【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于外骨骼機器人，具體涉及一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體及其工作方法。
技術介紹
1、異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體是一種可穿戴的智能助力裝置，伸縮外肢體結構在工程實踐中得到了廣泛的運用。其優點在于：伸縮靈活，同時具有較大的承載能力，在允許的荷載情況下能夠長時間的為使用者提供助力。異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體得益于其靈活的伸縮能力，能夠在伸縮范圍之內適應使用者的身高，目前同步聯動外肢體主要用于異構外骨骼上。
2、中國專利文獻209579608u記載了多級聯動伸縮延長臂，共有三級聯動伸縮延長臂，各級延長臂之間采用滑動連接，且均連接有電動推桿。但該伸縮延長臂運動到合適的位置后，需要工作人員手動將延長臂進行固定，不方便使用。因為其多用于工程車輛或其他運輸工具上，有較長的作業距離和較高的作業高度，但該伸縮延長臂僅有三級，所延展的范圍有限。
3、再比如中國專利文獻110864061b記載了一種彈簧蓄能式多級電動伸縮桿，其由多個伸縮筒相互嵌套，電動控制構件用于控制彈簧蓄能構件釋放彈性勢能或者蓄積彈性勢能，伸縮節構件設置成可相互切換的伸長狀態、縮短狀態以及介于兩個狀態之間的中間狀態。雖然結構巧妙，但結構復雜，難以加工和安裝，同時其長時間將彈簧置于壓縮狀態，致使彈簧使用壽命短，伸縮長度調控不精確。
4、因此，針對上述技術問題，尚沒有一種有效的解決方案。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于提供一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，解決異構
2、為實現上述目的，本專利技術提供如下技術方案：
3、一方面，本專利技術提供一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，包括驅動機構、外骨骼連接殼體、多級伸縮機構、球形足端部件，驅動機構和外骨骼連接殼體通過螺釘連接，多級伸縮機構依次按序通過導軌連接，球形足端部件與三級伸縮機構通過螺栓連接。
4、所述多級伸縮機構包括：一級伸縮機構、二級伸縮機構、三級伸縮機構；所述一級伸縮機構、所述二級伸縮機構、所述三級伸縮機構之間按序依次通過導軌、同步帶輪、同步齒形帶連接，所述同步帶輪與所述同步齒形帶之間互相嵌合，所述導軌和所述導軌中的滑塊將各級伸縮機構連接。
5、所述一級伸縮機構、所述二級伸縮機構、所述三級伸縮機構的結構相同，包括伸縮機構外殼、同步帶輪，同步齒形帶、齒形卡扣、導軌，所述同步帶輪，所述同步齒形帶和所述齒形卡扣之間互相嵌合，所述伸縮機構外殼側壁上開鑿有均勻分布并與所述導軌相互匹配的固定孔，所述伸縮機構外殼左右各一，其外側通過所述固定孔安裝所述導軌，內側安裝所述導軌滑塊；所述同步帶輪與所述伸縮機構外殼通過軸連接，所述同步齒形帶與所述同步帶輪連接，所述齒形卡扣通過螺釘與所述伸縮機構外殼連接。
6、所述驅動機構包括電機、絲桿、滾珠絲杠、外殼連接件，依次按序連接；電機與絲桿通過螺紋連接，絲桿與滾珠絲杠通過螺紋連接，其中，所述滾珠絲杠和所述外殼連接件通過第一螺釘連接，所述外殼連接件通過螺栓與所述一級伸縮機構的所述伸縮機構外殼連接。
7、所述外骨骼連接殼體通過所述導軌與所述一級伸縮機構相連。
8、所述球形足端部件通過螺栓與所述三級伸縮機構連接。
9、另一方面，本專利技術還提供一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體的工作方法，使用人機協同控制，利用表面肌電傳感器對人體肌肉電信號進行采集，預測人體的運動意圖和膝關節角度，結合預設的工作模式與工作環境，控制伸縮外肢體的擺動幅度和伸縮狀態，通過安裝在球形足端部件中的壓力傳感器感知伸縮外肢體與周圍環境的接觸狀態控制伸縮外肢體的伸長量，通過控制系統分析人體運動，控制外肢體伸縮狀態，實現控制閉環。
10、與現有技術相比，本專利技術的有益效果是：本專利技術的多級聯動伸縮外肢體結構在前后擺動過程中能夠自由伸縮，僅控制-級伸縮機構即可控制各級伸縮機構同步伸縮，減少對使用者的干擾。
11、為更清楚說明本專利技術的功能特性以及結構參數，下面結合附圖及具體實施方式進一步說明。
