具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種外骨骼機(jī)器人，具體涉及一種輪椅和行走助力雙模式切換的外骨骼機(jī)器人。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，外骨骼機(jī)器人以其增強(qiáng)人體能力，并且具有負(fù)重，康復(fù)，助老助殘等作用，在世界范圍已成為研究熱點(diǎn)。現(xiàn)在有的外骨骼助力機(jī)器人模式單一，只能進(jìn)行針對(duì)人體雙足結(jié)構(gòu)的行走進(jìn)行助力，雖然也有些通過(guò)與輪椅結(jié)合形式的外骨骼，但是不能達(dá)到外骨骼和輪椅結(jié)構(gòu)的有機(jī)結(jié)合。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明是為解決現(xiàn)有外骨骼助力機(jī)器人結(jié)構(gòu)功能單一的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人。
[0004]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人包括人體后背部、左腿和右腿；左腿和右腿分別包括大腿、小腿和足部；人體后背部與大腿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，大腿與小腿轉(zhuǎn)動(dòng)連接，小腿與足部轉(zhuǎn)動(dòng)連接；
[0005]它還包括車座、兩套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)和兩套腳部車輪機(jī)構(gòu)；左腿和右腿的外側(cè)分別布置有正對(duì)設(shè)置的兩套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)，每個(gè)足部上布置有一套腳部車輪機(jī)構(gòu)；
[0006]每套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支撐桿、車輪、電機(jī)、車輪軸固定件、減速器和連接軸；電機(jī)的輸出端與減速器的輸入端連接，減速器的輸出端與連接軸的一端連接，車輪固裝在連接軸的另一端上，支撐桿的一端與人體后背部的負(fù)載安裝板可拆卸連接，支撐桿的另一端與車輪軸固定件連接，連接軸的一端插裝在車輪軸固定件上且二者能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)支撐桿之間布置有與二者連接的車座；
[0007]每套腳部車輪機(jī)構(gòu)包括固定板、拉簧、固定桿和至少三個(gè)萬(wàn)向輪；固定板布置在足部鞋底的下方，固定桿的上端與足部固接，固定桿的下端與固定板鉸接，拉簧的一端與固定桿連接，拉簧的另一端與固定板連接。
[0008]本發(fā)明的有益效果是:一、本發(fā)明可以針對(duì)各種需要助力的人群，例如殘疾人，老年人或者需要長(zhǎng)時(shí)間行走的士兵等。二、本發(fā)明通過(guò)結(jié)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)外骨骼助力行走模式和輪椅模式的轉(zhuǎn)變，利用外骨骼的結(jié)構(gòu)，充當(dāng)輪椅結(jié)構(gòu)的一部分，使得輪椅功能與外骨骼功能有機(jī)的結(jié)合在了一起，讓兩者成為了一個(gè)整體，這樣設(shè)置雙模式的轉(zhuǎn)換非常靈活，不需要附加安裝零件。三、通過(guò)雙模式轉(zhuǎn)換的方式，可以大幅度增加外骨骼機(jī)器人的靈活性和適應(yīng)性，例如在崎嶇路面可以切換成行走模式，在平整路面可以切換成輪椅模式等，進(jìn)一步可以朝向新型的代步工具發(fā)展。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1是本發(fā)明展開(kāi)成代步狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)立體圖，圖2是本發(fā)明收攏狀態(tài)的整體結(jié)構(gòu)立體圖，圖3是本發(fā)明輪椅模式下行走狀態(tài)示意圖，圖4是本發(fā)明具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖，圖5是支撐桿整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1-圖4說(shuō)明，本實(shí)施方式的具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人，它包括人體后背部A、左腿和右腿；左腿和右腿分別包括大腿B、小腿C和足部D ;人體后背部A與大腿B轉(zhuǎn)動(dòng)連接，大腿B與小腿C轉(zhuǎn)動(dòng)連接，小腿C與足部D轉(zhuǎn)動(dòng)連接；
