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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明属于外骨骼机器人技术领域，具体为一种主被动协同助力的上肢外骨骼机器人。在上肢结构中，采用平行四边形机构主动进行匹配肩部旋转点的方式，配合平行四边形机构自身结构特点实现轻量化设计，有效降低外骨骼对人体的干扰和人体肩部所需承受的负载；大臂部分则采用电机驱动柔索传动的主动助力方式，帮助作业人员根据助力过程实现按需主动助力，减少人体肩部的主动发力，延缓疲劳。在腰腿结构中，采用腰部四连杆机构被动助力的方式，避免腰部过度劳损。驱动电机对应人体腰部位置设置，一方面保证驱动电机在人体进行搬运动作时，与躯干产生位移最小；另一方面，腰部可以较好的承担负荷，最大限度的降低由外骨骼带来的额外消耗。

主权项：1.一种主被动协同助力的上肢外骨骼机器人，包括：上肢结构、背部连接板、腰部四连杆机构、以及柔索助力结构，其特征在于：所述上肢结构对称设置在背部连接板上端两侧；上肢机构包括肩部平行四边形机构和大臂助力装置；肩部平行四边形机构包括第一平行四边形连杆组和第二平行四边形连杆组，第一平行四边形连杆组的一端端部设有肩侧固定端块，第二平行四边形连杆组的一端端部设有臂侧固定端；第一平行四边形连杆组的另一端与第二平行四边形连杆组的另一端旋转连接，且连接后肩侧固定端块平面与臂侧固定端块平面的交线为平行四边形机构旋转轴；肩侧固定端块通过位置可调的卡扣式连接件与背部连接板相连；臂侧固定端与大臂助力装置相连；大臂助力装置上设有绞线驱动轮和大臂绑缚装置，通过大臂绑缚装置与人体大臂绑缚；所述背部连接板包括支撑板、支撑板上设有驱动电机套件、柔索限位块、柔索电机端导向装置；驱动电机套件对应人体腰部位置设置，其壳体上安装有用于确定柔索走线位置柔索电机端导向装置；柔索限位块位于支撑板靠近肩部位置，用于对柔索进行限位；所述腰部四连杆机构设置在背部连接板下端，腰部四连杆机构包括腰部延伸支杆、腰部摆动杆、拉力弹簧、腿部调节支杆、位置调节装置、以及腿部绑缚；腰部延伸支杆的一端通过位置可调的卡扣式连接件与背部连接板下端相连，另一端经腰部摆动杆与腿部调节支杆相连；腰部延伸支杆与腰部摆动杆之间、腰部摆动杆与腿部调节支杆之间均转动连接；拉力弹簧通过端部带孔的螺栓连接于腰部延伸支杆与腰部摆动杆上；位置调节装置连接腿部调节支杆和腿部绑缚位置，位置调节装置用于调节外骨骼腰部与腿部之间的相对位置，以适配不同身形尺寸的穿戴者；位置调节装置包括齿形卡扣、设于腿部调节支杆上的齿形机构；齿形卡扣连接腿部调节支杆和腿部绑缚位置，其上设有卡扣调节端，卡扣调节端包括弹簧卡扣装置，弹簧卡扣装置与腿部调节支杆上的齿形机构相嵌合，锁死齿形卡扣与腿部调节支杆的相对位置，通过改变嵌合位置调节齿形卡扣与腰部的配合，实现外骨骼腰部与腿部之间的尺寸调节；腿部绑缚上设有齿形调节装置，齿形调节装置与齿形卡扣嵌合锁死，通过调节齿形调节装置与腿部绑缚之间的位置，实现外骨骼与大腿之间的匹配；所述柔索助力结构包括外部管套、以及用于传输助力力矩的柔索；柔索设于外部管套内，且两端露出于外部管套外，柔索的其中一端绕在驱动电机的输出绞线盘上，另一端依次穿过柔索电机端导向装置、柔索限位块、平行四边形机构中预留的穿线孔、柔索臂侧限位块、臂侧固定端块后引入大臂助力装置的绞线驱动轮中。

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