[發(fā)明專利]一種柔性上肢外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810312005.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-09
• 公開（公告）號(hào): CN108500958B
• 公開（公告）日: 2021-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董為;杜志江;陳朝峰;孫鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J9/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所 23109
• 代理人: 牟永林

一種柔性上肢外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，它涉及一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本發(fā)明解決了現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在體積較大、質(zhì)量較大、運(yùn)動(dòng)靈活性差和適應(yīng)性差問題。電樞轉(zhuǎn)子固套在驅(qū)動(dòng)裝置主軸上，止旋板卡裝在驅(qū)動(dòng)裝置殼體的凸起處，驅(qū)動(dòng)裝置主軸由兩段半軸同軸連接，每段半軸上依次穿裝有電磁離合器、連接件、諧波減速器和線輪，兩個(gè)線輪相鄰設(shè)置，止旋板卡在驅(qū)動(dòng)裝置殼體內(nèi)的凸起處，電樞轉(zhuǎn)子固裝在驅(qū)動(dòng)裝置主軸上，電樞轉(zhuǎn)子通過連接件與諧波減速器的柔輪輪轂上，諧波減速器的鋼輪通過螺栓連接在驅(qū)動(dòng)裝置殼體，每個(gè)線輪通過一個(gè)第三深溝球軸承安裝在驅(qū)動(dòng)裝置主軸上，線輪通過螺栓連接在對(duì)應(yīng)的諧波減速器的鋼輪上。本發(fā)明用于柔性上肢外骨骼機(jī)器人上。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，具體涉及一種柔性上肢外骨骼機(jī)器人鮑登線驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著人民生活水平的不斷進(jìn)步和現(xiàn)代醫(yī)療技術(shù)的持續(xù)發(fā)展，人民的人均壽命不斷延長(zhǎng)。進(jìn)入21世紀(jì)之后，我國老齡化人口逐漸增加，社會(huì)逐漸步入老齡化社會(huì)。老年人由于機(jī)體機(jī)能下降，往往會(huì)出現(xiàn)肢體缺乏力量等機(jī)能退化現(xiàn)象。在當(dāng)今老齡化人口不斷增加的大環(huán)境下，老年人身體機(jī)能退化現(xiàn)象應(yīng)該得到社會(huì)的關(guān)注，這不僅可以改善老年人的生活品質(zhì)，同時(shí)也是為國家減少養(yǎng)老負(fù)擔(dān)。

外骨骼機(jī)器人能夠顯著提高人體的肢體功能，改善身體機(jī)能衰退人群的運(yùn)動(dòng)能力和生活品質(zhì)。尤其對(duì)于身患中風(fēng)、帕金森等疾病的病人，經(jīng)過醫(yī)學(xué)治療后往往不能完全恢復(fù)到原有的運(yùn)動(dòng)能力和身體機(jī)能，留下后遺癥。采用外骨骼機(jī)器人可以幫助這類人群逐漸恢復(fù)其對(duì)肢體的控制能力，增強(qiáng)肢體機(jī)能，使病后恢復(fù)工作更加科學(xué)有效。

目前階段存在的外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均存在體積較大、質(zhì)量較大、運(yùn)動(dòng)靈活性差、適應(yīng)性差等問題。而且現(xiàn)階段設(shè)計(jì)的的外骨骼機(jī)器人往往采用剛性連接，及通過剛性連桿連接各個(gè)關(guān)節(jié)，借助連桿安裝必要的動(dòng)力和傳輸裝置在手臂上，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)手臂運(yùn)動(dòng)的控制。這種設(shè)計(jì)的缺點(diǎn)在于：

1)由于剛性桿的存在，手臂運(yùn)動(dòng)模式較為單一，不能完全模擬人手臂的自然運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；

2)雖然有剛性骨架的存在，但安裝在連桿上的動(dòng)力和傳輸裝置仍然需要人體手臂承擔(dān)一定的負(fù)載，這就使人體負(fù)荷加重，得不償失；

3)外骨骼設(shè)備一般都采用穿戴式，剛性外骨骼機(jī)器人穿戴舒適度較低，長(zhǎng)期穿戴會(huì)造成不適。

綜上，現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)體積較大、質(zhì)量較大、運(yùn)動(dòng)靈活性差和適應(yīng)性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)存在體積較大、質(zhì)量較大、運(yùn)動(dòng)靈活性差和適應(yīng)性差的問題，進(jìn)而提供一種柔性上肢外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：

本發(fā)明的柔性上肢外骨骼機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)裝置殼體1、制動(dòng)器2、鮑登線預(yù)緊組件、驅(qū)動(dòng)裝置主軸15、驅(qū)動(dòng)裝置殼體蓋16、剛性聯(lián)軸器17、無刷電機(jī)18、兩個(gè)電磁離合器4、兩個(gè)連接件6、兩個(gè)諧波減速器8、兩個(gè)線輪11和兩根鮑登線19；無刷電機(jī)18固裝在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1的一端上，無刷電機(jī)18的輸出軸通過剛性聯(lián)軸器17與驅(qū)動(dòng)裝置主軸15的一端固接，驅(qū)動(dòng)裝置主軸15通過兩個(gè)第一深溝球軸承3安裝在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1上，驅(qū)動(dòng)裝置主軸15的另一端通過制動(dòng)器2安裝在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1的另一端上，電磁離合器4包括電樞轉(zhuǎn)子和止旋板，電樞轉(zhuǎn)子固套在驅(qū)動(dòng)裝置主軸15上，止旋板卡裝在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1的凸起處，驅(qū)動(dòng)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(gè)線輪11相鄰設(shè)置，電磁離合器4包括電樞轉(zhuǎn)子和止旋板，止旋板卡在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1內(nèi)的凸起處，電樞轉(zhuǎn)子固裝在驅(qū)動(dòng)裝置主軸15上，電樞轉(zhuǎn)子通過連接件6與諧波減速器8的柔輪輪轂上，諧波減速器8的鋼輪通過螺栓連接在驅(qū)動(dòng)裝置殼體1，每個(gè)線輪11通過一個(gè)第三深溝球軸承9安裝在驅(qū)動(dòng)裝置主軸15上，線輪11通過螺栓連接在對(duì)應(yīng)的諧波減速器8的鋼輪上；