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CN105252522B - 一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人 - Google Patents

一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人 Download PDF

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CN105252522B
CN105252522B CN201510811638.8A CN201510811638A CN105252522B CN 105252522 B CN105252522 B CN 105252522B CN 201510811638 A CN201510811638 A CN 201510811638A CN 105252522 B CN105252522 B CN 105252522B
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shoulder
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elbow
wheel
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CN201510811638.8A
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高永生
肖飞云
朱延河
王胜新
赵杰
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Harbin Institute of Technology Shenzhen
Original Assignee
Harbin Institute of Technology Shenzhen
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006Exoskeletons, i.e. resembling a human figure

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,本发明涉及一种用于穿戴的机器人,本发明内容是为了解决上肢外骨骼机器人属于串联形式结构,存在刚度低、负重能力差等问题,导致其不能安全可靠地用于体弱人群生活辅助,腕关节机构包括腕关节驱动定轮、人体手掌固定件、腕关节动轮连接件、腕关节行星轮、腕关节驱动杆、腕关节驱动杆动力输入轮、外骨骼前臂、‘L’形连接件和腕关节钢丝绳,肘关节机构包括肘关节行星轮、肘关节行星轮支撑架、第一肘关节驱动定轮、第二肘关节驱动定轮、肘关节连接上臂架、‘U’形框体和肘关节钢丝绳,肩关节机构包括肩关节行星轮、肩关节驱动定轮、外骨骼支撑件、千斤顶组件、肩关节驱动定轮连接板、肩关节驱动件、外骨骼上臂、肩关节钢丝绳和外骨骼上臂连接轴,本发明用于机器人操作领域。

Description

一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人
技术领域
本发明涉及一种用于穿戴的机器人,具体涉及一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人。
背景技术
目前,很多国家面临人口老龄化问题,比如中国、日本、意大利。伴随着现今生活节奏的加快,老年人出现各种运动功能障碍的几率也逐年增加。与此同时,身体机能损伤或者残疾的人群也面临着运动功能障碍问题。上肢运动功能辅助以及上肢运动功能康复训练对体弱人群有着至关重要的作用。上肢外骨骼能够较好地辅助体弱人群,目前上肢外骨骼机器人属于串联形式结构,存在刚度低、负重能力差等问题,导致其不能安全可靠地用于体弱人群生活辅助,因此需要一种能解决此类问题的机器人。
发明内容
本发明内容是为了解决上肢外骨骼机器人属于串联形式结构,存在刚度低、负重能力差等问题,导致其不能安全可靠地用于体弱人群生活辅助,进而提供一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人。
