[发明专利]一种驱动装置

说明书

本发明公开一种驱动装置，包括主壳体和装在主壳体内的集成驱动组件，所述的集成驱动组件包括驱动电机、与驱动电机电连接的集成电路板和给关节提供助力的绕线齿轮，绕线齿轮通过齿轮传动机构与驱动电机联动，绕线齿轮上设有与主壳体外的柔性外骨骼关节相连的拉线，拉线一端固定在绕线齿轮上，拉线另一端穿过装在主壳体上的导向机构与柔性外骨骼关节相连。本发明将结构件和驱动电路集成在一起，缩小驱动装置体积，结构紧凑，重量减轻，提高动作灵活性和人机协同性，对促进柔性外骨骼驱动装置小型化、轻量化、结构减重设计有积极意义。

技术领域

本发明涉及一种柔性外骨骼驱动装置，尤其涉及一种驱动装置。

背景技术

柔性外骨骼进几年来快速发展，柔性驱动系统作为外骨骼领域关键技术之一，基于伺服驱动系统轻质化、小型化的需求，应采用集人机协调、轻质化、高效能于一体的设计途径，高集成的驱动装置实现人体关节柔性助力。目前柔性外骨骼的主要驱动方式为绳驱，要求驱动装置将电机、减速传动机构、承载机构一体化设计，使外骨骼整机轻便小型。一旦驱动集成度不高，外骨骼就十分笨重，降低人机匹配性和穿戴舒适度，严重制约外骨骼的助力效果。

目前，柔性外骨骼机器人的驱动机构集成度不高，存在体积大、重量大、能耗高等不足，从而增加人体额外负载，影响人穿戴外骨骼的舒适性和行走灵活性，降低外骨骼机器人的性能和助力效率，同时也会增加外骨骼机器人的生产成本。

随着外骨骼技术发展要求——特别是体积、质量、能耗、人机工程、助力效率，迫切要求柔性外骨骼驱动装置向小型化、轻量化、低能耗、高可靠性和舒适度的方向发展。

近几年国内柔性外骨骼研究刚起步，相比国际外骨骼高技术水平，工程化与实用化程度低，离实用尚有较大差距。国内研制的柔性外骨骼驱动装置体积大、结构复杂，集成度不高，可靠性差，整机的穿戴舒适度和助力效率都急需提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种设计合理的驱动装置，解决了柔性外骨骼驱动装置体积大、重量大、稳定性差、灵活度低等问题，实现了驱动装置小型轻量化。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明是一种驱动装置，其特点是，包括主壳体和装在主壳体内的集成驱动组件，所述的集成驱动组件包括驱动电机、与驱动电机电连接的集成电路板和给关节提供助力的绕线齿轮，绕线齿轮通过齿轮传动机构与驱动电机联动，绕线齿轮上设有与主壳体外的柔性外骨骼关节相连的拉线，拉线一端固定在绕线齿轮上，拉线另一端穿过装在主壳体上的导向机构与柔性外骨骼关节相连。

优选地，所述的导向机构包括导向轮组和过线板，过线板上开有供拉线穿过的穿线孔。

优选地，所述过线板由上、下两块合页组成，合页通过销钉与主壳体相接，合页的相对面上开有过线槽，上、下合页之间的过线槽构成了穿线孔。

优选地，所述拉线由外壳和内芯组成，外壳设在过线板的穿线孔内，内芯从导向轮组间穿过。

优选地，所述集成电路板包括装在主壳体内的PCB板和装在绕线齿轮的轮轴上用于测量绕线齿轮旋转角度的编码器，编码器、驱动电机与PCB板电连接，所述编码器为非接触式磁敏编码器。

优选地，所述主壳体内设有安装齿轮传动机构、导向机构的内壳体，齿轮传动机构装在内壳体内，导向机构和绕线齿轮装在内壳体与主壳体之间。

优选地，所述内壳体由上壳体和下壳体组成，齿轮传动机构的齿轮轴两端分别装在上壳体和下壳体上，主壳体由罩壳和端盖组成，导向机构和绕线齿轮的齿轮轴两端在下壳体与端盖上。

优选地，在所述绕线齿轮上开有固定接线一端的圆柱槽，圆柱槽的出线口处设有过渡圆角。

优选地，所述的齿轮传动机构包括装在驱动电机输出轴上的电机齿轮和与绕线齿轮啮合的第二齿轮组，第二齿轮组通过第一齿轮组与电机齿轮啮合。