本發(fā)明涉及一種機(jī)器人足部可調(diào)節(jié)助力裝置，具體涉及一種用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置。

背景技術(shù)：

近年來(lái)，下肢踝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人在人體助力領(lǐng)域得到快速發(fā)展，其主要應(yīng)用于正常人、老年人的助力，殘疾人的康復(fù)治療以及行走。目前，踝關(guān)節(jié)外骨骼裝置主要存在以下缺點(diǎn)：1、現(xiàn)有的外骨骼大部分裝置和鞋是一起的，這樣穿戴起來(lái)非常不方便，對(duì)于身形不合適著，穿戴起來(lái)不舒適，影響行走，甚至對(duì)身體造成傷害；2、現(xiàn)有的外骨骼大部分采用鮑登繩傳遞力，但鮑登繩比較硬，使得繩有時(shí)產(chǎn)生反向力，會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生影響；3、現(xiàn)有的一部分外骨骼驅(qū)動(dòng)力是垂直方向的，使得外骨骼的力臂比較小，需要驅(qū)動(dòng)裝置提供很大的力，而且需設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)承受豎直方向的力；其他外骨骼驅(qū)動(dòng)力采用水平方向上時(shí)，一般是每只腳用兩個(gè)水平方向上的驅(qū)動(dòng)力，這樣兩側(cè)驅(qū)動(dòng)力同步很難保證；4、現(xiàn)有的外骨骼大部分是驅(qū)動(dòng)部分和人是分離的或驅(qū)動(dòng)部分在小腿上，驅(qū)動(dòng)部分和人分離的裝置不能用于實(shí)際的正常人助力行走，而驅(qū)動(dòng)部分在小腿上使得裝置在腿上的重量很大，不利于助力，且助力時(shí)間會(huì)很短。

綜上，現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人存在裝置和鞋不能分離，穿戴起來(lái)非常不便以及助力時(shí)間短的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人存在裝置和鞋不能分離，穿戴起來(lái)非常不便以及助力時(shí)間短的問(wèn)題，進(jìn)而提供一種用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問(wèn)題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置包括包括足部可調(diào)節(jié)裝置4、腿部固定裝置2、彈簧省力裝置3和腰部固定裝置1；所述足部可調(diào)節(jié)裝置包括u型槽15、足底包裹裝置14、兩個(gè)軸承18和兩個(gè)第一螺釘17，u型槽15的兩側(cè)加工有兩個(gè)螺紋孔，足底包裹裝置14上對(duì)應(yīng)加工有兩個(gè)沉孔，u型槽15通過(guò)兩個(gè)第一螺釘17安裝在足底包裹裝置14上，每個(gè)螺釘17上穿裝有一個(gè)軸承18，軸承18位于沉孔的外側(cè)；足底包裹裝置14上設(shè)置有第一連接繩20，所述彈簧省力裝置3包括彈簧11、連接桿12和兩根鮑登繩10，彈簧11的一端通過(guò)一根鮑登繩10與腿部固定裝置2連接，彈簧11的另一端通過(guò)另一根鮑登繩10與連接桿12的上端連接，連接桿12的下端通過(guò)第四螺釘27和第四螺母26與足底包裹裝置14連接；腿部固定裝置2包括腿部前包裹裝置8、鮑登繩外殼固定裝置9和第一繃帶25，所述鮑登繩外殼固定裝置9通過(guò)第三螺釘23和第三螺母24與腿部前包裹裝置8連接，第一繃帶25穿裝在腿部前包裹裝置8的下部；所述腰部固定裝置1包括第二繃帶5和電源電機(jī)組件6，第二繃帶5穿裝在電源電機(jī)組件6的夾扣中；電源電機(jī)組件6與鮑登繩外殼7的上端連接，鮑登繩外殼7的下端固定在鮑登繩外殼固定裝置9上。

進(jìn)一步地，足底包裹裝置14底部?jī)蓚?cè)沿其長(zhǎng)度方向均布對(duì)應(yīng)加工有兩排圓孔，第一連接繩20穿裝在足底包裹裝置14的圓孔上。

進(jìn)一步地，足底包裹裝置14還包括多個(gè)第三繃帶19，第三繃帶19穿裝在足底包裹裝置14上部。

進(jìn)一步地，足底包裹裝置14還包括兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的l型板，兩個(gè)l型板上對(duì)應(yīng)加工有螺釘孔。

進(jìn)一步地，所述鮑登繩外殼固定裝置9內(nèi)側(cè)面貼合在腿部前包裹裝置8的外側(cè)面上，鮑登繩外殼固定裝置9上和腿部前包裹裝置8上對(duì)應(yīng)加工有螺釘孔。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下有益效果：

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置可以提供人體下肢踝關(guān)節(jié)外骨骼機(jī)器人的足部可調(diào)節(jié)以及助力，解決了現(xiàn)有外骨骼機(jī)器人裝置和鞋不能分離以及長(zhǎng)時(shí)間助力的問(wèn)題；

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置外骨骼裝置和鞋分離且可調(diào)節(jié)，可以標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)，這樣方便穿戴，而且使得穿戴舒適；

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置傳動(dòng)部分采用鮑登繩結(jié)構(gòu)，但其內(nèi)繩采用軟繩結(jié)構(gòu)，這樣繩就不會(huì)產(chǎn)生反向力，就不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置產(chǎn)生沖擊；

