[发明专利]一种刚性助力下肢外骨骼机器人结构

权利要求书

1.一种刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述结构包括：

关节助力驱动与支撑机构，可供用户下肢穿戴；其由多个关节节点模块构成，以对关节提供助力驱动和/或对部位提供支撑；

背包单元，可供用户穿戴；其与一或多个所述关节节点模块通信组网，可获取实时运动数据或发送控制指令，并提供供电电源和外部数据传输结构；

髋部调节单元，枢接所述背包单元与所述关节助力驱动与支撑机构，在穿戴时提供横向和/或纵向的调节。

2.根据权利要求1所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述背包单元包括：网络运动控制器、控制模块、接口模块、腰部电池模块、腰部转动连接轴、腰部绑带、及储物格中任意一种或多种组合；其中，

所述网络运动控制器，用于与各关节节点模块通信组网，以实时传输运动数据或控制指令；

所述控制模块，用于处理实时产生的运动数据，以及生成控制指令；

所述接口模块，用于提供外部数据的输入与输出接口；

所述腰部转动连接轴，用于连接所述髋部横向/纵向伸缩调节单元，可根据转动角度获取扭转运动数据。

3.根据权利要求1所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述髋部调节单元包括：

两个纵向设置的轴承组件，其由轴承和交叉滚子组成；其中，所述轴承组件的一端设有双插孔；所述轴承组件用于与所述关节助力驱动与支撑机构适配固定连接，可使所述关节助力驱动与支撑机构相对所述髋部调节单元纵向移动，从而提供纵向的调节；

铰接件，其一侧设有双插轴，通过插入所述双插孔与所述轴承组件固定连接；其另一侧设有双铰接轴，用于另一倒置的铰接件铰接，可使两个固定连接有轴承组件的铰接件相对水平旋转运动，从而提供横向的调节。

4.根据权利要求3所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述背包单元包括腰部转动连接轴；所述双铰接轴上分别设有穿孔，通过插入所述腰部转动连接轴，以连接所述髋部调节单元与所述背包单元。

5.根据权利要求1所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述关节助力驱动与支撑机构中的关节节点模块包括：髋关节助力驱动模块、大腿支撑模块、膝关节助力驱动模块、小腿支撑模块、踝关节助力驱动模块、及足底支撑模块。

6.根据权利要求5所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述髋关节助力驱动模块包括：

髋关节壳体，包含相对垂直设置的第一部分和第二部分；

其中，第一部分包括第一驱动控制模块、及设于端部的第一伺服电机；第二部分的端部设有轴承连接件，用于横向固定连接于所述髋部调节单元的一端；

所述第一伺服电机，用于纵向与大腿支撑模块的顶部固定连接；

所述第一驱动控制模块，用于根据接收的控制指令第一驱动伺服电机，以供助力驱动所述大腿支撑模块的转动。

7.根据权利要求5所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述大腿支撑模块包括：

大腿双连接铝杆，用于连接膝关节助力驱动模块；

设于所述大腿双连接铝杆外的大腿护板，用于遮盖所述大腿双连接铝杆；

髋关节前屈后伸输出件，其一端连接所述大腿双连接铝杆，另一端为中空环形，用于适配连接所述髋关节助力驱动模块。

8.根据权利要求5所述的刚性助力下肢外骨骼机器人结构，其特征在于，所述膝关节助力驱动模块包括：

膝关节外壳；所述膝关节外壳内设有具有弹性的大腿坐管夹、第二伺服电机、及第二驱动控制模块；

所述大腿坐管夹，用于与所述大腿支撑模块的底部适配连接，并可调节插入长度；

所述第二伺服电机，用于纵向与小腿支撑模块的顶部固定连接；

所述第二驱动控制模块，用于根据接收的控制指令驱动第二伺服电机，以供助力驱动所述小腿支撑模块的转动；

设于膝关节壳体一侧的绑带，用于套入用户膝关节。