本发明为解决上述问题而采用的技术方案是:
一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,它包括腕关节机构、肘关节机构、肩关节机构和背板,腕关节机构包括腕关节驱动定轮、人体手掌固定件、腕关节动轮连接件、腕关节行星轮、腕关节驱动杆、腕关节驱动杆动力输入轮、外骨骼前臂、‘L’形连接件和两个腕关节钢丝绳,肘关节机构包括肘关节行星轮、肘关节行星轮支撑架、第一肘关节驱动定轮、第二肘关节驱动定轮、肘关节连接上臂架、‘U’形框体和四个肘关节钢丝绳,肩关节机构包括肩关节行星轮、肩关节驱动定轮、外骨骼支撑件、千斤顶组件、肩关节驱动定轮连接板、肩关节驱动件、两个外骨骼上臂、两个肩关节钢丝绳和两个外骨骼上臂连接轴;
腕关节驱动定轮和腕关节行星轮均为圆盘体,腕关节驱动定轮上加工有两个台肩,腕关节行星轮上加工有凹槽和两个台肩,腕关节驱动杆为‘L’形板件,人体手掌固定件固定安装在腕关节动轮连接件的一端,腕关节动轮连接件的另一端通过销轴固定安装在腕关节行星轮的中部,腕关节驱动杆的一端通过销轴转动连接安装在腕关节行星轮的中部,腕关节驱动杆的另一端通过固定轴与腕关节驱动杆动力输入轮固定连接,腕关节驱动杆动力输入轮通过固定轴与外骨骼前臂转动连接,腕关节驱动定轮靠近腕关节行星轮设置,腕关节驱动定轮通过销轴与外骨骼前臂转动连接,腕关节驱动定轮和腕关节行星轮均与‘L’形连接件转动连接,两个腕关节钢丝绳均设置在腕关节驱动定轮和腕关节行星轮上,每个腕关节钢丝绳的一端均固定安装在腕关节驱动定轮的一个台肩上,每个腕关节钢丝绳的另一端绕过腕关节驱动定轮的一个台肩和腕关节行星轮的一个台肩并固定安装在腕关节行星轮台肩上,
肘关节行星轮、第一肘关节驱动定轮和第二肘关节驱动定轮均为圆盘体,肘关节行星轮上加工有凹槽和四个台肩,第一肘关节驱动定轮上加工有四个台肩,第二肘关节驱动定轮上加工有四个台肩,外骨骼前臂固定安装在肘关节行星轮支撑架上,肘关节行星轮支撑架固定安装在肘关节行星轮上,四个肘关节钢丝绳设置在肘关节行星轮上,第一肘关节驱动定轮和第二肘关节驱动定轮靠近肘关节行星轮设置,肘关节行星轮、第一肘关节驱动定轮和第二肘关节驱动定轮均通过销轴与‘U’形框体转动连接,且第一肘关节驱动定轮和第二肘关节驱动定轮转动连接设置在肘关节连接上臂架上,肘关节行星轮设置在第一肘关节驱动定轮和第二肘关节驱动定轮之间,肘关节行星轮的每个台肩上设有一个肘关节钢丝绳,每个肘关节钢丝绳的一端均固定安装在肘关节行星轮的台肩上,四个肘关节钢丝绳中两个肘关节钢丝绳的另一端设置在第一肘关节驱动定轮上,且每个肘关节钢丝绳的另一端绕过肘关节行星轮的台肩和第一肘关节驱动定轮上的台肩并固定安装在第一肘关节驱动定轮的台肩上,四个肘关节钢丝绳中另外两个肘关节钢丝绳的另一端设置在第二肘关节驱动定轮上,且每个肘关节钢丝绳的另一端绕过肘关节行星轮的台肩和第二肘关节驱动定轮上的台肩并固定安装在第二肘关节驱动定轮的台肩上,
肩关节行星轮为圆盘体,肩关节驱动定轮和肩关节驱动件为环形体,肩关节驱动定轮的外圆面上加工有凹槽和两个台肩,肩关节驱动件的外圆面上加工有凹槽,肩关节行星轮上分别加工有两个台肩,每个外骨骼上臂分别安装有一个外骨骼上臂连接轴,两个外骨骼上臂均固定安装在肘关节连接上臂架上,每个外骨骼上臂连接轴均设置在肩关节驱动件上,外骨骼上臂连接轴与肩关节驱动件转动连接,肩关节行星轮固定安装在一个外骨骼上臂上,肩关节行星轮靠近肩关节驱动定轮设置,肩关节行星轮上设有两个肩关节钢丝绳,每个肩关节钢丝绳的一端分别固定安装在肩关节行星轮上的一个台肩上,每个肩关节钢丝绳的另一端分别绕过肩关节行星轮的台肩和肩关节驱动定轮的台肩并固定安装在肩关节驱动定轮的台肩上,肩关节驱动定轮和肩关节驱动件均嵌装在外骨骼支撑件,外骨骼支撑件安装在肩关节驱动定轮连接板上,肩关节驱动定轮连接板通过千斤顶组件安装在背板上。
本发明的有益效果是:
1、本发明可穿戴式上肢外骨骼机器人通过带动人体上臂,前臂和手掌运动而辅助病人生活,并可用于病人上肢康复训练。
2、本发明是一种类并联机构,每个自由度运动由两个部件支撑和驱动,所以,相对于现有的串联式上肢外骨骼,其刚度高,承载能力强。
3、本发明采用钢丝绳传动,钢丝绳传动噪声低,精度高,传动平稳。
4、发明具备关节中心调整机构,可根据不同个体而更改外骨骼尺寸,使用范围广。