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置的外骨骼采用單桿設(shè)計(jì)，這樣簡(jiǎn)化了傳動(dòng)裝置，不需要考慮雙桿同步問(wèn)題，而且有效減輕了外骨骼的重量；

本發(fā)明的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置把外骨骼的驅(qū)動(dòng)裝置放在腰部，這樣可以放更大的電源，可以長(zhǎng)時(shí)間助力，而不會(huì)使得外骨骼在腿部施加很大重量；

本發(fā)明能夠適應(yīng)不同足形的人穿戴，當(dāng)需要根據(jù)腳形進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，可直接通過(guò)調(diào)節(jié)足部可調(diào)節(jié)裝置進(jìn)行調(diào)節(jié)，即調(diào)節(jié)螺釘進(jìn)入足底包裹裝置沉孔的長(zhǎng)度即可，十分方便；并且彈簧省力裝置在使用的過(guò)程中會(huì)自動(dòng)儲(chǔ)存和釋放能量，減少電機(jī)的最大輸出功率。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明具體實(shí)施方式一中的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置的結(jié)構(gòu)組成示意圖；

圖2是本發(fā)明用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置的總體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是具體實(shí)施方式一中的足部可調(diào)節(jié)裝置4的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是具體實(shí)施方式一中腿部固定裝置2和彈簧省力裝置3的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

具體實(shí)施方式一：如圖1～4所示，本實(shí)施方式的用于人體下肢外骨骼機(jī)器人模塊化足部可調(diào)節(jié)助力裝置，所述足部可調(diào)節(jié)助力裝置包括包括足部可調(diào)節(jié)裝置4、腿部固定裝置2、彈簧省力裝置3和腰部固定裝置1；所述足部可調(diào)節(jié)裝置包括u型槽15、足底包裹裝置14、兩個(gè)軸承18和兩個(gè)第一螺釘17，u型槽15的兩側(cè)加工有兩個(gè)螺紋孔，足底包裹裝置14上對(duì)應(yīng)加工有兩個(gè)沉孔，u型槽15通過(guò)兩個(gè)第一螺釘17安裝在足底包裹裝置14上，每個(gè)螺釘17上穿裝有一個(gè)軸承18，軸承18位于沉孔的外側(cè)；足底包裹裝置14上設(shè)置有第一連接繩20，所述彈簧省力裝置3包括彈簧11、連接桿12和兩根鮑登繩10，彈簧11的一端通過(guò)一根鮑登繩10與腿部固定裝置2連接，彈簧11的另一端通過(guò)另一根鮑登繩10與連接桿12的上端連接，連接桿12的下端通過(guò)第四螺釘27和第四螺母26與足底包裹裝置14連接；腿部固定裝置2包括腿部前包裹裝置8、鮑登繩外殼固定裝置9和第一繃帶25，所述鮑登繩外殼固定裝置9通過(guò)第三螺釘23和第三螺母24與腿部前包裹裝置8連接，第一繃帶25穿裝在腿部前包裹裝置8的下部；所述腰部固定裝置1包括第二繃帶5和電源電機(jī)組件6，第二繃帶5穿裝在電源電機(jī)組件6的夾扣中；電源電機(jī)組件6與鮑登繩外殼7的上端連接，鮑登繩外殼7的下端固定在鮑登繩外殼固定裝置9上。

u型槽15通過(guò)兩個(gè)第一螺釘17和兩個(gè)第一螺母16安裝在足底包裹裝置14上。

具體實(shí)施方式二：如圖1和2所示，本實(shí)施方式足底包裹裝置14底部?jī)蓚?cè)沿其長(zhǎng)度方向均布對(duì)應(yīng)加工有兩排圓孔，第一連接繩20穿裝在足底包裹裝置14的圓孔上。如此設(shè)計(jì)，可以在相同強(qiáng)度性能要求下，非常有效地減小足底包裹裝置14尺寸，從而減小其質(zhì)量，使得因外骨骼機(jī)器人質(zhì)量增加人體而導(dǎo)致代謝消耗有效減小。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一相同。

具體實(shí)施方式三：如圖1和圖2所示，本實(shí)施方式足底包裹裝置14還包括多個(gè)第三繃帶19，第三繃帶19穿裝在足底包裹裝置14上部。如此設(shè)計(jì)，更方便人體足部穿戴，而且可以有效使足部可調(diào)節(jié)裝置固定在腳上。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式一或二相同。

具體實(shí)施方式四：如圖1-3所示，本實(shí)施方式足底包裹裝置14還包括兩個(gè)左右對(duì)稱(chēng)的l型板，兩個(gè)l型板上對(duì)應(yīng)加工有螺釘孔。如此設(shè)計(jì)，可以使連接桿很好的與足底包裹連接，使得連接桿傳遞力更有效，且加工非常容易。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式三相同。兩個(gè)l型板通過(guò)兩個(gè)第二螺母21和兩個(gè)第二螺釘22固裝在足底包裹裝置14上。

具體實(shí)施方式五：如圖1、圖2和圖4所示，本實(shí)施方式所述鮑登繩外殼固定裝置9內(nèi)側(cè)面貼合在腿部前包裹裝置8的外側(cè)面上，鮑登繩外殼固定裝置9上和腿部前包裹裝置8上對(duì)應(yīng)加工有螺釘孔。如此設(shè)計(jì)，可以使得鮑登繩非常有效的固定在腿部，以使得其可以傳遞力，以使得外骨骼助力，另外因腿前部較硬，因此腿前部可以更好承受和傳遞力。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式四相同。