[發明專利]一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置

有效

• 申請號: 201410332500.5
• 申請日: 2014-07-11
• 公開（公告）號: CN104083236A
• 公開（公告）日: 2014-10-08
• 發明（設計）人: 程洪;黃瑞;林西川;過浩星
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: A61F2/62
• 分類號: A61F2/62;A61F2/70
• 代理公司: 成都信博專利代理有限責任公司 51200
• 代理人: 鄧金濤;卓仲陽

技術領域

本發明涉及外骨骼機器人，具體涉及一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置。

背景技術

下肢外骨骼的關節驅動具有需求驅動力矩大且體積和重量盡量小的特點，而現有的下肢外骨骼關節驅動裝置大多數是通過直接安裝驅動電機在關節處的方式來實現，這樣不但驅動力矩得不到提升，而且安裝空間也占用較大，造成外骨骼機器人穿戴不便。

發明內容

本發明的目的在于提供一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置，解決解決目前的下肢外骨骼驅動裝置力矩適用范圍有限，整個裝置所占空間較大以及裝卸不便的問題。

為解決上述的技術問題，本發明采用以下技術方案：一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置，包括高轉速直流無刷電機、行星減速器、蝸桿、蝸輪和輸出軸，所述蝸桿通過軸承固定安裝在輸入端外殼內，蝸輪通過兩側的擋板固定在輸出端外殼內，所述蝸桿通過其上的蝸桿齒和蝸輪相互緊密咬合，所述高轉速直流無刷電機和所述行星減速器軸連接，所述行星減速器通過固定連接座和蝸桿同步連接，所述蝸輪中部安裝有同心軸承，所述輸出軸通過花鍵聯軸器安裝在的同心軸承內。

更進一步的技術方案是，所述輸入端外殼和輸出端外殼為一體成型。

一種行走機器人，包括背部支撐裝置、腰部支撐裝置、大腿支撐裝置、小腿支撐裝置和腳部緊縛裝置，所述腰部支撐裝置和大腿支撐裝置之間，以及大腿支撐裝置和小腿支撐裝置之間均設置有緊湊型下肢外骨骼驅動裝置，所述緊湊型下肢外骨骼驅動裝置包括高轉速直流無刷電機、行星減速器、蝸桿、蝸輪和輸出軸，所述蝸桿通過軸承固定安裝在輸入端外殼內，蝸輪通過兩側的擋板固定在輸出端外殼內，所述蝸桿通過其上的蝸桿齒和蝸輪相互緊密咬合，所述高轉速直流無刷電機和所述行星減速器軸連接，所述行星減速器通過固定連接座和蝸桿同步連接，所述蝸輪中部安裝有同心軸承，所述輸出軸通過花鍵聯軸器安裝在的同心軸承內。

更進一步的技術方案是，所述輸入端外殼和輸出端外殼為一體成型。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

該裝置結構緊湊，更能適用于外骨骼機器人這種安裝位置和關節重量有限制的應用場合；該裝置通過二級減速的方式，能夠提供更大的關節驅動力矩；該裝置具有反向自鎖功能，能夠應對緊急斷電的情況，有效地對機構進行保護。

附圖說明

圖1為本發明一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置的結構示意圖。

圖2為圖1的內部結構示意圖。

圖3為圖1的輸出端外殼內部結構示意圖。

圖4為本發明一種行走機器人一個實施例的結構示意圖。

圖中：1-高轉速直流無刷電機，2-行星減速器，3-固定連接座，4-輸入端外殼，5-蝸桿，6-軸承，7-輸出端外殼，8-同心軸承，9-輸出軸，10-擋板，11-蝸桿齒，12-蝸輪，13-花鍵聯軸器，14-背部支撐裝置，15-腰部支撐裝置，16-大腿支撐裝置，17-小腿支撐裝置，18-腳部緊縛裝置。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。

圖1、圖2和圖3示出了本發明一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置的一個實施例：一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置，包括高轉速直流無刷電機1、行星減速器2、蝸桿5、蝸輪12和輸出軸9，所述蝸桿5通過軸承6固定安裝在輸入端外殼4內，蝸輪12通過兩側的擋板10固定在輸出端外殼7內，所述蝸桿5通過其上的蝸桿齒11和蝸輪12相互緊密咬合，所述高轉速直流無刷電機1和所述行星減速器2軸連接，所述行星減速器2通過固定連接座3和蝸桿5同步連接，所述蝸輪12中部安裝有同心軸承8，所述輸出軸9通過花鍵聯軸器13安裝在的同心軸承8內。

根據本發明一種緊湊型下肢外骨骼驅動裝置的一個優選實施例，所述輸入端外殼4和輸出端外殼7為一體成型。

本發明使用高轉速直流無刷電機1作為動力源，其驅動端連接行星減速器2，然后將行星減速器2通過固定連接座3與蝸桿5相連，蝸桿5和蝸輪12之間通過蝸桿齒11來進行配合和傳動，蝸桿5通過軸承6固定安裝在輸入端外殼4內，蝸輪12通過兩側的擋板10固定在輸出端外殼7內，再通過花鍵聯軸器13來完成輸出軸9和蝸輪12之間的傳動，從而整個驅動裝置就完成了減速換向驅動以及反向自鎖的功能。