5、本发明可广泛用于老人、残疾人生活辅助与康复训练。
附图说明
图1是本发明整体结构主视图,(本结构中未安装腕关节钢丝绳23、肘关节钢丝绳24和肩关节钢丝绳25),图2是本发明整体结构示意图,(本结构中未安装腕关节钢丝绳23、肘关节钢丝绳24和肩关节钢丝绳25),图3是腕关节机构的主视图,(本图中未安装腕关节钢丝绳23),图4是腕关节机构的结构示意图,图5是肘关节机构的主视图,(本图中未安装肘关节钢丝绳24),图6是肘关节机构的的结构示意图,图7是肩关节机构的结构示意图,图8是肩关节机构的主视图,(本图中未安装肩关节钢丝绳25),图9是图8中A-A向视图,图10是图9中I处放大图。
具体实施方式
具体实施方式一:结合图1-图10说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,它包括腕关节机构、肘关节机构、肩关节机构和背板22,腕关节机构包括腕关节驱动定轮1、人体手掌固定件2、腕关节动轮连接件3、腕关节行星轮4、腕关节驱动杆5、腕关节驱动杆动力输入轮6、外骨骼前臂7、‘L’形连接件27和两个腕关节钢丝绳23,肘关节机构包括肘关节行星轮8、肘关节行星轮支撑架9、第一肘关节驱动定轮10、第二肘关节驱动定轮11、肘关节连接上臂架12、‘U’形框体26和四个肘关节钢丝绳24,肩关节机构包括肩关节行星轮13、肩关节驱动定轮16、外骨骼支撑件17、千斤顶组件、肩关节驱动定轮连接板29、肩关节驱动件14、两个外骨骼上臂15、两个肩关节钢丝绳25和两个外骨骼上臂连接轴28;
腕关节驱动定轮1和腕关节行星轮4均为圆盘体,腕关节驱动定轮1上加工有两个台肩,腕关节行星轮4上加工有凹槽和两个台肩,腕关节驱动杆5为‘L’形板件,人体手掌固定件2固定安装在腕关节动轮连接件3的一端,腕关节动轮连接件3的另一端通过销轴固定安装在腕关节行星轮4的中部,腕关节驱动杆5的一端通过销轴转动连接安装在腕关节行星轮4的中部,腕关节驱动杆5的另一端通过固定轴与腕关节驱动杆动力输入轮6固定连接,腕关节驱动杆动力输入轮6通过固定轴与外骨骼前臂7转动连接,腕关节驱动定轮1靠近腕关节行星轮4设置,腕关节驱动定轮1通过销轴与外骨骼前臂7转动连接,腕关节驱动定轮1和腕关节行星轮4均与‘L’形连接件27转动连接,两个腕关节钢丝绳23均设置在腕关节驱动定轮1和腕关节行星轮4上,每个腕关节钢丝绳23的一端均固定安装在腕关节驱动定轮1的一个台肩上,每个腕关节钢丝绳23的另一端绕过腕关节驱动定轮1的一个台肩和腕关节行星轮4的一个台肩并固定安装在腕关节行星轮4台肩上,且两个腕关节钢丝绳23呈反向缠绕在腕关节驱动定轮1和腕关节行星轮4上,
肘关节行星轮8、第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11均为圆盘体,肘关节行星轮8上加工有凹槽和四个台肩,第一肘关节驱动定轮10上加工有四个台肩,第二肘关节驱动定轮11上加工有四个台肩,外骨骼前臂7固定安装在肘关节行星轮支撑架9上,肘关节行星轮支撑架9固定安装在肘关节行星轮8上,四个肘关节钢丝绳24设置在肘关节行星轮8上,第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11靠近肘关节行星轮8设置,肘关节行星轮8、第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11均通过销轴与‘U’形框体26转动连接,且第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11转动连接设置在肘关节连接上臂架12上,肘关节行星轮8设置在第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11之间,肘关节行星轮8的每个台肩上设有一个肘关节钢丝绳24,每个肘关节钢丝绳24的一端均固定安装在肘关节行星轮8的台肩上,四个肘关节钢丝绳24中两个肘关节钢丝绳24的另一端设置在第一肘关节驱动定轮10上,且每个肘关节钢丝绳24的另一端绕过肘关节行星轮8的台肩和第一肘关节驱动定轮10上的台肩并固定安装在第一肘关节驱动定轮10的台肩上,四个肘关节钢丝绳24中另外两个肘关节钢丝绳24的另一端设置在第二肘关节驱动定轮11上,且每个肘关节钢丝绳24的另一端绕过肘关节行星轮8的台肩和第二肘关节驱动定轮11上的台肩并固定安装在第二肘关节驱动定轮11的台肩上,且两个肘关节钢丝绳24呈反向缠绕在第一肘关节驱动定轮10和肘关节行星轮8上,且另外两个肘关节钢丝绳24呈反向缠绕在第二肘关节驱动定轮11和肘关节行星轮8上,
