1.一種基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，包括中控系統(tǒng)(1)、髖關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)(2)、髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)及設(shè)置在佩戴者大腿上的大腿連接機(jī)構(gòu)；
所述中控系統(tǒng)(1)設(shè)置在佩戴者腰部，與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)電氣連接，并通過所述髖關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)(2)與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)物理連接，用于接收所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)發(fā)送的信息并控制所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)的運(yùn)行；
所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)與所述大腿連接機(jī)構(gòu)連接，用于通過大腿連接機(jī)構(gòu)感知佩戴者腿部的運(yùn)動，并為佩戴者腿部運(yùn)動提供助力。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)包括伺服電機(jī)(10)、與所述伺服電機(jī)(10)連接的諧波減速機(jī)(12)、與所述諧波減速機(jī)(12)連接的環(huán)形力矩傳感器(13)和與所述環(huán)形力矩傳感器(13)連接的轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)；
所述環(huán)形力矩傳感器(13)還與所述中控系統(tǒng)(1)連接，用于監(jiān)測佩戴者腿部關(guān)節(jié)扭矩，獲得關(guān)節(jié)扭矩?cái)?shù)據(jù)；
所述中控系統(tǒng)(1)根據(jù)所述關(guān)節(jié)扭矩?cái)?shù)據(jù)控制所述伺服電機(jī)(10)的轉(zhuǎn)動，以通過所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)帶動所述大腿連接機(jī)構(gòu)運(yùn)動，為佩戴者腿部運(yùn)動提供助力。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)還包括角度編碼器，所述角度編碼器用于監(jiān)測佩戴者腿部關(guān)節(jié)位移，獲得關(guān)節(jié)位移數(shù)據(jù)；
所述中控系統(tǒng)(1)還根據(jù)所述關(guān)節(jié)位移數(shù)據(jù)控制所述伺服電機(jī)(10)及諧波減速機(jī)(12)的轉(zhuǎn)動，以帶動所述大腿連接機(jī)構(gòu)運(yùn)動，為佩戴者腿部運(yùn)動提供助力。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)還包括輸入端外殼(15)、輸入端內(nèi)殼(17)和輸出端外殼(16)；
所述伺服電機(jī)(10)、諧波減速機(jī)(12)及環(huán)形力矩傳感器(13)均設(shè)置于所述輸入端內(nèi)殼(17)內(nèi)，所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)設(shè)置在所述輸出端外殼(16)內(nèi)，所述輸出端外殼(16)與所述大腿連接機(jī)構(gòu)剛性連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述輸入端內(nèi)殼(17)靠近所述輸出端外殼(16)的側(cè)壁上設(shè)置有限位件(19)，所述輸出端外殼(16)靠近所述輸入端內(nèi)殼(17)的一面上設(shè)置有凹槽(20)，所述凹槽(20)上開設(shè)有開口(21)；
當(dāng)所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)轉(zhuǎn)動時，所述輸出端外殼(16)隨所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)轉(zhuǎn)動，所述限位件(19)在所述凹槽(20)內(nèi)運(yùn)動，當(dāng)所述限位件(19)運(yùn)動至所述開口(21)處時，被卡設(shè)在所述開口(21)中，限制了所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)的繼續(xù)轉(zhuǎn)動。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，還包括緊急解鎖機(jī)構(gòu)(18)，所述緊急解鎖機(jī)構(gòu)(18)內(nèi)置在所述輸入端內(nèi)殼(17)中；所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)通過所述緊急解鎖機(jī)構(gòu)(18)與所述輸出端外殼(16)連接；
