基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节.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CN112873174A(43)申请公布日2021.06.01(21)申请号202011394884.5(22)申请日2020.12.03(71)申请人中国科学院深圳先进技术研究院地址518055广东省深圳市南山区深圳大学城学苑大道1068号(72)发明人吴新宇李鹏飞徐克锋王大帅孙健铨季心宇傅睿卿刘王智懿(74)专利代理机构北京市诚辉律师事务所11430代理人朱伟军(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J17/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图4页(54)发明名称基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节(57)摘要本发明属于机器人技术领域，涉及一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节。一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，包括小腿连接件、交叉滚子轴承、线圈组件、大腿连接件和离合定位组件；小腿连接件和大腿连接件通过交叉滚子轴承连接，使膝关节能灵活地旋转，线圈组件固定设置在大腿连接件中，离合定位组件包括转轴滑台，转轴滑台穿过交叉滚子轴承、线圈组件、大腿连接件后与所述小腿连接件固定连接，通过对线圈组件通断电来使线圈组件与离合定位组件的齿圈啮合与分离，最终实现小腿连接件和大腿连接件锁紧和解锁。CN112873174ACN112873174A权利要求书1/2页1.一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：包括小腿连接件(1)、交叉滚子轴承(2)、线圈组件(3)、大腿连接件(4)和离合定位组件(5)；小腿连接件(1)和大腿连接件(4)通过交叉滚子轴承(2)连接，线圈组件(3)固定设置在大腿连接件(4)中，离合定位组件(5)包括转轴滑台(53)，转轴滑台(53)穿过交叉滚子轴承(2)、线圈组件(3)、大腿连接件(4)后与所述小腿连接件(1)固定连接，通过对线圈组件(3)通断电来使线圈组件(3)与离合定位组件(5)的齿圈啮合与分离，最终实现小腿连接件(1)和大腿连接件(4)锁紧和解锁。2.根据权利要求1所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述小腿连接件(1)上设有用于与外骨骼机器人的小腿进行固定的第一螺纹孔(11)、用于与离合定位组件(5)固定连接的第二沉头孔(13)、用于与交叉滚子轴承(2)固定的第一沉头孔(12)。3.根据权利要求2所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述交叉滚子轴承(2)，分别与小腿连接件(1)和大腿连接件(4)通过螺栓固定连接，使得小腿连接件(1)和大腿连接件(4)能高精度地旋转运动。4.根据权利要求3所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述线圈组件(3)包括线圈安装槽(31)、励磁线圈(32)和齿圈Ⅰ(33)；线圈安装槽(31)为柱状体，柱状体的中心设有第一圆槽(312)，其一端设有U型槽(318)，柱状体的端面设有第一通孔(311)，第一通孔(311)内依次装入滚珠(317)、弹簧(316)、顶丝(315)；励磁线圈(32)固定设置在U型槽(318)内，线圈安装槽(31)固定设置在齿圈Ⅰ(33)内；齿圈Ⅰ(33)的一个端面设有第一矩形导向齿(331)，另一个端面设有第一细牙梯形齿(333)。5.根据权利要求4所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述线圈安装槽(31)的侧面设有第二通孔(314)，齿圈Ⅰ(33)的侧面设有第三通孔(332)，第二通孔(314)与第三通孔(332)通过销轴固定连接。6.根据权利要求5所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述大腿连接件(4)上设有用于与交叉滚子轴承(2)固定的第二螺纹孔(41)，用于嵌入第一矩形导向齿(331)的凹槽(42)，用于与外骨骼机器人的大腿固定的第三螺纹孔(43)；用于装电线的第二过线孔(44)；大腿连接件通孔(41)与交叉滚子轴承通过螺栓连接，用于实现大腿连接件(4)的转动。7.根据权利要求6所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：所述大腿连接件(4)上设有大凹槽(46)，用于嵌入线圈组件(3)；大腿连接件(4)其侧面设有第四通孔(45)，用于通过销轴固定线圈组件(3)。8.根据权利要求7所述的一种基于电磁离合的外骨骼机器人膝关节，其特征在于：离合定位组件(5)包括衔铁(51)、齿圈Ⅱ(52)、和转轴滑台(53)；所述衔铁(51)为圆柱体，圆柱体中心设有第二圆槽(511)，圆柱体端面设有阶梯孔(512)；所述齿圈Ⅱ(52)的一端设有第二细牙梯形齿(521)，另一端设有第二矩形导向齿2CN112873174A权利要求书2/2页(523)；所述转轴滑台(53)包括圆柱凸台(532)，圆柱凸台(532)上设有与