一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明涉及機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及的是一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

我國肢體殘疾人數(shù)龐大，且人數(shù)每年仍在遞增。目前我國現(xiàn)有外骨骼康復(fù)機(jī)器卻是供需嚴(yán)重失衡，并且現(xiàn)有外骨骼康復(fù)機(jī)器大多功能單一，穿戴者需要有正常人全程陪護(hù)，斷電、故障時均沒有機(jī)構(gòu)自鎖防摔保護(hù)措施，需要至少一位正常人來輔助?，F(xiàn)有外骨骼機(jī)器人不具備自鎖防摔，安全可靠性差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu)，以達(dá)到對外骨骼機(jī)器人穿戴者的安全保護(hù)的目的。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),所述機(jī)器人包括作為大腿的第一連桿、作為小腿的第二連桿，所述第一連桿和第二連桿之間通過膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元轉(zhuǎn)動連接，所述防摔自鎖機(jī)構(gòu)包括電磁鐵、棘爪、棘輪、彈簧，所述棘輪固定設(shè)置在所述第二連桿上端，所述電磁鐵固定設(shè)置在所述第一連桿上，所述電磁鐵底部設(shè)有一個向下的伸縮桿，所述伸縮桿與所述電磁鐵的觸頭連接，所述伸縮桿下端轉(zhuǎn)動連接有所述棘爪，所述第一連桿上固定設(shè)置有第一銷軸，所述棘爪的末端轉(zhuǎn)動連接在所述第一銷軸上，所述棘爪的前端與所述棘輪配合，所述彈簧的上下兩端分別與所述棘爪和棘輪相連接，在所述彈簧的拉動作用下，所述棘爪與所述棘輪保持貼合；通過電磁鐵的通電或斷電實(shí)現(xiàn)所述伸縮桿的伸縮，從而帶動所述棘爪脫離或貼合所述棘輪，當(dāng)所述棘爪貼合所述棘輪時，能實(shí)現(xiàn)所述第二連桿相對所述第一連桿的單向轉(zhuǎn)動，所述電磁鐵的通電或斷電的控制是與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元同步的。

所述電磁鐵的伸縮桿下端通過第三銷軸與所述棘爪轉(zhuǎn)動連接。

所述彈簧的上端通過第四銷軸與所述棘爪連接、下端通過第二銷軸與所述棘輪連接。

所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元包括盤式電機(jī)，所述盤式電機(jī)固定在所述第一連桿下端，所述盤式電機(jī)的轉(zhuǎn)動法蘭面與所述第一連桿上端固定連接，通過所述盤式電機(jī)來驅(qū)動所述第一連桿和第二連桿的相對轉(zhuǎn)動。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：

本發(fā)明提供的一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),其通過電磁鐵的通電或斷電實(shí)現(xiàn)所述伸縮桿的伸縮，進(jìn)而帶動棘爪脫離或貼合所述棘輪。當(dāng)外骨骼機(jī)器人正常工作時，棘爪自動從棘輪上脫離，不影響外骨骼機(jī)器人的正常工作，滿足外骨骼機(jī)器人在通電時的自由度需求及靈活性；當(dāng)外骨骼機(jī)器人突然斷電時，伸縮桿推動棘爪向棘輪貼合，此時由于棘爪與棘輪相嚙合，進(jìn)行單向自鎖，限制了外骨骼機(jī)器人的大腿和小腿只能朝人站立的方向進(jìn)行單向轉(zhuǎn)動，而不能朝相反的方向轉(zhuǎn)動，防止外骨骼機(jī)器人摔倒，能夠滿足外骨骼機(jī)器人穿戴者的斷電防摔，極大的保護(hù)了人的安全。該裝置具有結(jié)構(gòu)簡單，布局緊湊，成本低廉、使用方便、容易加工、裝卸方便等優(yōu)點(diǎn)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的主視圖。

圖中標(biāo)號：1-電磁鐵，2-第一銷軸,3-棘輪，4-彈簧，5-第二銷軸,6-第二連桿，7-第一連桿，8-第三銷軸，9-第四銷軸,10-棘爪，11-盤式電機(jī)，12-伸縮桿。

具體實(shí)施方式

下面對本發(fā)明的實(shí)施例作詳細(xì)說明，本實(shí)施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施，給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

參見圖1和圖2，本實(shí)施例公開了一種用于外骨骼機(jī)器人的防摔自鎖機(jī)構(gòu),機(jī)器人包括作為大腿的第一連桿7、作為小腿的第二連桿6，第一連桿7和第二連桿6之間通過膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元轉(zhuǎn)動連接，膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元包括盤式電機(jī)11，盤式電機(jī)11固定在第一連桿7下端，盤式電機(jī)11的轉(zhuǎn)動法蘭面與第一連桿7上端固定連接，通過盤式電機(jī)11來驅(qū)動第一連桿7和第二連桿6的相對轉(zhuǎn)動。

防摔自鎖機(jī)構(gòu)包括電磁鐵1、棘爪10、棘輪3、彈簧4，棘輪3固定設(shè)置在第二連桿6上端，電磁鐵1固定設(shè)置在第一連桿7上，電磁鐵1底部設(shè)有一個向下的伸縮桿12，伸縮桿12與電磁鐵1的觸頭連接，伸縮桿12下端通過第三銷軸8與棘爪10轉(zhuǎn)動連接。第一連桿7上固定設(shè)置有第一銷軸2，棘爪10的末端轉(zhuǎn)動連接在第一銷軸2上，棘爪10的前端與棘輪3配合，彈簧4的上下兩端分別與棘爪10和棘輪3相連接，彈簧4的上端通過第四銷軸9與棘爪10連接、下端通過第二銷軸5與棘輪3連接。在彈簧4的拉動作用下，棘爪10與棘輪3能保持更好的貼合。

通過電磁鐵1的通電或斷電實(shí)現(xiàn)伸縮桿12的伸縮，從而帶動棘爪10脫離或貼合棘輪3，當(dāng)棘爪10貼合棘輪3時，能實(shí)現(xiàn)第二連桿6相對第一連桿7的單向轉(zhuǎn)動，電磁鐵1的通電或斷電的控制是與膝關(guān)節(jié)驅(qū)動單元同步的。

當(dāng)盤式電機(jī)11通電正常工作時，電磁鐵1上電，伸縮桿12向上移動從而拉動棘爪10使其離開棘輪3，大腿和小腿實(shí)現(xiàn)相對轉(zhuǎn)動，正常工作。當(dāng)盤式電機(jī)11突然斷電，電磁鐵1同時也失電，伸縮桿12向下移動從而推動棘爪10靠向棘輪3，并通過彈簧4迫使棘爪10回位與棘輪3緊密嚙合，限制大小腿的逆時針(即向大小腿彎曲狀態(tài)方向)相對轉(zhuǎn)動，允許大小腿順時針(即向大小腿豎直狀態(tài)方向)轉(zhuǎn)動。利用棘爪10與棘輪3的嚙合，實(shí)現(xiàn)單向自鎖，限制了外骨骼機(jī)器人的大腿和小腿只能朝人站立的方向進(jìn)行單向轉(zhuǎn)動，而不能朝相反的方向轉(zhuǎn)動，防止外骨骼機(jī)器人摔倒，能夠滿足外骨骼機(jī)器人穿戴者的斷電防摔，極大的保護(hù)了人的安全。

以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。