一种基于钢丝传动变速比关节的下肢助力外骨骼机器人.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CN106826761A(43)申请公布日2017.06.13(21)申请号201710047406.9(22)申请日2017.01.22(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人朱延河马舜张宗伟赵杰(74)专利代理机构哈尔滨市松花江专利商标事务所23109代理人迟芳(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J9/10(2006.01)B25J9/12(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图7页(54)发明名称一种基于钢丝传动变速比关节的下肢助力外骨骼机器人(57)摘要一种基于钢丝传动变速比关节的下肢助力外骨骼机器人，它涉及一种下肢助力外骨骼机器人。本发明的背部与腰部上下设置，腰部上的腰部捆绑连接件与背部上的背部支撑件连接，髋关节轴的上端与腰部上的腰髋连接件铰接，髋关节轴的下端设置在髋关节上的主动轴凸轮与从动轴凸轮之间，且通过连接元件将主动轴凸轮和从动轴凸轮与髋关节轴连接，髋关节上的电机轴承座固装在大腿上，膝关节上的电机轴承座固装在大腿上，小腿连接件的上端设置在膝关节上的主动轴凸轮与从动轴凸轮之间，且通过连接元件将主动轴凸轮和从动轴凸轮与小腿连接件连接，小腿连接件的下端与小腿连接，小腿的下端通过踝关节与脚部铰接。本发明用于军用负重。CN106826761ACN106826761A权利要求书1/2页1.一种基于钢丝传动变速比关节的下肢助力外骨骼机器人，其特征在于：所述机器人包括背部(A)、腰部(B)、两个髋关节(C)、两个膝关节(D)、两个髋关节轴(I)、两个大腿(E)、两个小腿连接件(J)、两个小腿(F)、两个踝关节(G)和两个脚部(H)；每个膝关节(D)包括电机轴系(D1)和传动机构(D2)；电机轴系(D1)包括减速电机(D1-1)、轴承(D1-2)、轴承挡板(D1-3)和电机轴承座(D1-4)，减速电机(D1-1)固定在电机轴承座(D1-4)上，轴承挡板(D1-3)将轴承(D1-2)紧固在电机轴承座(D1-4)内；传动机构(D2)包括主动轴(D2-1)、从动轴(D2-2)、钢丝绳(D2-3)、主动轴凸轮(D2-4)、从动轴凸轮(D2-5)、关节轴(D2-6)、主动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-7)、从动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-8)、主动轴轴承(D2-9)和从动轴轴承(D2-10)，主动轴(D2-1)与从动轴(D2-2)平行设置在关节轴(D2-6)上，且主动轴(D2-1)通过主动轴轴承(D2-9)与关节轴(D2-6)连接，从动轴(D2-2)通过从动轴轴承(D2-10)与关节轴(D2-6)连接，主动轴(D2-1)和从动轴(D2-2)的轴线均与膝盖轴(D2-6)的轴线垂直设置，从动轴凸轮(D2-5)设置在主动轴(D2-1)与从动轴(D2-2)之间，且从动轴凸轮(D2-5)通过轴承安装在关节轴(D2-6)上，主动轴凸轮(D2-4)设置在主动轴(D2-1)的外侧，且主动轴凸轮(D2-4)通过轴承安装在关节轴(D2-6)上，主动轴凸轮(D2-4)朝向主动轴(D2-1)一侧的侧面上设有主凸轮外缘(D2-4-1)，从动轴凸轮(D2-5)朝向从动轴(D2-2)一侧的侧面上设有副凸轮外缘(D2-5-1)，主动轴(D2-1)的上方设有主动轴走线槽(D2-1-1)，主动轴走线槽(D2-1-1)的下端设有径向通孔(D2-1-2)，从动轴(D2-2)的上方设有从动轴走线槽(D2-2-1)，从动轴(D2-2)的轴心设有轴心孔(D2-2-2)，从动轴走线槽(D2-2-1)的上端设有上通孔(D2-2-3)，从动轴走线槽(D2-2-1)的下端设有下通孔(D2-2-4)，上通孔(D2-2-3)和下通孔(D2-2-4)均与轴心孔(D2-2-3)相通，主动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-7)固装在主动轴凸轮(D2-4)的上端，从动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-8)固装在从动轴凸轮(D2-5)的下端，钢丝绳(D2-3)的一端与主动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-7)固连，钢丝绳(D2-3)的另一端沿主凸轮外缘(D2-4-1)表面绕在主动轴凸轮(D2-4)上，绕至主动轴(D2-1)位置处再沿主动轴(D2-1)的外径表面螺旋向上缠绕至径向通孔(D2-1-2)处并从径向通孔(D2-1-2)穿过再沿主动轴走线槽(D2-1-1)缠绕2～4圈后再绕到从动轴(D2-2)的从动轴走线槽(D2-2-1)上，在从动轴走线槽(D2-2-1)中缠绕2～4圈后经上通孔(D2-2-3)、轴心孔(D2-2-2)由下通孔(D2-2-4)穿出后再沿从动轴凸轮(D2-5)的副凸轮外缘(D2-5-1)表面绕在从动轴凸轮(D2-5)上后与从动轴凸轮钢丝绳固定块(D2-8)固