[发明专利]一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节

权利要求书

1.一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

包括小腿固定块(1)、约束分支(2)、脚底板(3)、第一驱动分支(4)、第二驱动分支(5)和第三驱动分支(6)；

脚底板(3)通过约束分支(2)与小腿固定块(1)连接，第一驱动分支(4)、第二驱动分支(5)和第三驱动分支(6)设置在小腿固定块(1)上；

通过第一驱动分支(4)和第二驱动分支(5)联动带动脚底板(3)实现内翻/外翻转动；

通过第一驱动分支(4)、第二驱动分支(5)和第三驱动分支(6)联动带动脚底板(3)实现背屈/跖屈转动、内旋/外旋转动；

所述第一驱动分支(4)、第二驱动分支(5)的一端分别设置在小腿固定块(1)上的两侧，另一端与脚底板(3)中部铰接；

第三驱动分支(6)的一端设置在小腿固定块(1)上的后侧，另一端与脚底板(3)后部铰接；

所述约束分支(2)包括左支撑架(22)、右支撑架(24)和一个交叉轴(21)；

交叉轴(21)的左半轴通过与轴承安装在左支撑架(22)上形成左转动副，交叉轴(21)的右半轴通过与轴承安装在右支撑架(24)上形成右转动副；交叉轴(21)的后半轴通过轴承安装在中转支架(28)上形成后转动副；中转支架(28)的上半轴通过轴承与上支撑架(212)形成上转动副。

2.根据权利要求1所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述左支撑架(22)与右支撑架(24)结构相同，左支撑架(22)与右支撑架(24)底部与脚底板(3)固连。

3.根据权利要求2所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述左支撑架(22)或右支撑架(24)上设有第一编码器(26)，第一编码器(26)用于检测背屈/跖屈的旋转角度。

4.根据权利要求3所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述中转支架(28)上设有第二编码器(29)，第二编码器(29)用于检测内翻/外翻的旋转角度。

5.根据权利要求4所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述上支撑架(212)上设有第三编码器(213)，第三编码器(213)用于检测内翻/外翻的旋转角度。

6.根据权利要求1-4任一所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述第一驱动分支(4)、第二驱动分支(5)、第三驱动分支(6)结构相同。

7.根据权利要求6所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述第一驱动分支(4)包括驱动机构、移动副、第一等效球副(45)和第二等效球副(47)；

驱动机构驱动移动副运动，第一等效球副(45)与移动副连接，第一等效球副(45)通过弹性连杆(46)与第二等效球副(47)连接。

8.根据权利要求7所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述驱动机构为带有码盘的电机(41)，移动副包括丝杠(42)和滑块(43)。

9.根据权利要求8所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

所述第一等效球副(45)与第二等效球副(47)结构相同。

10.根据权利要求9所述的一种具有三柔性驱动分支的外骨骼机器人踝关节，其特征在于：

第一等效球副(45)包括支撑架(451)、十字轴(4515)、前安装板(457)与后安装板(4510)，

支撑架(451)的上部设有上半轴，上半轴与第五轴承(454)的内圈连接形成Z轴方向转动副，第五轴承(454)的外圈与轴承架(453)连接，轴承架(453)与输出法兰(452)连接；

十字轴(4515)的左右轴分别通过轴承固定在支撑架(451)上，左右轴的轴线为Y轴方向，前安装板(457)与后安装板(4510)分别通过轴承与十字轴(4515)的前后轴连接，十字轴(4515)的前后轴为X轴。