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1.一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，包括驅動機構(6)、外骨骼連接殼體(1)、多級伸縮機構、球形足端部件(5)，驅動機構(6)和外骨骼連接殼體(1)通過螺釘連接，多級伸縮機構依次按序通過導軌連接，球形足端部件(5)與三級伸縮機構(4)通過螺栓連接。
2.根據權利要求1所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述多級伸縮機構包括：一級伸縮機構(2)、二級伸縮機構(3)、三級伸縮機構(4)；所述一級伸縮機構(2)、所述二級伸縮機構(3)、所述三級伸縮機構(4)之間按序依次通過導軌(2-5)、同步帶輪(2-2)、同步齒形帶(2-3)連接，所述同步帶輪(2-2)與所述同步齒形帶(2-3)之間互相嵌合，所述導軌(2-5)和所述導軌(2-5)中的滑塊將各級伸縮機構連接。
3.根據權利要求2所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述一級伸縮機構(2)、所述二級伸縮機構(3)、所述三級伸縮機構(4)的結構相同，包括伸縮機構外殼(2-1)、同步帶輪(2-2)，同步齒形帶(2-3)、齒形卡扣(2-4)、導軌(2-5)，所述同
4.根據權利要求3所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述驅動機構(6)包括電機(6-1)、絲桿(6-2)、滾珠絲杠(6-3)、外殼連接件(6-4)，依次按序連接；電機(6-1)與絲桿(6-2)通過螺紋連接，絲桿(6-2)與滾珠絲杠(6-3)通過螺紋連接，其中，所述滾珠絲杠(6-3)和所述外殼連接件(6-4)通過第一螺釘(6-5)連接，所述外殼連接件(6-4)通過螺栓與所述一級伸縮機構(2)的所述伸縮機構外殼(2-1)連接。
5.根據權利要求2所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述外骨骼連接殼體(1)通過所述導軌(2-5)與所述一級伸縮機構(2)相連。
6.根據權利要求2所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述球形足端部件(5)通過螺栓與所述三級伸縮機構(4)連接。
7.一種權利要求1-6任一項所述的異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體的工作方法，其特征在于，使用人機協同控制，利用表面肌電傳感器對人體肌肉電信號進行采集，預測人體的運動意圖和膝關節角度，結合預設的工作模式與工作環境，控制伸縮外肢體的擺動幅度和伸縮狀態，通過安裝在球形足端部件(5)中的壓力傳感器感知伸縮外肢體與周圍環境的接觸狀態控制伸縮外肢體的伸長量，通過控制系統分析人體運動，控制外肢體伸縮狀態，實現控制閉環。
...【技術特征摘要】
1.一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，包括驅動機構(6)、外骨骼連接殼體(1)、多級伸縮機構、球形足端部件(5)，驅動機構(6)和外骨骼連接殼體(1)通過螺釘連接，多級伸縮機構依次按序通過導軌連接，球形足端部件(5)與三級伸縮機構(4)通過螺栓連接。
2.根據權利要求1所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述多級伸縮機構包括：一級伸縮機構(2)、二級伸縮機構(3)、三級伸縮機構(4)；所述一級伸縮機構(2)、所述二級伸縮機構(3)、所述三級伸縮機構(4)之間按序依次通過導軌(2-5)、同步帶輪(2-2)、同步齒形帶(2-3)連接，所述同步帶輪(2-2)與所述同步齒形帶(2-3)之間互相嵌合，所述導軌(2-5)和所述導軌(2-5)中的滑塊將各級伸縮機構連接。
3.根據權利要求2所述的一種異構外骨骼多級同步聯動伸縮外肢體，其特征在于，所述一級伸縮機構(2)、所述二級伸縮機構(3)、所述三級伸縮機構(4)的結構相同，包括伸縮機構外殼(2-1)、同步帶輪(2-2)，同步齒形帶(2-3)、齒形卡扣(2-4)、導軌(2-5)，所述同步帶輪(2-2)，所述同步齒形帶(2-3)和所述齒形卡扣(2-4)之間互相嵌合，所述伸縮機構外殼(2-1)側壁上開鑿有均勻分布并與所述導軌(2-5)相互匹配的固定孔，所述伸縮機構外殼(2-1)左右各一，其外側通過所述固定孔安裝所述導軌(2-5)，內側安裝所述導軌(2-5)滑塊；所述同步帶輪(2-2)與所述伸縮機構外殼(2-1)通過...
【專利技術屬性】
技術研發人員：何龍，李定哲，張天俊，管小榮，任敬偉，李仲，姜昌龍，
申請(專利權)人：杭州智元研究院有限公司，
類型：發明
國別省市：
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