[發明專利]一種基于柔性凸輪機構的外骨骼膝關節驅動結構

有效

• 申請號: 202011486082.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112589829B
• 公開（公告）日: 2022-02-22
• 發明（設計）人: 魏巍;林西川;張海峰
• 申請（專利權）人: 邁寶智能科技（蘇州）有限公司
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/00
• 代理公司: 南京九致知識產權代理事務所(普通合伙) 32307
• 代理人: 嚴巧巧

1.一種基于柔性凸輪機構的外骨骼膝關節驅動結構，其特征在于：包括驅動機構、大腿桿(4)和膝關節仿真機構；

所述驅動機構包括電機(1)、拉繩編碼器和固定塊(3)，電機(1)安裝在電機架(2)上，拉繩編碼器安裝在編碼器盒體(10)內，編碼器盒體(10)固定在電機架(2)上；

所述固定塊(3)固定在大腿桿(4)中上部，電機架(2)固定在大腿桿(4)上、位于大腿桿(4)根部和固定塊(3)之間；在固定塊(3)上設置有兩個上導輪(3.1)，分別記為上導輪I和上導輪II；

所述膝關節仿真機構包括上連接塊(7)、下連接塊(9)和連接片(8)，上連接塊(7)與連接片(8)之間通過銷軸I(3.4)連接，下連接塊(9)與連接片(8)之間通過銷軸II(3.5)連接，在上連接塊(7)上設置有以銷軸I(3.4)為圓心的弧形齒面I(7.1)，在下連接塊(9)上設置有以銷軸II(3.5)為圓心的弧形齒面II(9.1)，弧形齒面I(7.1)和弧形齒面II(9.1)相嚙合；在上連接塊(7)上設置有兩個下導輪(3.2)，分別記為下導輪I和下導輪II，兩個下導輪(3.2)均位于銷軸I(3.4)遠離銷軸II(3.5)的一側；在下連接塊(9)上設置有固定軸(3.3)，固定軸(3.3)位于銷軸II(3.5)遠離銷軸I(3.4)的一側；

所述上連接塊(7)固定在大腿桿(4)的下端；

所述拉繩編碼器的拉繩(6)包括上拉繩(6.1)、彈性體(5)和下拉繩(6.2)三部分，上拉繩(6.1)的一端與拉繩編碼器內的出線輪(15)連接，上拉繩(6.1)的另一端依次繞經上導輪I和上導輪II后與彈性體(5)的一端連接，彈性體(5)的另一端與下拉繩(6.2)的一端連接，下拉繩(6.2)的另一端依次繞經下導輪II和下導輪I后與固定軸(3.3)連接，通過拉力傳感器檢測下拉繩(6.2)上承載的拉力。

2.根據權利要求1所述的基于柔性凸輪機構的外骨骼膝關節驅動結構，其特征在于：所述拉繩編碼器包括絕對編碼器(11)、磁珠(12)、磁珠座(13)、螺紋軸(14)、出線輪(15)、墊片(16)和螺母(17)，出線輪(15)、墊片(16)和螺母(17)均安裝在螺紋軸(14)上，出線輪(15)與螺紋軸(14)緊固連接，磁珠座(13)的側面與螺紋軸(14)的側面形成嚙合傳動機構，墊片(16)隔離開出線輪(15)和磁珠座(13)，螺母(17)與螺紋軸(14)緊固連接，通過螺母(17)壓緊磁珠座(13)和出線輪(15)；螺紋軸(14)與電機(1)的輸出軸連接，絕對編碼器(11)固定在編碼器盒體(10)內，絕對編碼器(11)將磁珠(12)覆罩在磁珠座(13)內，磁珠座(13)與編碼器盒體(10)通過扣合結構連接。

3.根據權利要求1所述的基于柔性凸輪機構的外骨骼膝關節驅動結構，其特征在于：所述上連接塊(7)固定在大腿桿(4)的下端，上連接塊(7)與大腿桿(4)之間形成小于180°大于140°的夾角。

4.根據權利要求1所述的基于柔性凸輪機構的外骨骼膝關節驅動結構，其特征在于：所述上導輪II和下導輪II之間的拉繩(6)處于張緊狀態，并與大腿桿(4)之間存在間隙。