[發(fā)明專利]基于并聯(lián)驅(qū)動關(guān)節(jié)的上肢外骨骼

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410377134.5
• 申請日: 2014-08-01
• 公開（公告）號: CN104097213A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱延河;陳燕燕;趙杰
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J17/02;B25J9/08
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 王大為

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種助力機(jī)器人，具體涉及一種基于并聯(lián)驅(qū)動關(guān)節(jié)的上肢外骨骼。

背景技術(shù)

目前，外骨骼機(jī)器人可以替人體承擔(dān)負(fù)載增加人體的機(jī)動性能，他在各個方面都很有應(yīng)用前景，例如軍事行軍中，地震救援中，人體肌肉復(fù)健中等，但是，目前的已有的上肢外骨骼設(shè)計大多是以串聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)計為主，這種結(jié)構(gòu)運動精度差，而且每個自由度都有單獨電機(jī)驅(qū)動，使得電機(jī)負(fù)擔(dān)大，從而導(dǎo)致電機(jī)尺寸增加。而現(xiàn)有的并聯(lián)結(jié)構(gòu)，多為連桿鉸鏈形式，運動范圍也受到了很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的為解決現(xiàn)有上肢外骨骼機(jī)器人運動精度差、體積大、運動范圍小的問題，而提出一種基于并聯(lián)驅(qū)動關(guān)節(jié)的上肢外骨骼。

本發(fā)明包括肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)，

肩關(guān)節(jié)包括肩內(nèi)圈驅(qū)動電機(jī)、肩外圈驅(qū)動電機(jī)、肩內(nèi)圈減速器、肩外圈減速器、肩內(nèi)圈傳動齒輪、肩外圈傳動齒輪、肩支撐架、肩內(nèi)圈直齒輪、肩內(nèi)圈錐齒輪、肩外圈直齒輪、肩外圈錐齒輪、肩驅(qū)動支撐架、肩左錐齒輪、肩右錐齒輪、肩左傳動小齒輪、左傳動大齒輪、右傳動大齒輪、肩右傳動小齒輪、左齒輪箱蓋、右齒輪箱蓋、肩固定架和肩支板，

肩支撐架為圓環(huán)形，肩支板設(shè)置在肩支撐架的端面處，肩支板與肘支撐架的軸線垂直設(shè)置，肩內(nèi)圈減速器與肩外圈減速器平行設(shè)置，且肩內(nèi)圈減速器和肩外圈減速器的輸出軸均穿過肩支板，肩內(nèi)圈驅(qū)動電機(jī)與肩內(nèi)圈減速器連接，肩外圈驅(qū)動電機(jī)與肩外圈減速器連接，肩內(nèi)圈傳動齒輪通過鍵固定在肩內(nèi)圈減速器的輸出軸上，肩外圈傳動齒輪通過鍵固定在肩外圈減速器的輸出軸上，肩內(nèi)圈直齒輪與肩內(nèi)圈傳動齒輪嚙合，肩內(nèi)圈錐齒輪與肩內(nèi)圈直齒輪并排且同軸設(shè)置，肩內(nèi)圈錐齒輪與肩內(nèi)圈直齒輪通過螺釘連接組成肩內(nèi)圈圓環(huán)，肩內(nèi)圈圓環(huán)通過滾針軸承套裝在肩支撐架的外徑上，肩外圈直齒輪與肩外圈傳動齒輪嚙合，肩外圈錐齒輪與肩外圈直齒輪并排且同軸設(shè)置，肩外圈錐齒輪與肩外圈直齒輪通過螺釘連接組成肩外圈圓環(huán)，肩外圈圓環(huán)通過滾針軸承套裝在肩內(nèi)圈圓環(huán)的外徑上，

