[发明专利]一种髋关节助力外骨骼

说明书

本申请具体涉及一种髋关节助力外骨骼，属于外骨骼领域，包括：髋关节组件，包括固定支架；腿部固定组件，与固定支架铰接；弹性件，用以拉动腿部固定组件绕铰接点转动，弹性件的两端分别与固定支架和腿部固定组件连接；气动肌肉组件，用以拉动腿部固定组件绕铰接点转动，包括气动肌肉本体和鲍登线，鲍登线的两端分别与气动肌肉本体和腿部固定组件连接。通过弹性件和气动肌肉组件连接髋关节组件和腿部固定组件，在人的运动过程中髋关节组件和腿部固定组件发生转动，利用弹性件和气动肌肉组件的形变将转动过程中产生的能量储存起来，并在髋关节组件和腿部固定组件向另一方向转动时将储存的能量释放出来，进而充分地利用人体运动过程中产生的能量。

技术领域

本申请涉及外骨骼领域，尤其涉及一种髋关节助力外骨骼。

背景技术

外骨骼机器人是一种模仿人体生理构造和下肢运动特征，辅助穿戴者运动的智能可穿戴式机械装置，可以提高使用者多方面的身体机能。外骨骼机器人包括作动型机器人和助力型机器人。助力型机器人通过感知穿戴者的运动意图来跟随穿戴者，同时协助穿戴者运动。髋关节助力外骨骼机器人是助力型机器人的一种，主要用于提升穿戴者行走的耐久性和负重能力，同时可为下肢运动障碍患者提供康复训练等。

现有技术中，大多数髋关节外骨骼机器人为需要外部动力源的主动助力外骨骼和不需要外部动力源的被动助力外骨骼。被动助力外骨骼无需外部动力源，通过吸收和释放人行走过程中多余的能量，提高生物能的利用率来达到助力的效果。目前的髋关节助力外骨骼机器人关节驱动采用：1.电机控制髋关节正反转实现助力；2.两根气动肌肉对拉控制髋关节的转轴正反转，实现髋关节助力。这些助力结构都存在助力过程中，能量利用不充分，能量损耗过大且结构过于复杂，设计成本高的问题。

发明内容

本申请提供了一种髋关节助力外骨骼，以解决现有技术中髋关节助力外骨骼助力结构能量利用不充分的技术问题。

本申请提供了一种髋关节助力外骨骼，包括：

髋关节组件，所述髋关节组件包括固定支架；

腿部固定组件，所述腿部固定组件与所述固定支架铰接；

弹性件，用以拉动腿部固定组件绕铰接点转动，所述弹性件的一端与所述固定支架连接，所述弹性件的另一端与所述腿部固定组件连接；

气动肌肉组件，用以拉动腿部固定组件绕铰接点转动，所述气动肌肉组件包括气动肌肉本体和鲍登线，所述鲍登线的一端与气动肌肉本体连接，所述鲍登线的另一端穿过所述固定支架与所述腿部固定组件连接。

可选的，所述腿部固定组件包括：

腿部连接支架，所述腿部连接支架的一端与所述固定支架铰接，所述腿部连接支架的另一端设有绑腿托架；

弹性件固定架，所述弹性件固定架的一端与所述腿部连接支架连接，所述弹性件连接于所述弹性件固定架的远离所述腿部固定支架的一端。

可选的，所述腿部连接支架包括两块平行设置的腿部连接板，两块所述腿部连接板之间通过连接柱连接，所述腿部连接板开设有通孔，用以减轻腿部连接板的重量。

可选的，所述腿部连接板设有鲍登线固定架，所述鲍登线固定架铰接有拉力传感器，所述鲍登线远离所述气动肌肉本体的一端与所述拉力传感器连接。

可选的，所述髋关节组件还包括：

腰部固定件，用以将所述髋关节组件与腰部固定，所述固定支架设于所述腰部固定件的外侧面。

可选的，所述髋关节组件还包括：

腰部连接板，所述腰部连接板的中部开设有通槽，所述腰部固定件通过螺栓与所述通槽连接。

可选的，所述固定支架包括：