一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112223258A(43)申请公布日2021.01.15(21)申请号202010952736.4(22)申请日2020.09.11(71)申请人中国船舶重工集团公司第七0七研究所地址300131天津市红桥区丁字沽一号路268号(72)发明人王喆高志宇李彬韩瑞雪(74)专利代理机构天津盛理知识产权代理有限公司12209代理人刘英梅(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J9/12(2006.01)B25J19/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图4页(54)发明名称一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构(57)摘要本发明涉及一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，包括基座、保护壳、电路板外罩、驱动电机、卷轴、电机固定板、卷轴支撑架、两个传动齿轮、控制电路板和开关；基座用于固定保护壳、电机固定板及卷轴支撑架；保护壳为驱动单元机构提供保护支撑，并在其上安装固定控制电路板；电路板外罩用于保护电路板；驱动电机为卷轴的转动提供动力；卷轴安装于电机固定板与卷轴支撑架之间，其上缠绕安装柔性驱动带，用于髋关节助力；两个传动齿轮用于驱动电机与卷轴之间的动力传递；电机固定板用于安装驱动电机及卷轴；卷轴支撑架用于支撑卷轴；控制电路板采集人体运动数据并处理，发出控制指令；开关用于控制驱动单元的启停。本机构设计科学合理。CN112223258ACN112223258A权利要求书1/1页1.一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：包括基座，在基座的上端固定安装有保护壳，在保护壳内设置有驱动电机和卷轴，所述驱动电机安装在电机固定板上，电机固定板的下端与基座固定连接，所述卷轴两端分别通过轴承支撑在电机固定板上和卷轴支撑架上，卷轴支撑架的下端与基座固定连接，驱动电机的动力输出端和卷轴的动力输入端分别安装有一传动齿轮，两传动齿轮相啮合，在卷轴上缠绕安装有柔性驱动带，柔性驱动带的内端与卷轴固定连接，柔性驱动带的外端穿经保护壳正前方侧壁上设置的驱动带走线孔，并与穿戴者大腿前侧连接；在保护壳的上端固定安装有电路板外罩，在电路板外罩内设置有控制电路板，所述控制电路板通过多个铜柱支撑于保护壳的顶部上方，并通过穿经铜柱的紧定螺钉与保护壳固定连接，所述电路板用于采集人体运动数据并处理，并发出控制指令，实现对驱动电机的启停控制；在保护壳的右侧安装有开关，用于控制驱动单元的启停；所述基座、电机固定板、卷轴支撑架由轻质合金材料制成；保护壳、电路板外罩由高强度工程塑料制成。2.根据权利要求1所述的用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：在保护壳的正前方侧壁外对应于驱动带走线孔的位置设置有驱动带限位板，驱动带限位板通过位于两端的螺钉固定在保护壳的正前方侧壁上，在驱动带限位板上设置有驱动带限位导槽。3.根据权利要求1所述的用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：所述基座为平板结构，材料选用7075铝合金，在基座上开有两个减重方孔。4.根据权利要求1所述的用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：所述保护壳的顶壁上制有4个用于安装电路板的螺纹孔和4个用于安装电路板外罩的螺纹孔；保护壳的右侧壁上方位置制有开关安装孔，在开关安装孔的下方制有两个圆形走线孔，用于为驱动单元供电及传感器信号传输；保护壳正前方侧壁上制有方孔，为柔性驱动带的走线孔；在保护壳的顶壁上还制有多个椭圆形散热孔和驱动电机与电路板之间的走线孔。5.根据权利要求1所述的用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：所述卷轴由驱动带安装缠绕段、位于驱动带安装缠绕段两侧的圆形挡板、分别位于两侧圆形挡板外侧的支撑轴段及位于一端支撑段外侧的传动齿轮安装段构成。6.根据权利要求1所述的用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构，其特征在于：所述电机固定板由立板和与立板的下端部连接的两个地脚构成，材料选用7075铝合金；在立板制有驱动电机安装孔和卷轴安装孔，在两个地脚上各设置有螺钉穿装孔，通过安装在两个螺钉穿装孔的螺钉，使电机与基座上端垂直固定连接。2CN112223258A说明书1/4页一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构技术领域[0001]本发明涉及单兵协同作业外骨骼系统技术领域，尤其涉及一种用于柔性外骨骼系统的驱动单元机构。背景技术[0002]随着现代科技的飞速发展，武器装备水平逐渐成为现代战争胜利的重要保证。作战部队规模小、作战消耗高成为现代战争的基本特征。由于单兵装备要求越来越高，单兵负荷也随之增大，过重的单兵负荷成为影响执行任务成败的重要因素。随着材料、能源动力、自动控制、环境感知、人工智能等方面的技术进步，能够提升单兵携行能力又不妨碍动作敏捷性的外骨骼系统受到广泛的关注。外骨骼系统是一种穿戴在单兵身体上