[发明专利]一种具备RCM三自由度旋转的人体髋关节可穿戴式助力设备

摘要

本发明公开一种具备RCM三自由度旋转的人体髋关节可穿戴式助力设备，使用三个约束三个旋转自由度的多连杆机构作为主要支链，与两个辅助驱动支链。主支链与辅助驱动支链均与腰部托架和腿部托架相连。其中主支链为两组重合于一点的相邻平行四边形机构构成，由虚拟垂直于纸面的转轴1，以及与转轴1相交的转轴2、转轴3，共同组成绕相交点旋转的解耦三自由度旋转机构。对于主支链其他两个自由度则有另外的两个UPS结构形式的辅助驱动之链进行约束。本发明通过腰部托架与腿部托架分别安装于人体的腰部与腿部，使用者可以根据需要，采用推拉和背负两种使用方式，减小功能驱动系统的负载对使用者的影响，避免了负重因素对能源系统的体积和重量的限制。

主权项

1.一种具备RCM三自由度旋转的人体髋关节可穿戴式助力设备，其特征在于：包括一条主支链与两条辅助驱动支链、腰部托架、腿部托架、腰部连接架与腿部连接架；所述主支链包含两套相对于y轴对称的平行四杆结构；y轴正向同人体右向；两套平行四杆结构相对的顶点铰接形成转动副；同时远离y轴的一条连杆分别作为腰部连杆与腿部连杆；腰部连杆与腿部连杆分别用来连接腰部托架与腿部托架；腰部连杆与腿部连杆轴线交于一点，作为主支链的旋转中心，位于沿人体前后方向设定的一条虚拟转轴上；上述主支链中，腰部连杆与腿部连杆的输出端上通过轴承分别套接有柱状的腰部连接头与腿部连接头；上述腰部连接头和腿部连接头侧壁分别通过腰部连接架和腿部连接架，与腰部托架和腿部托架连接固定；腰部连接架与腿部连接架均由相互铰接且铰接轴平行于y轴的支架构成；所述两条辅助驱动支链分别位于人体前部与后部；辅助驱动支链由两段连杆构成，两段连杆间形成P副；其中内层连杆端部安装有虎克铰，通过虎克铰与腰部托架相连，形成U副；外层连杆端部安装球铰，通过球铰与腿部托架铰接，形成S副。