[实用新型]外骨骼机器人三自由度踝关节装置

说明书

本实用新型涉及一种外骨骼机器人三自由度踝关节装置，包括腿部连接件、第一摆动组件、第二摆动组件、第三摆动组件和脚部支撑件。第一摆动组件包括第一连接件和第一转轴，第一转轴沿第一方向延伸，第一转轴与腿部连接件转动连接；第二摆动组件包括第二连接件和第二转轴，第二转轴沿第二方向延伸，第二转轴与第一连接件转动连接；第三摆动组件，包括第三连接件和第三转轴，第三转轴沿第三方向延伸，第三转轴与第二连接件转动连接；脚部支撑件与第三连接件固定连接。上述外骨骼机器人三自由度踝关节装置，结构简单紧凑，能够有效地模拟人体踝关节的三个自由度，从而能更好地适应人体的运动，使得穿戴者活动灵便。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，特别是涉及一种外骨骼机器人三自由度踝关节装置。

背景技术

踝关节是人体下肢部分的重要关节，也是人体距离地面最近的负重关节。在行走过程中，踝关节能够协调腿部和脚部的运动以实现人体重心的转移，地面对脚部的作用力也需要经由踝关节传递至腿部。由于踝关节常处于负重状态，因此容易出现扭伤，在军事或医疗领域常采用机械踝关节装置对踝关节予以保护或进行康复治疗。机械踝关节装置作为辅助器械，一般穿戴在人体外部，以对人体提供保护、支撑、助力和运动辅助功能。

人体的踝关节具有三个转动自由度，分别为趾屈背伸自由度、内外翻自由度和内外摆自由度，上述三个转动自由度相互关联，保证了人体运动的灵活性。一般的机械踝关节装置受限于机械结构，难以实现对上述三个转动自由度的模拟，穿戴上机械踝关节装置后，易造成活动不灵便，且常规的机械踝关节装置，只能满足简单的行走辅助功能，功能单一。

实用新型内容

基于此，有必要针对一般的机械踝关节装置活动不灵便、功能单一的问题，提供一种外骨骼机器人三自由度踝关节装置。

一种外骨骼机器人三自由度踝关节装置，包括：

腿部连接件；

第一摆动组件，包括第一连接件和第一转轴，所述第一转轴沿第一方向延伸，所述第一连接件和所述第一转轴固定连接，所述腿部连接件套设于所述第一转轴上，所述第一转轴与所述腿部连接件转动连接；

第二摆动组件，包括第二连接件和第二转轴，所述第二转轴沿第二方向延伸，所述第二连接件和所述第二转轴固定连接，所述第一连接件套设于所述第二转轴上，所述第二转轴与所述第一连接件转动连接；

第三摆动组件，包括第三连接件和第三转轴，所述第三转轴沿第三方向延伸，所述第三连接件和所述第三转轴固定连接，所述第二连接件套设于所述第三转轴上，所述第三转轴与所述第二连接件转动连接；及

脚部支撑件，与所述第三连接件固定连接。

在其中一个实施例中，所述第二摆动组件还包括蓄能组件，所述蓄能组件的一端与所述第一连接件转动连接，所述蓄能组件的另一端与所述第二连接件转动连接；所述蓄能组件用于带动所述第二连接件复位。

在其中一个实施例中，所述蓄能组件包括连杆、弹性件和杆套，所述连杆的一端与所述第一连接件转动连接，所述连杆的另一端与所述弹性件固定连接；所述杆套的一端套设于所述连杆上，所述杆套的另一端与所述第二连接件转动连接；所述弹性件收容于所述杆套内。

在其中一个实施例中，所述弹性件包括第一弹簧和第二弹簧，所述第一弹簧套设于所述连杆上，且所述第一弹簧的一端与所述连杆抵接，所述第一弹簧的另一端与所述杆套的靠近腿部连接件的一端抵接；所述第二弹簧的一端与所述连杆抵接，所述第二弹簧的另一端与所述杆套的远离所述腿部连接件的一端抵接。

在其中一个实施例中，所述第二连接件上设有第一限位面和第二限位面，当所述第二转轴转动时，所述第一限位面与所述第一连接件抵接，以限制所述第二转轴的转动范围；当所述第三转轴转动时，所述第二限位面与所述第三连接件抵接，以限制所述第三转轴的转动范围。