[实用新型]一种模块化可重构驱动单元及柔性外骨骼机器人

说明书

本实用新型公开了一种模块化可重构驱动单元和柔性外骨骼机器人，该模块化可重构驱动单元包括动力组件和驱动组件，动力组件包括动力壳体和设在动力壳体内的电机，驱动组件包括驱动壳体、主轴、离合器和线轮，驱动壳体上设有出线孔，主轴设在驱动壳体内，主轴与电机配合，电机能够驱动主轴转动，离合器设在壳体内，离合器包括固定部和离合部，固定部连接在主轴上，线轮套设在主轴上，且线轮与离合部相连。该模块化可重构驱动单元能够实现单一电机输出多个驱动路径的功能，还能同时产生多种驱动路径的输出形式，满足人体多关节自由度的使用需求。此外，保持电磁体能够在离合部和固定部脱离时将实现线轮的制动。

技术领域

本实用新型涉及柔性外骨骼技术领域，尤其涉及一种模块化可重构驱动单元及柔性外骨骼机器人。

背景技术

柔性外骨骼是一种模仿生物外骨骼而开发的新型机电一体化装置，具备高度仿生特性，为穿戴者提供身体支撑、运动辅助、信息融合等功能。驱动系统是外骨骼的重要组成部分，驱动系统设计和驱动路径优化是保证人机协同效果的关键环节。电机驱动是外骨骼的重要驱动方式，通常一个电机对应一个特定的人体关节，采用绳索、传动机构等驱动人体关节完成特定的动作。

现有柔性外骨骼系统的驱动路径单一、不可重构，通常采用固定的单一驱动路径进行人体关节的运动控制，驱动路径数量的提升必然增加驱动系统的复杂度，影响系统的便携性及人体穿戴体验。此外，现有的柔性外骨骼系统生产完毕后驱动路径的数量一般是固定的，当需要增加驱动路径时，需要配备额外的系统，这样使得柔性外骨骼系统在使用时极为不便。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种模块化可重构驱动单元，该模块化可重构驱动单元能够实现单一电机输出多个驱动路径的功能，该模块重构驱动单元还能够根据实际需要增加或者减少驱动的单元，方便实用。

本实用新型的另一个目的在于提出一种具有该模块化可重构驱动单元的柔性外骨骼机器人，该柔性外骨骼机器人的结构接单，质量较小，方便实用。

为实现上述技术效果，本实用新型实施例的技术方案如下：

一种模块化可重构驱动单元，包括：动力组件，所述动力组件包括动力壳体和设在所述动力壳体内的电机；驱动组件，所述驱动组件包括：驱动壳体，所述驱动壳体上设有出线孔；主轴，所述主轴设在所述驱动壳体内，所述主轴与所述电机配合，所述电机能够驱动所述主轴转动；离合器，所述离合器设在所述驱动壳体内，所述离合器包括固定部和离合部，所述固定部连接在所述主轴上，所述离合部能够与所述固定部相连或者脱离；线轮，所述线轮套设在所述主轴上，且所述线轮与所述离合部相连，驱动线能够穿过所述出线孔缠绕在所述线轮上；其中：所述驱动组件为多个，多个所述驱动组件沿所述主轴的轴向方向排布，相邻的两个所述驱动组件的主轴通过连接件相连；保持电磁体，所述保持电磁体为多个，多个所述保持电磁体与多个所述驱动组件一一对应设置，每个所述保持电磁体用于所述离合部和所述固定部脱离时保持所述线轮以阻止所述线轮转动。

在一些实施例中，所述离合器为电磁离合器，所述固定部包括连接在所述驱动壳体上的定子线圈和连接在所述主轴上的转子，所述离合部为衔铁。

在一些实施例中，所述动力组件还包括减速器，所述减速器的输入端与所述电机的电机轴相连，所述减速器的输出端与所述主轴配合。

在一些具体的实施例中，所述动力组件还包括；扭矩测量件，所述扭矩测量件连接在所述减速器的所述输出端；法兰盘，所述法兰盘连接在所述扭矩测量件的远离所述输出端的一侧，所述法兰盘与所述主轴相连。

在一些实施例中，所述模块化可重构驱动单元还包括主轴轴承，所述主轴轴承为两个，两个所述主轴轴承套设在所述主轴的两端。

在一些实施例中，所述模块化可重构驱动单元还包括离合轴承，所述离合轴承套设在所述主轴上，且所述离合部套设在所述离合轴承上。