[發明專利]欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人

有效

• 申請號: 202110029031.X
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112356014B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發明（設計）人: 程龍;侯增廣;譚民;李厚成;曹然
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;A61H1/02
• 代理公司: 北京市恒有知識產權代理事務所(普通合伙) 11576
• 代理人: 郭文浩;尹文會

1.一種欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，包括依次鉸接的掌指單元、近節單元、中節單元和遠節單元，其特征在于，還包括聯動機構；所述聯動機構包括依次鉸接的第一連桿、第二連桿、第三連桿、第四連桿、第五連桿、第六連桿，通過更換所述第一連桿、所述第二連桿、所述第三連桿、所述第四連桿、所述第五連桿、所述第六連桿長度，能夠實現對手指各關節活動角度的調節；所述第一連桿背離所述第二連桿的一端裝設于所述掌指單元，所述第二連桿與所述第三連桿的鉸接端通過第一支撐座裝設于所述近節單元，所述第四連桿與所述第五連桿的鉸接端通過第二支撐座裝設于所述中節單元，所述第六連桿背離所述第五連桿的一端裝設于所述遠節單元；所述第二連桿與所述第三連桿在靠近彼此的端部分別設置有齒輪，所述第二連桿的齒輪與所述第三連桿的齒輪嚙合，所述第四連桿與所述第五連桿在靠近彼此的端部分別設置有齒輪，所述第四連桿的齒輪與所述第五連桿的齒輪嚙合；所述第一支撐座通過扭彈性連接件可轉動地裝設于所述近節單元，所述第二支撐座通過扭彈性連接件可轉動地裝設于所述中節單元，所述第一支撐座的轉動方向、所述第二支撐座的轉動方向與手指的彎曲方向一致；所述第一連桿背離所述第二連桿的一端與動力裝置的輸出軸連接，所述動力裝置通過驅動所述第一連桿轉動以驅動所述機器人做屈曲運動或伸展運動。

2.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，通過調整所述第二連桿的齒輪與所述第三連桿的齒輪齒數比能夠調節近端指間關節的轉動角度。

3.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，通過調整所述第四連桿的齒輪與所述第五連桿的齒輪齒數比能夠調節遠端指間關節的轉動角度。

4.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述第一支撐座和所述第二支撐座結構相同，所述第一支撐座包括第一固定部和第二固定部，所述第一固定部和所述第二固定部分別用于固定兩個相互嚙合的齒輪，以使兩個相互嚙合的齒輪能夠分別繞自身軸線旋轉。

5.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述動力裝置固定于所述掌指單元，所述動力裝置的輸出軸沿手指的屈曲方向設置，所述動力裝置的輸出軸通過錐齒輪組件與所述第一連桿連接。

6.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述第一連桿背離所述動力裝置的一端設置有球座軸承，所述第二連桿背離所述第三連桿的一端為U型端，所述第二連桿U型端的兩個固定部分別與所述球座軸承的兩個側面鉸接。

7.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述第二連桿的齒輪與所述第三連桿的齒輪齒數比為1:1。

8.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述第四連桿的齒輪與所述第五連桿的齒輪齒數比為0.7:1。

9.根據權利要求1所述的欠驅動耦合自適應手部外骨骼機器人，其特征在于，所述扭彈性連接件為雙扭簧或燕尾夾。