[发明专利]一种集成液压站式可穿戴液压助力外骨骼装置

说明书

本发明涉及外骨骼活动领域，具体的是一种集成液压站式可穿戴液压助力外骨骼装置，包括背带、可承载背板、集成泵式液压站、拉簧、腰部支撑后板、伸出油管、腰带、卡扣、液压自伺服关节、腰部支撑侧板、腿部绑带、大腿连接板、转动座。本装置使用液压伺服阀控制，液压驱动具有承载力大，环境适应性强和响应速度快等诸多优势。本发明符合人体髋关节的特征，本装置在液压自伺服关节的助力作用下使得人体髋关节进行前屈和后伸，在转动座和腰部支撑侧板的连接下可以使得髋关节自由的进行外摆和内敛得运动动作，由于大腿部分是由腿部绑带固定所以髋关节可以自由的实现旋转运动动作，保护了人体活动。

技术领域

本发明涉及外骨骼活动领域，具体的是一种集成液压站式可穿戴液压助力外骨骼装置。

背景技术

目前，外骨骼装置常用的驱动方法有液压驱动、电机驱动、气动驱动和SEA驱动(串联弹性驱动)。然而，负重外骨骼机器人的驱动模式还主要是液压驱动和电机驱动这两种。

电机驱动的电机技术相对成熟，结构比较简单，便于控制，但由于其动态平衡性不好，而且不能提供较大的负载，所以更适合民用和工用。然而，如果想要提供更多的功率，则可能需要选择更大尺寸的电动机，但这可能使系统更重，而且会影响系统的灵活性。

气动驱动目前主要有利用气动人工肌肉、气缸和气弹簧三种形式的驱动，这三种方式均可以在体积较小的情况下提供较大的力且环保无污染、成本低，缺点是无法够精确控制运动量。

SEA驱动的原理是采用液压驱动或者电机驱动后，再选择一个弹性装置进行串联，这样就可以使控制的精确度更高。这样的驱动方式具有很多优点，例如：阻抗较小、整体体积小、输出的能量高且稳定、缓冲特性良好等，能量放大特性是SEA驱动特有的特性。

基于以上背景技术，本发明提出一种集成液压站式可穿戴液压助力外骨骼装置。

发明内容

为解决上述背景技术中提到的不足，本发明的目的在于提供一种集成液压站式可穿戴液压助力外骨骼装置。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种集成液压泵站式可穿戴液压助力外骨骼装置，包括设置在人体肩膀上的背带以及与背带固定的可承载背板，所述可承载背板上背负固定有集成泵式液压站，集成泵式液压站上设置有伸出油管；

所述人体的腰部侧面位置对称设置有腰部支撑侧板，腰部背面位置设置有左右对称的腰部支撑后板，腰部支撑侧板与可承载背板之间连接有拉簧，腰部支撑侧板与腰部支撑后板之间由导轨链接；

所述腰部支撑侧板上设置有腰带，腰带侧边与两块腰部支撑侧板固定，使用卡扣实现穿戴的形式；

所述人体的大腿侧面设置有大腿连接板，大腿连接板上连接有液压自伺服关节，液压自伺服关节的底部伸出的碳纤维大腿杆上固定有腿部绑带，伸出油管分别控制液压自伺服关节中液压油的进出，液压自伺服关节上设置有伺服阀可控制进出入液压油流量大小；

所述大腿连接板上安装有转动座，转动座实现左右的转动，转动座与腰部支撑侧板连接并且孔位可以上下调节以适应不同的穿戴者。

进一步地，所述集成泵式液压站由液压油储存罐、电机、电机座以及外保护箱体组合而成以此来提供液压自伺服关节所需的液压油。

进一步地，所述腰部支撑后板由转轴链接并固定在可承载背板的下部，腰部支撑后板便于自适应上下旋转。

进一步地，所述液压自伺服关节的前屈和后伸动作控制在-30度～110度的活动范围。

进一步地，所述转动座与腰部支撑侧板连接时具有四组不同的连接点。

本发明的有益效果：