肩驅(qū)動支撐架包括肩支撐環(huán)、肩左齒輪箱和肩右齒輪箱，肩左齒輪箱和肩右齒輪箱的結(jié)構(gòu)相同，肩左齒輪箱和肩右齒輪箱以肩支撐環(huán)的軸線為基準(zhǔn)對稱設(shè)置在肩支撐環(huán)的內(nèi)壁上，肩左齒輪箱沿厚度方向上設(shè)有肩左錐齒輪軸孔，肩左齒輪箱的內(nèi)側(cè)端面設(shè)有左傳動大齒輪軸槽，肩左錐齒輪軸孔的軸線與左傳動大齒輪軸槽的軸線平行且在同一水平線上設(shè)置，肩左錐齒輪軸孔的軸線與肩支撐環(huán)的軸線垂直設(shè)置，肩右齒輪箱沿厚度方向上設(shè)有與肩左錐齒輪軸孔正對的肩右錐齒輪軸孔，肩右齒輪箱的內(nèi)側(cè)端面設(shè)有與左傳動大齒輪軸槽正對的右傳動大齒輪軸槽，肩支撐環(huán)通過滾針軸承設(shè)置在肩支撐架的內(nèi)徑中，

肩左錐齒輪與肩外圈錐齒輪嚙合，肩左錐齒輪設(shè)置在肩左齒輪箱的外側(cè)，且肩左錐齒輪上的齒輪軸穿過肩左錐齒輪軸孔，肩左錐齒輪的齒輪軸通過滾珠軸承固定在肩左錐齒輪軸孔中，肩左傳動小齒輪設(shè)置在左傳動大齒輪軸槽內(nèi)，且肩左傳動小齒輪通過鍵固定在肩左錐齒輪的齒輪軸上，左傳動大齒輪與肩左傳動小齒輪嚙合，且左傳動大齒輪的齒輪軸一端通過滾珠軸承固定在左傳動大齒輪軸槽內(nèi)中，左傳動大齒輪的齒輪軸另一端通過滾珠軸承設(shè)置在左齒輪箱蓋中，左齒輪箱蓋通過螺釘安裝在肩左齒輪箱上，

肩右錐齒輪與肩內(nèi)圈錐齒輪嚙合，肩右錐齒輪設(shè)置在肩右齒輪箱的外側(cè)，且肩右錐齒輪上的齒輪軸穿過肩右錐齒輪軸孔，肩右錐齒輪的齒輪軸通過滾珠軸承固定在肩右錐齒輪軸孔中，肩右傳動小齒輪設(shè)置在右傳動大齒輪軸槽內(nèi)，且肩右傳動小齒輪通過鍵固定在肩右錐齒輪的齒輪軸上，右傳動大齒輪與肩右傳動小齒輪嚙合，且右傳動大齒輪的齒輪軸一端通過滾珠軸承固定在右傳動大齒輪軸槽中，右傳動大齒輪的齒輪軸另一端通過滾珠軸承設(shè)置在右齒輪箱蓋中，右齒輪箱蓋通過螺釘安裝在肩右齒輪箱上，

肩固定架設(shè)置在肩左齒輪箱與肩右齒輪箱之間，肩固定架的兩端分別與對應(yīng)的左傳動大齒輪和右傳動大齒輪的齒輪軸固定連接，肩固定架上設(shè)有與肩支撐環(huán)的軸線相平行的第一連接長槽，

肘關(guān)節(jié)包括肘固定架、肘連接板、肘支板、肘內(nèi)圈驅(qū)動電機(jī)、肘外圈驅(qū)動電機(jī)、肘內(nèi)圈減速器、肘外圈減速器、肘內(nèi)圈傳動齒輪、肘外圈傳動齒輪、肘支撐架、肘內(nèi)圈直齒輪、肘內(nèi)圈錐齒輪、肘外圈直齒輪、肘外圈錐齒輪、肘驅(qū)動支撐架、肘左錐齒輪、肘右錐齒輪、肘左傳動小齒輪、肘右傳動小齒輪、三個肘左行星齒輪和三個肘右行星齒輪，