆一端设有调节环，所述调节环一侧顶部固定设有第二支撑杆，所述第一电动伸缩杆输出轴与调节环表面铰接，所述第二支撑杆内部设有第二转轴，所述第二转轴外侧固定设有撑杆，所述撑杆一端表

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面设有调节槽，所述第二转轴与调节槽内壁固定连接，所述第一支撑杆一侧设有第二电动伸缩杆，所述第二支撑杆一侧设有第三电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆与定位壳固定连接，所述第三电动伸缩杆与第一支撑杆固定连接，所述第二电动伸缩杆输出轴与第一支撑杆铰接，所述第三电动伸缩杆输出轴与第二支撑杆铰接，所述第三电动伸缩杆顶部设有第四电动伸缩杆，所述第四电动伸缩杆输出轴与撑杆铰接，所述撑杆一端固定设有腰部定位板。

[0008]进一步，所述定位壳底部设有臀部定位机构，所述臀部定位机构包括臀部支撑板，所述臀部支撑板与定位壳固定连接。[0009]进一步，所述臀部支撑板底部设有大腿固定壳，所述大腿固定壳顶部与臀部支撑板铰接。

[0010]进一步，所述大腿固定壳一侧设有第五电动伸缩杆，所述第五电动伸缩杆输出轴与大腿固定壳铰接，所述第五电动伸缩杆与臀部支撑板固定连接。[0011]进一步，所述腰部定位板表面固定设有定位条，所述定位条由橡胶材料制成。[0012]进一步，所述腰部定位板、臀部支撑板和大腿固定壳一侧均设有固定带，所述固定带表面均固定设有粘带。[0013]进一步，所述臀部支撑板一侧横截面形状设置为弧形。[0014]本实用新型的技术效果和优点：[0015]1、通过设置助力机构，将腰部定位板抵在背部位置，之后通过固定带经过粘带进行固定，设置的由橡胶材料制成的定位条与脊椎沟壑向匹配，之后第一电动伸缩杆推动调节环带动第二支撑杆进行倾斜方向的移动，之后第二电动伸缩杆推动第一支撑杆进行翻转，之后第三电动伸缩杆推动第二支撑杆进行一定角度的旋转，第四电动伸缩杆推动撑杆进行一定角度的偏转，从而可以对腰部的驱动角度进行有效的进行调节，有效的降低腰部定位板推动背部时降低对背部的支撑部位的位移距离，减少对腰部定位板对背部的摩擦，提高腰部定位板对腰部的推动角度；[0016]2、通过设置臀部定位机构，横截面形状设置为弧形的臀部支撑板与使用者的臀部相吻合，之后通过固定带经过粘带进行固定，大腿固定壳与大腿底部进行卡合固定，之后可以打开第五电动伸缩杆，第五电动伸缩杆推动大腿固定壳进行翻转，从而使得使用者处于虚蹲的情况下将推动腰部的作用力均分在臀部和臀部位置，避免本实用新型发生滑落的同时，提高推动时的舒适性。附图说明

[0017]下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：[0018]图1为本实用新型的整体结构示意图。

[0019]图2为本实用新型的腰部定位板结构示意图。[0020]图3为本实用新型的图1中A部局部结构示意图。[0021]图4为本实用新型的图1中B部局部结构示意图。[0022]附图标记为：1定位壳、2助力机构、3第一转轴、4驱动槽、5调节套、6第一支撑杆、7第一电动伸缩杆、8调节环、9第二支撑杆、10第二转轴、11撑杆、12调节槽、13第二电动伸缩杆、14第三电动伸缩杆、15第四电动伸缩杆、16腰部定位板、17臀部定位机构、18臀部支撑

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板、19大腿固定壳、20第五电动伸缩杆、21定位条、22固定带、23粘带。

具体实施方式

[0023]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0024]如附图1-4所示的一种腰部助力外骨骼机器人，包括定位壳1，所述定位壳1内部设有助力机构2；