[0011]它還包括車座3、兩套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)E和兩套腳部車輪機(jī)構(gòu)F ;左腿和右腿的外側(cè)分別布置有正對(duì)設(shè)置的兩套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)E，每個(gè)足部D上布置有一套腳部車輪機(jī)構(gòu)F ;
[0012]每套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)E包括支撐桿2、車輪6、電機(jī)14、車輪軸固定件5、減速器15和連接軸16 ；電機(jī)14的輸出端與減速器15的輸入端連接，減速器15的輸出端與連接軸16的一端連接，車輪6固裝在連接軸16的另一端上，支撐桿2的一端與人體后背部A的負(fù)載安裝板Al可拆卸連接，支撐桿2的另一端與車輪軸固定件5連接，連接軸16的一端插裝在車輪軸固定件5上且二者能相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，兩個(gè)支撐桿2之間布置有與二者連接的車座3 ;
[0013]每套腳部車輪機(jī)構(gòu)F包括固定板8、拉簧10、固定桿11和至少三個(gè)萬(wàn)向輪9 ;固定板8布置在足部鞋底的下方，固定桿11的上端與足部固接，固定桿11的下端與固定板8鉸接，拉簧10的一端與固定桿11連接，拉簧10的另一端與固定板8連接。
[0014]本實(shí)施方式拉簧的設(shè)計(jì)，保證了固定板8在彎折成不同角度時(shí)都能提供預(yù)緊力。連接軸16 —端為中空結(jié)構(gòu)，內(nèi)部插入減速器15的軸，并通過(guò)鍵固定；連接軸16另一端通過(guò)銷釘固定車輪6。本實(shí)施方式的支撐桿2上開(kāi)設(shè)通孔2-5，實(shí)現(xiàn)支撐桿2與連接軸16的可拆卸連接，保證拆裝靈活方便。
[0015]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明，本實(shí)施方式的車座3為矩形框架結(jié)構(gòu)。如此設(shè)置，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定可靠，滿足設(shè)計(jì)要求和實(shí)際需要。其它與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0016]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1-圖3及圖5說(shuō)明，本實(shí)施方式的每個(gè)支撐桿2為空心無(wú)縫鋼管，支撐桿2主要由制成一體的「形桿段2-6和直桿段2-7構(gòu)成，直桿段2-7與車輪軸固定件5連接，每套輪式移動(dòng)機(jī)構(gòu)還包括支撐桿固定件1，支撐桿固定件I為中空?qǐng)A柱形結(jié)構(gòu)，支撐桿固定件I固裝在人體后背部A的負(fù)載安裝板Al上，「形桿段2-6的短臂插裝在支撐桿固定件I內(nèi)，支撐桿固定件I和「形桿段2-6的短臂上分別開(kāi)設(shè)有同軸設(shè)置的水平銷孔2-1和同軸設(shè)置的豎直銷孔2-2，支撐桿固定件I和「形桿段2-6分別通過(guò)安裝在水平銷孔2-1和豎直銷孔2-2內(nèi)的銷釘可拆卸連接。如此設(shè)置，當(dāng)需要收起時(shí)，即可將銷釘拔起，再將支撐桿2繞支撐桿連接固定件I旋轉(zhuǎn)180°后，在用銷釘分別穿過(guò)支撐桿連接固定件I和支撐桿2的水平銷孔和垂直銷孔，完成收起時(shí)的固定工作。實(shí)現(xiàn)行走模式和輪椅模式的轉(zhuǎn)換。其它與【具體實(shí)施方式】一或二相同。
[0017]【具體實(shí)施方式】四:結(jié)合圖1和圖3說(shuō)明，本實(shí)施方式所述具有輪式移動(dòng)功能的助行外骨骼機(jī)器人還包括兩個(gè)支撐梁13，支撐梁13的一端與車座3連接，支撐梁