柔索驱动自动机械的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及柔索驱动自动机械，且更特别地涉及能够使用少量驱动装置通过柔索驱动多个关节的柔索驱动自动机械。
【背景技术】
[0002]在自动机械结构中，关节数目与自动机械的重量成比例。在关目节数增加时，用于驱动每个关节的驱动装置的数目增加，结果自动机械的总重量增加。特别地，可穿戴自动机械以在工人亲自穿戴自动机械时工人通过操作自动机械执行工作的方式设计，并且在自动机械的重量增加时，穿戴者需要承受的负载增加，结果穿戴者可遭受疲劳，且在可穿戴自动机械长时间执行工作时工作效率恶化。
[0003]相关领域中的自动机械具有用于驱动的多个关节，然而，驱动装置为每个关节设置，结果自动机械的总重量增加，由此降低工人的工作效率。
[0004]作为本发明的相关技术在上面提供的描述仅用于帮助理解本发明的【背景技术】，并且不应解释为包括在本领域技术人员已知的现有技术中。
【发明内容】
[0005]本发明提供与多个关节连接的柔索(而不是为每个关节提供驱动装置)，并且提供缠绕或松开柔索的驱动装置以向每个关节施加旋转力而不为每个关节驱动驱动装置。
[0006]在一个方面中，本发明提供柔索驱动自动机械，其包括:臂部件对，其包括随穿戴者的运动而移动的肩关节、肘关节和腕关节；连接到该对肩关节的肩柔索；通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开肩柔索，对肩关节施加旋转力的肩驱动单元；连接到该对肘关节的肘柔索；通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开肘柔索，对肘关节施加旋转力的肘驱动单元；连接到该对腕关节的腕柔索；以及通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开腕柔索，对腕关节施加旋转力的腕驱动单元。
[0007]每条柔索的两端可分别连接到与之对应的一对关节，并且各驱动单元可连接到与之对应的柔索的两端之间，以缠绕或松开与之对应的柔索。
[0008]柔索驱动自动机械还可包括支承体，其两侧与一对臂部件可旋转地连接，并且每个驱动单元可固定到支承体上。
[0009]当穿戴者在与对应柔索的缠绕方向相反的方向上旋转对应于每个驱动单元的关节时，每个驱动单元可松开对应柔索。
[0010]当穿戴者在与对应柔索的缠绕方向一致的方向上旋转对应于每个驱动单元的关节时,每个驱动单元可缠绕对应柔索。
[0011]柔索驱动自动机械还可包括:张力检测单元，其在每条柔索的一端与另一端之间为每条柔索设置，并且检测对应柔索的张力；以及控制器，其致动对应驱动单元以缠绕或松开对应柔索，从而在与每个张力检测单元对应的柔索所连接的关节枢转以改变对应柔索的张力时，允许对应柔索保持预定的参考张力。
[0012]每个张力检测单元可包括驱动单元侧悬挂部分，其一端连接到对应于每个张力检测单元的驱动单元；臂部件侧悬挂部分，其一端在对应于每个张力检测单元的柔索的两端之间连接，并且另一端悬挂且与对应驱动单元侧悬挂部分连接；以及压力传感器，其设置在驱动单元侧悬挂部分和臂部件侧悬挂部分彼此接触的部分，以检测施加到接触面的压紧力。
[0013]在另一方面中，本发明进一步提供柔索驱动自动机械系统，其中臂部件对包括随着穿戴者的运动而移动的肩关节、肘关节和腕关节；肩柔索连接到该对肩关节；肩驱动单元与穿戴者的运动相关联，以便通过缠绕或松开肩柔索而对肩关节施加旋转力；肘柔索连接到该对肘关节；肘驱动单元与穿戴者的运动相关联，以便通过缠绕或松开肘柔索而对肘关节施加旋转力；腕柔索连接到该对腕关节；并且腕驱动单元与穿戴者的运动相关联，以便通过缠绕或松开腕柔索而对腕关节施加旋转力。
[0014]根据具有上述结构的柔索驱动自动机械，可通过减少用于驱动自动机械的驱动单元的数目来减小自动机械总重量，结果工人负担减少，由此提高工人的工作效率。
[0015]进一步地，驱动单元的数目减少以节省成本。
【附图说明】
[0016]现在将参考对附图进行说明的示例性实施方式描述本发明的上面和其他特征，在下文中给出的附图仅用于举例说明，因此不限制本发明，其中:
[0017]图1是根据本发明的实施方式驱动柔索驱动自动机械的肩柔索的示意图；
[0018]图2是根据本发明的实施方式驱动柔索驱动自动机械的肘柔索的示意图；
[0019]图3是根据本发明的实施方式驱动柔索驱动自动机械的腕柔索的示意图；且
[0020]图4是根据本发明的实施方式的张力检测单元的示意图。
[0021]应理解附图不必按比例绘制，如在本文中所披露，仅呈现本发明的各种优选特征的稍微简化的表示，包括例如具体尺寸、取向、位置和形状的本发明的各种优选特征将部分地由特别的既定用途和使用环境确定。
[0022]在附图中，参考数字在整个附图的数图中指代本发明的相同或等同部件。
【具体实施方式】
