[發明專利]一種柔性上肢外骨骼機器人驅動系統

有效

• 申請號: 201810312005.6
• 申請日: 2018-04-09
• 公開（公告）號: CN108500958B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發明（設計）人: 董為;杜志江;陳朝峰;孫鑫
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 牟永林

1.一種柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：所述柔性上肢外骨骼機器人驅動系統包括驅動裝置殼體(1)、制動器(2)、鮑登線預緊組件、驅動裝置主軸(15)、驅動裝置殼體蓋(16)、剛性聯軸器(17)、無刷電機(18)、兩個電磁離合器(4)、兩個連接件(6)、兩個諧波減速器(8)、兩個線輪(11)和兩根鮑登線(19)；無刷電機(18)固裝在驅動裝置殼體(1)的一端上，無刷電機(18)的輸出軸通過剛性聯軸器(17)與驅動裝置主軸(15)的一端固接，驅動裝置主軸(15)通過兩個第一深溝球軸承(3)安裝在驅動裝置殼體(1)上，驅動裝置主軸(15)的另一端通過制動器(2)安裝在驅動裝置殼體(1)的另一端上，電磁離合器(4)包括電樞轉子和止旋板，電樞轉子固套在驅動裝置主軸(15)上，止旋板卡裝在驅動裝置殼體(1)的凸起處，驅動裝置主軸(15)由兩段半軸同軸連接，每段半軸上依次穿裝有電磁離合器(4)、連接件(6)、諧波減速器(8)和線輪(11)，兩個線輪(11)相鄰設置，電樞轉子通過連接件(6)與諧波減速器(8)的柔輪輪轂連接，諧波減速器(8)的鋼輪通過螺栓連接在驅動裝置殼體(1)，每個線輪(11)通過一個第三深溝球軸承(9)安裝在驅動裝置主軸(15)上，線輪(11)通過螺栓連接在對應的諧波減速器(8)的鋼輪上；

鮑登線預緊組件包括三根預緊芯軸(12)、四個單向軸承(13)和兩個鮑登線導向管(14)，驅動裝置殼體(1)中部依次平行設置有三塊芯軸安裝肋板，三根預緊芯軸(12)依次平行安裝在三塊芯軸安裝板上，位于中間的預緊芯軸(12)上套裝有兩個單向軸承(13)，其余兩根預緊芯軸(12)上均套裝有一個單向軸承(13)，相鄰兩塊芯軸安裝肋板之間設置有兩個相向轉動的單向軸承(13)，兩個相向轉動的單向軸承(13)的間隙小于鮑登線直徑；

驅動裝置殼體蓋(16)通過螺栓固裝在驅動裝置殼體(1)上，每個線輪(11)上纏繞有一根鮑登線(19)，鮑登線(19)的自由端經過兩個相向轉動的單向軸承(13)由對應的一個鮑登線導向管(14)穿出。

2.根據權利要求1所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：線輪(11)上設置有線輪接頭卡槽(11-1)和線輪繞線槽(11-2)，鮑登線(19)的固定端連接在線輪接頭卡槽(11-1)上，每個線輪繞線槽(11-2)內纏繞有一根鮑登線(19)。

3.根據權利要求1或2所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：線輪(11)上設置有法蘭，法蘭上沿其圓周方向均布加工有多個臺肩通孔，線輪(11)的法蘭通過多個螺栓固定連接在對應的諧波減速器(8)的鋼輪上。

4.根據權利要求3所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：驅動裝置主軸(15)的兩個半軸均設置有臺肩，兩個半軸大端的直徑相同設置，兩個半軸小端的直徑相同設置，兩個半軸小端通過榫卯結構連接在一起。

5.根據權利要求4所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：其中一個半軸小端呈凸十字形，另一個半軸的小端呈凹十字形，兩個半軸小端通過榫卯結構連接在一起。

6.根據權利要求4或5所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：所述柔性上肢外骨骼機器人驅動系統還包括兩個第二軸套(7)，每個半軸的小端依次穿裝有一個第二深溝球軸承(5)和一個第二軸套(7)，第二深溝球軸承(5)的一端與半軸的臺肩相接觸，第二深溝球軸承(5)的另一端與第二軸套(7)的一端相接觸，第二軸套(7)的另一端與相應的第三深溝球軸承(9)相接觸。

7.根據權利要求6所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：所述柔性上肢外骨骼機器人驅動系統還包括第一軸套(10)，兩個半軸連接處套裝有第一軸套(10)，第一軸套(10)位于兩個第三深溝球軸承(9)之間，且第一軸套(10)與兩個第三深溝球軸承(9)緊密接觸。

8.根據權利要求1、2、4、5或7所述的柔性上肢外骨骼機器人驅動系統，其特征在于：兩個電磁離合器(4)、兩個連接件(6)、兩個諧波減速器(8)和兩個線輪(11)沿驅動裝置主軸(15)的徑向對稱設置。