[0025]所述助力机构2包括第一转轴3，所述定位壳1表面设有驱动槽4，所述第一转轴3与驱动槽4内壁固定连接，所述第一转轴3外侧套接设有调节套5，所述调节套5一侧固定设有第一支撑杆6，所述第一支撑杆6一端固定设有第一电动伸缩杆7，所述第一电动伸缩杆7一端设有调节环8，所述调节环8一侧顶部固定设有第二支撑杆9，所述第一电动伸缩杆7输出轴与调节环8表面铰接，所述第二支撑杆9内部设有第二转轴10，所述第二转轴10外侧固定设有撑杆11，所述撑杆11一端表面设有调节槽12，所述第二转轴10与调节槽12内壁固定连接，所述第一支撑杆6一侧设有第二电动伸缩杆13，所述第二支撑杆9一侧设有第三电动伸缩杆14，所述第二电动伸缩杆13与定位壳1固定连接，所述第三电动伸缩杆14与第一支撑杆6固定连接，所述第二电动伸缩杆13输出轴与第一支撑杆6铰接，所述第三电动伸缩杆14输出轴与第二支撑杆9铰接，所述第三电动伸缩杆14顶部设有第四电动伸缩杆15，所述第四电动伸缩杆15输出轴与撑杆11铰接，所述撑杆11一端固定设有腰部定位板16。[0026]实际使用时，将腰部定位板16抵在背部位置，之后通过固定带22经过粘带23进行固定，设置的由橡胶材料制成的定位条21与脊椎沟壑向匹配，之后第一电动伸缩杆7推动调节环8带动第二支撑杆9进行倾斜方向的移动，之后第二电动伸缩杆13推动第一支撑杆6进行翻转，之后第三电动伸缩杆14推动第二支撑杆9进行一定角度的旋转，第四电动伸缩杆15推动撑杆11进行一定角度的偏转，从而可以对腰部的驱动角度进行有效的进行调节，有效的降低腰部定位板16推动背部时降低对背部的支撑部位的位移距离，减少对腰部定位板16对背部的摩擦，提高腰部定位板16对腰部的推动角度，该实施方式具体解决了现有技术中存在的在使用时对腰部的驱动角度不能有效的进行调节，对背部的支撑部位容易在推动腰部时发生位移情况，从而对背部反复摩擦，从而产生损伤的问题。[0027]如附图2所示的一种腰部助力外骨骼机器人，还包括臀部定位机构17，所述臀部定位机构17设置在定位壳1底部，所述臀部定位机构17包括臀部支撑板18，所述臀部支撑板18与定位壳1固定连。[0028]本实施例中，所述臀部支撑板18底部设有大腿固定壳19，所述大腿固定壳19顶端与臀部支撑板18铰接。[0029]本实施例中，所述大腿固定壳19一侧设有第五电动伸缩杆20，所述第五电动伸缩杆20输出轴与大腿固定壳19铰接，所述第五电动伸缩杆20与臀部支撑板18固定连接。[0030]本实施例中，所述腰部定位板16表面固定设有定位条21，所述定位条21由橡胶材料制成。

[0031]本实施例中，所述腰部定位板16、臀部支撑板18和大腿固定壳19一侧均设有固定

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带22，所述固定带22表面均固定设有粘带23。[0032]本实施例中，所述臀部支撑板18一侧横截面形状设置为弧形。[0033]实际使用时，横截面形状设置为弧形的臀部支撑板18与使用者的臀部相吻合，之后通过固定带22经过粘带23进行固定，大腿固定壳19与大腿底部进行卡合固定，之后可以打开第五电动伸缩杆20，第五电动伸缩杆20推动大腿固定壳19进行翻转，从而使得使用者处于虚蹲的情况下将推动腰部的作用力均分在臀部和臀部位置，避免本实用新型发生滑落的同时，提高推动时的舒适性，该实施方式具体解决了现有技术中存在的对臀部的固定效果差，容易使得整体发生滑落情况的问题。[0034]本实用新型工作原理：[0035]参照说明书附图1-4，将腰部定位板16抵在背部位置，之后通过固定带22经过粘带23进行固定，设置的由橡胶材料制成的定位条21与脊椎沟壑向匹配，之后第一电动伸缩杆7推动调节环8带动第二支撑杆9进行倾斜方向的移动，之后第二电动伸缩杆13推动第一支撑杆6进行翻转，之后第三电动伸缩杆14推动第二支撑杆9进行一定角度的旋转，第四电动伸缩杆15推动撑杆11进行一定角度的偏转，从而可以对腰部的驱动角度进行有效的进行调节，有效的降低腰部定位板16推动背部时降低对背部的支撑部位的位移距离，减少对腰部定位板16对背部的摩擦，提高腰部定位板16对腰部的推动角度；[0036]参照说明书附图2，横截面形状设置为弧形的臀部支撑板18与使用者的臀部相吻合，之后通过固定带22经过粘带23进行固定，大腿固定壳19与大腿底部进行卡合固定，之后可以打开第五电动伸缩杆20，第五电动伸缩杆20推动大腿固定壳19进行翻转，从而使得使用者处于虚蹲的情况下将推动腰部的作用力均分在臀部和臀部位置，避免本实用新型发生滑落的同时，提高推动时的舒适性。[0037]最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

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图2

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图3

图4

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