[发明专利]用于外骨骼机器人的柔性驱动结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种柔性驱动机构，属于机械技术及自动化技术领域。

背景技术

外骨骼机器人将人的智能与机器人所具有的强大的机械能量结合起来，综合为一个系 统，不仅增强了人体的体力、速度和耐力，还具备保护人体和支持人体结构的功能。目前 的外骨骼机器人系统多以刚性机构进行动力输出，但作为需要与人类直接接触的关节驱动 器，柔顺性差，不能满足人机互动机器人对安全性及舒适性的要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于外骨骼机器人的柔性驱动结构，以解决目前外骨骼机器 人系统多以刚性机构进行动力输出，但作为需要与人类直接接触的关节驱动器，柔顺性差， 不能满足人机互动机器人对安全性及舒适性的要求的问题。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

一种用于外骨骼机器人的柔性驱动结构，它包括电机、电机安装座、第一锥齿轮、骨 骼杆接头一、第二锥齿轮、第一转轴、弹性体、离轴式磁编码器、骨骼杆接头二和第二转 轴，所述骨骼杆接头一和骨骼杆接头二均为“匚”字形框体，所述骨骼杆接头一设置在骨 骼杆接头二内且其缺口端朝向骨骼杆接头二，所述电机通过电机安装座穿设在骨骼杆接头 一上，所述第一锥齿轮位于骨骼杆接头一和骨骼杆接头二之间围合的空腔内且第一锥齿轮 套装在电机的输出轴上，所述第一转轴位于骨骼杆接头二的一侧，所述第一转轴的一端依 次穿过骨骼杆接头二和骨骼杆接头一且位于骨骼杆接头一和骨骼杆接头二之间围合的空 腔内，所述离轴式磁编码器设置在骨骼杆接头二外且其套装在第一转轴的另一端上，所述 第二转轴位于骨骼杆接头二的另一侧且其依次穿设在骨骼杆接头一和骨骼杆接头二上，所 述弹性体套装在第一转轴上且其位于骨骼杆接头一和骨骼杆接头二之间，所述第二锥齿轮 位于骨骼杆接头一和骨骼杆接头二之间围合的空腔内，所述第二锥齿轮套装在第一转轴上 且其与第一锥齿轮相啮合。

本发明具有以下有益效果：

1、本发明通过采用带有弹性体的柔性驱动器，力控制通过弹性体变形的测量转化为 位置控制，从而实现精确的力控制同时具有输出力低阻抗性、输出稳定、能量密度高的特 点，并降低了系统的带宽，减小输出阻抗，

2、本发明能够有效地增加外骨骼机器人的稳定性，降低干扰影响，增强外部冲击下 弹性体的缓冲保护作用。

3、本发明在用于外骨骼机器人康复或助力行走的环境中，显著提高了人机协调运动 的舒适性以及运动连续性。

4、本发明结构简单且构造合理，有利于降低外骨骼机器人的使用成本。

附图说明

图1是本发明的主视结构示意图；

图2是弹性体10的主视结构示意图；

图3是弹性体10的立体结构示意图；

图4是骨骼杆接头一4的立体结构示意图；

图5是骨骼杆接头二12的立体结构示意图；

图6是离轴式磁编码器11的主视结构示意图；

图7是本发明的使用状态图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7说明本实施方式， 本实施方式包括电机1、电机安装座2、第一锥齿轮3、骨骼杆接头一4、第二锥齿轮5、 第一转轴8、弹性体10、离轴式磁编码器11、骨骼杆接头二12和第二转轴14，所述骨骼 杆接头一4和骨骼杆接头二12均为“匚”字形框体，所述骨骼杆接头一4设置在骨骼杆 接头二12内且其缺口端朝向骨骼杆接头二12，所述电机1通过电机安装座2穿设在骨骼 杆接头一4上，所述第一锥齿轮3位于骨骼杆接头一4和骨骼杆接头二12之间围合的空 腔内且第一锥齿轮3套装在电机1的输出轴上，所述第一转轴8位于骨骼杆接头二12的 一侧，所述第一转轴8的一端依次穿过骨骼杆接头二12和骨骼杆接头一4且位于骨骼杆 接头一4和骨骼杆接头二12之间围合的空腔内，所述离轴式磁编码器11设置在骨骼杆接 头二12外且其套装在第一转轴8的另一端上，所述第二转轴14位于骨骼杆接头二12的 另一侧且其依次穿设在骨骼杆接头一4和骨骼杆接头二12上，所述弹性体10套装在第一 转轴8上且其位于骨骼杆接头一4和骨骼杆接头二12之间，所述第二锥齿轮5位于骨骼 杆接头一4和骨骼杆接头二12之间围合的空腔内，所述第二锥齿轮5套装在第一转轴8 上且其与第一锥齿轮3相啮合。