[发明专利]上肢助力外骨骼机器人

权利要求书

1.上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：它包括手部(1)、胳膊(2)、背部(4)、驱动机构(3)和控制模块(5)；所述背部(4)两侧分别连接有所述驱动机构(3)，所述控制模块(5)安装在所述背部(4)上，所述手部(1)与所述胳膊(2)连接，每条所述胳膊(2)为并联型关节结构，所述胳膊(2)由所述驱动机构(3)驱动，所述驱动机构(3)由所述控制模块(5)控制；

并联型关节结构的每条所述胳膊(2)包含两条支链，每条支链包括大臂连杆(2-3)、小臂连杆(2-1)和肘部关节轴(2-4)，大臂连杆(2-3)和小臂连杆(2-1)均与肘部关节轴(2-4)连接，且大臂连杆(2-3)和小臂连杆(2-1)能相对转动，大臂连杆(2-3)由所述驱动机构(3)驱动，两根小臂连杆(2-1)与手部(1)连接，且两根小臂连杆(2-1)能相对手部(1)转动。

2.根据权利要求1所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述手部(1)包括握把(1-1)、三维力传感器(1-2)、手部关节轴(1-5)和挂钩(1-18)，挂钩(1-18)和两根小臂连杆(2-1)分别与手部关节轴(1-5)连接，挂钩(1-18)能相对手部关节轴(1-5)转动，两根小臂连杆(2-1)能相对转动，三维力传感器(1-2)两侧分别与握把(1-1)和挂钩(1-18)相连。

3.根据权利要求2所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述驱动机构(3)包括电机(3-16)、肩关节轴(3-6)、肩关节轴安装件(3-9)、安装座(3-15)和齿轮副；

电机(3-16)安装在安装座(3-15)上，齿轮副中的一个齿轮安装在电机(3-16)的输出轴上，齿轮副中的另一个齿轮转动安装在肩关节轴(3-6)上，大臂连杆(2-3)安装在所述另一个齿轮上，肩关节轴(3-6)通过轴承支撑在肩关节轴安装件(3-9)上，安装座(3-15)与肩关节轴安装件(3-9)连接，肩关节轴安装件(3-9)与背部(4)连接。

4.根据权利要求3所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述背部(4)包括背部连接板(4-1)、背部安装件(4-2)、后背底板(4-4)、背部捆绑板(4-5)和转轴(4-9)；肩关节轴安装件(3-9)与背部连接板(4-1)连接，背部连接板(4-1)通过转轴(4-9)与背部安装件(4-2)相对转动连接，背部安装件(4-2)与后背底板(4-4)活动连接，背部捆绑板(4-5)与后背底板(4-4)连接。

5.根据权利要求4所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：手部关节轴(1-5)、肘部关节轴(2-4)、肩关节轴(3-6)和转轴(4-9)的端面均开有凹槽，所有 所述凹槽内均布置有磁铁(6)，所述挂钩(1-18)、大臂连杆(2-3)、肩关节轴安装件(3-9)和背部安装件(4-2)上分别安装有一个带有编码器芯片的角度传感器(7)，带有编码器芯片的角度传感器(7)检测磁铁磁场变化。

6.根据权利要求5所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：齿轮副为锥齿轮副。

7.根据权利要求5或6所述上肢助力外骨骼机器人，其特征在于：控制模块(5)通过CAN总线与电机驱动器(4-3)、三维力传感器信号放大电路板(1-19)以及所有 所述带有编码器芯片的角度传感器(7)通信，三维力传感器(1-2)与三维力传感器信号放大电路板(1-19)通信，控制模块(5)通过向电机驱动器(4-3)发送电流信号来控制电机(3-16)的启停及转速。