[发明专利]穿戴式变构型外肢体机器人

说明书

穿戴式变构型外肢体机器人，它涉及一种机器人，它包括背部悬挂架、机械手、两个握把、两套臂部摆动机构和四套肩部内收外摆机构；背部悬挂架上左右两侧分别布置有两套肩部内收外摆机构；每两套肩部内收外摆机构连接有一套臂部摆动机构，两套臂部摆动机构对称设置，每套臂部摆动机构末端安装有一个握把，每个握把上连接有一个机械手。本发明具有负载能力好，自由度多的优点，提升了机器人的灵活性以及使用舒适性。

技术领域

本发明涉及一种机器人，具体涉及一种穿戴式变构型外肢体机器人。

背景技术

在军事演练、消防营救等领域，相关任务人员经常会遇到需要抬起或搬运重物的情况。而在这种特殊情况下，传统的起重装置由于过于笨重，有时难以充分的发挥作用。

上肢助力外肢体机器人是一种能够穿戴在操作者身上的并与其上肢相连接、能够根据操作者的意图进行活动和做功的机械装置，统的上肢助力外肢体机器人多采用与人类上肢运动学同构的串联结构，串联结构会使肘部驱动执行器的安装位置向躯干之外移动，肘部执行器的自重因而成为了肩部执行器负重载荷的一部分，使得外肢体装置负载能力降低。其他单一并联类型上肢助力外肢体机器人则由于机构并联所产生的自由度相互约束导致了上肢助力外肢体机器人的自由度单一或仅能在单一平面内运动的状况，由于灵活度较低，上肢助力外肢体机器人无法适应实际情景中出现的各种复杂情形。

发明内容

本发明为克服传统单一串联型上肢助力外肢体机器人所存在的刚度低、负载能力差以及单一并联型上肢助力外肢体机器人自由度低、灵活性差问题，进而提供一种穿戴式变构型外肢体机器人。

本发明的技术方案是：

穿戴式变构型外肢体机器人包括背部悬挂架、机械手、两个握把、两套臂部摆动机构和四套肩部内收外摆机构；

背部悬挂架上左右两侧分别布置有两套肩部内收外摆机构；

每两套肩部内收外摆机构连接有一套臂部摆动机构，两套臂部摆动机构对称设置，每套臂部摆动机构末端安装有一个握把，每个握把上连接有一个机械手。

进一步地，每套所述臂部摆动机构为双传动支链，每条传动支链包括肩部传动轮组、大臂受力杆、肘部传动轮组、小臂受力杆、肩部传动轴、肘部传动轴和肩部支座，大臂受力杆为中空结构；

肩部传动轮组包含两个电机和带有轮槽的两个肩部传动轮，肘部传动轮组包含带有轮槽的两个肘部传动轮，两个电机安装在肩部支座上；

大臂受力杆的一端和两个肩部传动轮安装在肩部传动轴上，肩部传动轴转动安装在肩部支座上，肩部支座固装在肩部内收外摆机构上；

小臂受力杆的一端和两个肘部传动轮安装在肘部传动轴上，肘部传动轴转动安装在大臂受力杆的另一端；

两个电机、两个肩部传动轮和两个肘部传动轮一一对应分成两组，其中一组的肩部传动轮与肘部传动轮通过穿过大臂受力杆及以正绕方式布置在轮槽内的钢丝绳连接，其中一组的电机与肩部传动轮通过钢丝绳连接；另一组的肩部传动轮与肘部传动轮通过穿过大臂受力杆及以反绕方式布置在轮槽内的钢丝绳连接，另一组的电机与肩部传动轮通过钢丝绳连接；双传动支链中的两个小臂受力杆的另一端通过球面副与对应的一个握把的端部连接，该握把上安装有机械手。

进一步地，每套所述肩部内收外摆机构包括主动带轮、从动带轮、驱动电机、背部连接轴和皮带；主动带轮安装在驱动电机的输出轴上，驱动电机安装在背部悬挂架上，背部悬挂架上安装有可旋转的背部连接轴，肩部支座安装在背部连接轴上，从动带轮安装在背部连接轴上，主动带轮和从动带轮通过皮带传动。

本发明相比现有技术的有益效果是