[發明專利]一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置

在審

• 申請號: 202010012443.8
• 申請日: 2020-01-07
• 公開（公告）號: CN111015647A
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: 王東海
• 申請（專利權）人: 廣東思谷智能技術有限公司
• 主分類號: B25J9/10
• 分類號: B25J9/10
• 代理公司: 東莞卓為知識產權代理事務所(普通合伙) 44429
• 代理人: 齊海迪

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置，包括負載連接板、傳動板以及電機連接板；還包括雙軸滑塊；所述雙軸滑塊分別與X軸滑軌以及Y軸滑軌滑動連接；所述電機連接板設有容置槽；所述容置槽內設有調節滑塊；所述調節滑塊與容置槽內壁之間設有彈簧；所述傳動板設有滑動槽；所述調節滑塊滑動設于滑動槽中。本發明通過設置負載連接板、傳動板以及電機連接板，電機驅動電機連接板旋轉后擠壓彈簧，彈簧壓縮后產生的力通過傳動板和負載連接板驅動人體關節，實現電機對人體關節的柔性驅動；雙軸滑塊可以自由地在XY平面上運動，能夠自適應不同人體關節的變軸心運動軌跡。

技術領域

本發明涉及機器人技術領域，具體涉及一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置。

背景技術

隨著殘疾患者和關節扭傷患者運動康復需求的不斷增加，康復機器人、外骨骼機器人、關節訓練器、步態矯正器等機器人裝置不斷被研發，取得了一定的康復訓練效果。

在這些機器人設計時，機器人本體通常模仿人體下肢、關節的生理學結構，機器人關節一般被設計成單軸驅動關節，并將機器人關節與人體關節進行綁定。但是人體關節具有復雜的幾何結構，并非簡單的單自由度鉸鏈機構。以膝關節為例，其矢狀面運動存在滾動、滑動并存的變軸心平面運動，關節耦合曲面具有非恒定的旋轉軸線。如果以傳統的單軸電機驅動人體膝關節，會造成兩者轉動中心的不匹配，反而對人體膝關節造成不匹配傷害；同時，人體關節的運動是柔順的，不同人體關節的剛度又有差異，直接將剛性機器人關節和人體關節直接綁定容易對人體關節造成剛性驅動傷害。

為了機器人柔順驅動人體關節并可調節驅動剛度，同時機器人關節轉動中心自適應人體關節轉動中心，故需要設計一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置，在機器人驅動人體關節時，可柔順地給人體關節施加驅動力，并可根據人體關節剛度調節機器人關節驅動剛度的大小，驅動裝置能夠根據人體轉動中心的位置自我調節、適應人體轉動中心，保證驅動人體關節時不造成傷害。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術中的上述不足，提供了一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置。

本發明的目的通過以下技術方案實現：一種柔性變剛度、自適應人體關節軌跡的傳動裝置，包括依次連接的負載連接板、傳動板以及電機連接板；所述負載連接板與傳動板之間活動設有雙軸滑塊；所述負載連接板靠近傳動板的一面設有Y軸滑軌；所述傳動板靠近負載連接板的一面設有X軸滑軌；所述雙軸滑塊分別與X軸滑軌以及Y軸滑軌滑動連接；

所述電機連接板靠近傳動板的一面設有容置槽；所述容置槽內設有調節滑塊；所述調節滑塊與容置槽內壁之間設有彈簧；所述傳動板靠近電機連接板的一面設有滑動槽；所述調節滑塊滑動設于滑動槽中。

本發明進一步設置為，所述負載連接板靠近傳動板的一面設有第一凹槽；所述Y軸滑軌設于第一凹槽內；所述Y軸滑軌通過螺絲與第一凹槽可拆卸連接。

本發明進一步設置為，所述傳動板靠近負載連接板的一面設有第二凹槽；所述X軸滑軌設于第二凹槽內；所述X軸滑軌通過螺絲與第二凹槽可拆卸連接。

本發明進一步設置為，所述雙軸滑塊的頂部設有與Y軸滑軌滑動連接的Y軸滑槽；所述雙軸滑塊的底部設有與X軸滑軌滑動連接的X軸滑槽；

所述Y軸滑軌與X軸滑軌垂直設置。

本發明進一步設置為，所述滑動槽包括橫槽以及與橫槽連通的豎槽；所述調節滑塊包括滑動部以及與滑動部連接的支撐部；所述滑動部用于在橫槽中滑動；所述橫槽的寬度大于豎槽的寬度；所述滑動部的寬度大于支撐部的寬度。

本發明進一步設置為，所述支撐部的兩側均設有支撐軸；所述彈簧套設于支撐軸上。

本發明進一步設置為，所述滑動槽、容置槽以及調節滑塊的數量均為四個；四個容置槽等間距設于電機連接板的四周。