[0023]现在将详细参考本发明的各种实施方式，其示例在附图中示出且在下面描述。虽然本发明将结合示例性的实施方式描述，但是应当理解本描述不旨在将本发明限制到那些示例性的实施方式。相反，本发明旨在不仅涵盖示例性的实施方式，而且涵盖可包括在所附权利要求书所限定的本发明精神和范围内的各种替代、修改、等同方式和其他实施方式。
[0024]应理解，在本文中使用的术语“车辆”或“车辆的”或其他类似术语一般包括机动车辆，如客车，包括运动型多功能车(SUV)、公交车、货车、各类商用车，船舶，包括各种船和艇，飞行器等，并包括混合动力车、电动车、插电式混合动力电动车、氢动力汽车和其他替代燃料汽车(例如，来自石油以外的能源的燃料)。如在本文所提及的，混合动力车是具有两种或更多种动力源的车辆，例如汽油动力和电动力的车辆。
[0025]本文使用的术语仅用于描述特定的实施方式，并不旨在限制本发明。如本文所使用的，单数形式“一个”、“一种”和“该”旨在同样包括复数形式，除非上下文明确表明以外。进一步要理解的是，术语“包括”和/或“含有”在本说明书中使用时，特指存在所陈述的特征、整数、步骤、操作、元素和/或组分，但不排除存在或加入一个或多个其他的特征、整数、步骤、操作、元素、组分和/或其集合。如在此使用，本文使用的术语“和/或”包括关联的列举条目中的一个或多个的任何与全部组合。
[0026]在下文中，参考附图描述根据本发明的优选实施方式的柔索驱动自动机械。
[0027]图1到3是根据本发明的实施方式的柔索驱动自动机械的示意图，并示出臂部件对100，其包括随穿戴者的运动来操作的肩关节110、肘关节130和腕关节150 ;连接到该对肩关节110的肩柔索211 ;通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开肩柔索211，对肩关节110施加旋转力的肩驱动单元510 ;连接到该对肘关节130的肘柔索231 ;通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开肘柔索231，对肘关节130施加旋转力的肘驱动单元530 ;连接到该对腕关节150的腕柔索251 ;以及通过与穿戴者的运动相关联地缠绕或松开腕柔索251，对腕关节150施加旋转力的腕驱动单元550。
[0028]更详细地，柔索驱动自动机械进一步包括支承体170，其两侧与该对臂100可旋转地连接，并且每个驱动单元510、530或550优选配置为固定到支承体170上。
[0029]定位于穿戴者的后侧以面向穿戴者的背部的支承体170由穿戴者承载，并且该对臂100与支承体170的两上端连接以与穿戴者的手臂一起操作。在此，该对臂100彼此独立地移动，且每个臂部件100的关节110、130和150形成为可在臂部件100中设置的多个联杆之中相对旋转，并且可由穿戴者握持的把手部(图中未示出)在臂部件100的腕关节150的末端设置，结果，随着穿戴者通过握持把手部移动手臂，臂部件100可一起移动。
[0030]其间，驱动单元510、530和550在支承体170中设置，结果，重量集中在穿戴者的背部上，且驱动单元510、530和550不在臂部件100中安装，由此减小臂部件100的重量。因此穿戴者在移动臂部件100中感到较少疲劳。
[0031]其间，每条柔索211、231或251的两端分别连接到与之对应的一对关节，并且优选分别的驱动单元510、530和550在与之对应的柔索211、231和251的两端之间连接，以缠绕或松开与之对应的柔索211、231和251。
[0032]特别地，肩柔索211的两端经支承体170的顶部分别连接到一对肩关节110 ;肘柔索231的两端经支承体170的顶部和肩关节110连接到一对肘关节130 ;且腕柔索251的两端经支承体170的顶部、肩关节110和肘关节130连接到一对腕关节150。
[0033]通过缠绕柔索211、231或251作用于关节方向的旋转力可根据每条柔索211、231或251所以连接的对应关节的位置而改变，结果连接位置优选根据自动机械的使用和工人的工作模式决定。
[0034]然而，通常由于可穿戴自动机械被制造为在工人举起重物时添加辅助力，每条柔索211、231或251优选根据工人的关节的旋转方向连接到对应关节。例如在肘关节的情况下，由于在工人举起重物时关节向上旋转，即朝向肩部旋转，因此肘柔索231的末端优选连接到向上移动的肘关节130。
[0035]其间，其末端与对应柔索211、231和251连接的肩驱动单元柔索213、肘驱动单元柔索233和腕驱动单元柔索253分别在驱动单元510、530和550中设置，并且肩驱动单元510、肘驱动单元530和腕驱动单元550分别连接到驱动单元柔索213、233和253，以用来缠绕或松开对应驱动单元柔索213、233和253。每个驱动单元510、530或550优选成为具有旋转轴的电动机。
[0036]例如，肩驱动单元柔索213的一端在肩柔索211的两端之间连接，并且肩驱动单元柔索213的另一端连接到肩驱动单元5