當(dāng)所述緊急解鎖機(jī)構(gòu)(18)接收到外界發(fā)來的解鎖信號時，所述緊急解鎖機(jī)構(gòu)(18)與所述轉(zhuǎn)矩輸出盤(14)或與所述輸出端外殼(16)斷開連接，以停止對大腿連接機(jī)構(gòu)的驅(qū)動。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，還包括外置的緊急解鎖構(gòu)件，所述外置的緊急解鎖構(gòu)件與為所述伺服電機(jī)(10)提供電能的電池連接，用于緊急狀況下斷開電池與伺服電機(jī)(10)的連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述大腿連接機(jī)構(gòu)包括連桿(4)、柔性綁帶(6)和用于包覆大腿的包覆式外殼(5)；所述連桿(4)與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)剛性連接，所述包覆式外殼(5)設(shè)置在所述連桿(4)上，并通過所述柔性綁帶(6)固定在所述大腿上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述連桿(4)為可伸縮結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述包覆式外殼(5)與大腿接觸的一面上設(shè)置有軟墊。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述髖關(guān)節(jié)連接機(jī)構(gòu)(2)為剛性結(jié)構(gòu)、單自由度活動結(jié)構(gòu)或兩自由度活動結(jié)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，還包括與所述大腿連接機(jī)構(gòu)連接的膝關(guān)節(jié)被動機(jī)構(gòu)(7)和與所述膝關(guān)節(jié)被動機(jī)構(gòu)(7)連接的小腿連接機(jī)構(gòu)(8)，所述膝關(guān)節(jié)被動機(jī)構(gòu)(7)通過所述小腿連接機(jī)構(gòu)(8)設(shè)置在佩戴者的小腿上；所述小腿連接機(jī)構(gòu)(8)通過可調(diào)節(jié)綁帶連接在佩戴者的小腿上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述膝關(guān)節(jié)被動機(jī)構(gòu)(7)為單自由度結(jié)構(gòu)、兩自由度結(jié)構(gòu)或三自由度結(jié)構(gòu)的關(guān)節(jié)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，還包括足底支撐機(jī)構(gòu)，所述足底支撐機(jī)構(gòu)與所述小腿連接機(jī)構(gòu)(8)連接。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述中控系統(tǒng)(1)包括行走助力單元，所述行走助力單元用于接收所述環(huán)形力矩傳感器(13)發(fā)送的扭矩?cái)?shù)據(jù)；
當(dāng)所述行走助力單元接收到同向的扭矩?cái)?shù)據(jù)大于第一預(yù)設(shè)閾值時，其控制所述伺服電機(jī)(10)轉(zhuǎn)動以使得所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)為佩戴者髖關(guān)節(jié)的移動提供同向的助力，以增加佩戴者髖關(guān)節(jié)的出力；
當(dāng)所述行走助力單元接收到反向的扭矩?cái)?shù)據(jù)大于第二預(yù)設(shè)閾值時，其控制所述伺服電機(jī)(10)轉(zhuǎn)動以使得所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動器(3)為佩戴者髖關(guān)節(jié)的移動提供反向的助力，以增加佩戴者髖關(guān)節(jié)的出力。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述中控系統(tǒng)(1)還包括數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元用于接收、處理并存儲所述環(huán)形力矩傳感器(13)獲得的關(guān)節(jié)扭矩?cái)?shù)據(jù)和所述角度傳感器獲得的關(guān)節(jié)位移數(shù)據(jù)。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的基于可變?nèi)嵝躁P(guān)節(jié)的下肢助力外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述中控系統(tǒng)(1)還包括動作限定單元和過載保護(hù)單元；
所述動作限定單元用于根據(jù)所述角度編碼器獲得的關(guān)節(jié)位移數(shù)據(jù)監(jiān)控佩戴者髖關(guān)節(jié)位移幅度；當(dāng)監(jiān)測到的關(guān)節(jié)位移幅度變化總量或速率大于第三預(yù)設(shè)閾值時，停止所述伺服電機(jī)(10)的驅(qū)動或斷開電源；
所述過載保護(hù)單元用于根據(jù)所述環(huán)形力矩傳感器(13)獲得的關(guān)節(jié)扭矩?cái)?shù)據(jù)監(jiān)控佩戴者關(guān)節(jié)移動力矩變化，當(dāng)監(jiān)測到關(guān)節(jié)移動力矩變化總量或速率大于第四預(yù)設(shè)閾值時，停止所述伺服電機(jī)(10)的驅(qū)動或斷開電源。