[发明专利]一种纯人力外骨骼下肢系统

说明书

本发明创造提供了一种纯人力外骨骼下肢系统，包括胯部组件和腿部组件，腿部组件包括腿部连接件一，腿部连接件一与胯部组件的端部铰接，腿部连接件一与大腿杆件的一端固接，大腿杆件的下部设置有与小腿随动的第四平行四边形运动机构，第四平行四边形运动机构的下端连接有具有延伸脚掌功能的第五平行四边形运动机构，第四平行四边形运动机构还铰接有用于放置足部的足下连接板，足下连接板与第五平行四边形运动机构通过连杆连接。本发明创造能够更为灵活精确的完成作业任务，有效降低人员伤亡事故等，人穿着外骨骼，不但可以提高人体负重能力，降低对劳动量和机械操作技术熟练程度，机械穿着在人体外，本身也是一种对人自身的保护。

技术领域

本发明创造属于机械外骨骼技术领域，尤其是涉及一种纯人力外骨骼下肢系统。

背景技术

人体外骨骼助力机器人起源于美国1966年的哈德曼助力机器人的设想及研发，到今天整体仍处于研发阶段，能源供给装置以及高度符合人体动作敏捷及准确程度要求的控制系统和力的传递装置都有待大力投入研发和试验尝试。在外骨骼的研究成果方面以美国和日本技术研究最为先进。美国的重点在军事陆军作战，日本则更贴近日常生活及医疗辅助。我国在此领域还处在初级阶段，大部分停留在理论层面上，主要研究的应用为医学康复机械外骨骼的支撑机构、控制系统、伺服系统理论等。并没有复杂系统技术实体产品生产，我们在这一领域还和较为领先的日本美国相差甚远。

助力机器的本质就是将人类本身的力量和动作速度放大几倍甚至上千倍。外骨骼作为高精度模仿人类动作的机械，其技术的发展和优化不但为军事和医疗添翼，也将在未来建筑领域以及制造领域做出无法估量和比拟的贡献。

在可穿戴贴附型方面越来越趋向于材料的坚韧轻质化，能源的低耗化，控制的无缝化，驱动的流畅化。这就要求构造材料为坚韧质轻的弹性复合材料，使外骨骼在保障穿用者的的同时，减少能量消耗。其能源提供装置要尽可能的将自然能源转化为外骨骼所能使用的能源，并能保证支持做够长的时间。而其控制系统的安装，要求使用者穿上该装备后能够正常活动并保证动作流畅。

在建筑上，带助力的外骨骼将比一般塔吊，机械臂更为灵活精确的完成作业任务，有效降低人员伤亡事故等。人穿着建筑型外骨骼，不但可以提高人体负重能力，降低对劳动量和机械操作技术熟练程度，机械穿着在人体外，本身也是一种对人自身的保护。在制造方面也是如此。

发明内容

有鉴于此，本发明创造旨在提出一种纯人力外骨骼下肢系统，以解决上述问题。

为达到上述目的，本发明创造的技术方案是这样实现的：

一种纯人力外骨骼下肢系统，包括胯部组件和腿部组件，腿部组件包括腿部连接件一，腿部连接件一与胯部组件的端部铰接，腿部连接件一与大腿杆件的一端固接，大腿杆件的下部设置有与小腿随动的第四平行四边形运动机构，第四平行四边形运动机构的下端连接有具有延伸脚掌功能的第五平行四边形运动机构，第四平行四边形运动机构还铰接有用于放置足部的足下连接板，足下连接板与第五平行四边形运动机构通过连杆连接。

进一步的，胯部组件包括相对于横向连接件对称设置的一对胯部连接件一，胯部连接件一的一端的上端面与横向连接件的一端的下端面铰接，胯部连接件一的另外一端的下端面与胯部连接件二的一端上端面铰接，两个胯部连接件二相对于横向连接件对称设置，胯部连接件二的另外一端的上端面与胯部连接件三的一端的下端面铰接，胯部连接件三相对于横向连接件对称设置，胯部连接件三的另外一端与腿部组件的上端铰接。

进一步的，第四平行四边形运动机构包括大腿杆件、小腿杆件一、小腿杆件二和小腿杆件三，大腿杆件与小腿杆件三平行设置，小腿杆件一和小腿杆件二平行设置，小腿杆件一的一端和小腿杆件二的一端分别与大腿杆件铰接，小腿杆件三的端部分别与小腿杆件一的另一端、小腿杆件二的另一端铰接。

进一步的，足侧连接杆与小腿杆件一与小腿杆件三的铰接点铰接，足侧连接杆的下端内侧固接水平设置的足下连接板，足下连接板与足侧连接杆垂直设置。