一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人的制作方法

文档序号:11119804阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:包括肘关节外骨骼机构、驱动机构和控制装置;

所述肘关节外骨骼机构包括上臂支撑机构、主传动机构以及前臂支撑机构,所述上臂支撑机构包括两个上臂支撑板、上臂外套和用于固定手臂上臂的上臂内套,上臂外套将两侧的上臂支撑板固定连接组成能够放置手臂上臂的空间,上臂内套可旋转的设于上臂外套内侧,上臂内套可绕上臂外套的中心轴转动;所述前臂支撑机构包括两个前臂支撑板、前臂外套和用于固定手臂前臂的前臂内套,所述前臂外套将两侧的前臂支撑板固定连接组成可以放置手臂前臂的空间,前臂内套设于前臂外套内侧,前臂内套能够相对前后滑动的与前臂外套相连,所述两个上臂支撑板与两个前臂支撑板通过主传动机构相连;

所述主传动机构包括两个上臂转盘、两个前臂转盘以及空心轴编码器,所述两个上臂转盘分别与两个前臂转盘通过两个支撑轴连接,上臂转盘和前臂转盘可绕相应的支撑轴旋转,所述空心轴编码器与两个支撑轴的其中一个相连,两个上臂转盘分别与两个上臂支撑板固定相连,两个前臂转盘分别与两个前臂支撑板固定相连;两个上臂转盘内侧分别固定设有一个弧形槽导轨,所述上臂内套下部两端分别设有与弧形槽导轨配合的弧形滑块,两个前臂转盘中的一个外侧设有固定相连且同轴的外骨骼驱动轮盘,所述外骨骼驱动轮盘与驱动机构的输出端相连;所述空心轴编码器检测的信号接入控制装置,所述控制装置控制驱动机构来驱动外骨骼驱动轮盘旋转,从而驱动两个前臂支撑板相对于两个上臂支撑板旋转,进而驱动肘关节外骨骼机构手臂运动。

2.根据权利要求1所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述驱动机构包括绳驱传动机构、驱动器、以及绳驱固定座,所述绳驱传动机构包括两条钢丝绳、绳驱V型支撑块、两个钢丝绳管、绳驱支撑座和驱动器绳驱轮盘,两条钢丝绳的两端分别固定在外骨骼驱动轮盘和驱动器绳驱轮盘上不同位置,两条钢丝绳交叉设置,两个钢丝绳管分别套在两条钢丝绳上,两个钢丝绳管的一端通过绳驱V型支撑块压紧固定在上臂转盘上,两个钢丝绳管的另一端通过线管套固定在绳驱支撑座上;所述驱动器为串联弹性驱动器,所述驱动器绳驱轮盘与串联弹性驱动器的输出端相连,所述串联弹性驱动器内的编码器检测信号也接入控制装置,所述控制装置提供电源,控制串联弹性驱动器的输出端旋转和旋转幅度;所述绳驱支撑座和串联弹性驱动器均固定在绳驱固定座上。

3.根据权利要求2所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述弧形滑块为工字型滑块,所述弧形槽导轨内侧设有弧形滑块限位件,所述弧形滑块限位件上边沿卡在工字型滑块的中部凹槽内,弧形滑块限位件两端与弧形槽导轨另一边之间距离小于工字型滑块底部宽度。

4.根据权利要求3所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述两个前臂外套内侧分别设有方向与前臂外套平行的直线导轨,所述两个直线导轨上均设有可前后滑动的直线导轨副,所述两个直线导轨副分别与前臂内套两边相连。

5.根据权利要求4所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述上臂转盘均与支撑轴固定连接,支撑轴与前臂转盘均通过挡边轴承相连,支撑轴靠近前臂转盘一端设有卡簧槽,所述卡簧槽内设有防止挡边轴承相对于支撑轴轴向移动的卡簧。

6.根据权利要求5所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述上臂转盘与相应的前臂转盘相对的内侧分别设有弧形限位块,所述上臂转盘和前臂转盘上弧形限位块交错设置,通过弧形限位块限制上臂转盘和前臂转盘相对旋转角度。

7.根据权利要求5所述一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人,其特征在于:所述两条钢丝绳的一端分别设有圆柱头,两条钢丝绳的圆柱头分别通过气孔螺钉与外骨骼驱动轮盘相连上下位置固定相连,两条钢丝绳的另一端分别设有钢丝卡头,两条钢丝绳端部的钢丝卡头分别通过气孔螺钉与驱动器绳驱轮盘上下位置固定相连。

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