肩关节行星轮13为圆盘体,肩关节驱动定轮16和肩关节驱动件14为环形体,肩关节驱动定轮16的外圆面上加工有凹槽和两个台肩,肩关节驱动件14的外圆面上加工有凹槽,肩关节行星轮13上分别加工有两个台肩,每个外骨骼上臂15分别安装有一个外骨骼上臂连接轴28,两个外骨骼上臂15均固定安装在肘关节连接上臂架12上,每个外骨骼上臂连接轴28均设置在肩关节驱动件14上,外骨骼上臂连接轴28与肩关节驱动件14转动连接,肩关节行星轮13固定安装在一个外骨骼上臂15上,肩关节行星轮13靠近肩关节驱动定轮16设置,肩关节行星轮13上设有两个肩关节钢丝绳25,每个肩关节钢丝绳25的一端分别固定安装在肩关节行星轮13上的一个台肩上,每个肩关节钢丝绳25的另一端分别绕过肩关节行星轮13的台肩和肩关节驱动定轮16的台肩并固定安装在肩关节驱动定轮16的台肩上,肩关节驱动定轮16和肩关节驱动件14均嵌装在外骨骼支撑件17,且两个肩关节钢丝绳25呈反向缠绕在肩关节驱动定轮16和肩关节行星轮13上,外骨骼支撑件17安装在肩关节驱动定轮连接板29上,肩关节驱动定轮连接板29通过千斤顶组件安装在背板22上。
本实施方式中通过外部电机转动带动手掌固定件2可以进行两个自由度的转动,通过外部电机带动手掌固定件2转动对应人体的腕关节进行屈伸运动和外展内收运动,通过外部电机带动第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11分别转动,带动肘关节行星轮8进行公转和自动转动,所以带动肘关节行星轮8进行运动对应人体肘关节的屈伸运动和肘关节的外旋和内旋运动,通过外部电机分别带动肩关节驱动定轮16和肩关节驱动件14转动带动肩关节行星轮13进行公转和自转运动,通过肩关节行星轮13转动对应人体肩关节的屈伸运动和肩关节的外展及内收运动,进而达到对上肢外骨骼的六个自由度运动。
具体实施方式二:结合图1-图2说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,所述千斤顶组件包括剪刀式千斤顶上平台18、剪刀式千斤顶调节件19、剪刀式千斤顶支撑杆件20和剪刀式千斤顶下平台21,所述肩关节驱动定轮连接板29为‘Z’形板,剪刀式千斤顶上平台18固定安装在肩关节驱动定轮连接板29顶板的下端面上,剪刀式千斤顶下平台21设置在剪刀式千斤顶上平台18的下方,剪刀式千斤顶下平台21和剪刀式千斤顶上平台18通过剪刀式千斤顶支撑杆件20连接,剪刀式千斤顶调节件19设置在剪刀式千斤顶支撑杆件20上,剪刀式千斤顶下平台21固定安装在背板22上,其它与具体实施方式一相同。
本实施方式中剪刀式千斤顶调节件19用于调节上肢外骨骼肩关节中心的上下位置;剪刀式千斤顶上平台18和外骨骼支撑件17之间的相对运动用于调节上肢外骨骼肩关节中心的左右位置;剪刀式千斤顶下平台21和背板22之间的相对运动用于调节上肢外骨骼肩关节中心的前后位置。
具体实施方式三:结合图9和图10说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,所述肩关节驱动定轮连接板29底板的上端面上加工有两个凹槽,所述肩关节驱动定轮16的内环面加工有环形凹槽,肩关节驱动件14的内环面加工有环形凹槽,其它与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四:结合图9和图10说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,它还包括多个钢珠30,关节驱动定轮16的环形凹槽与肩关节驱动定轮连接板29的一个凹槽对应设置,肩关节驱动件14的环形凹槽与肩关节驱动定轮连接板29的另一个凹槽对应设置,多个钢珠30分别安装在肩关节驱动定轮连接板29底板的上端面上的两个凹槽内,其它与具体实施方式三相同。
具体实施方式五:结合图1-图2说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,所述肩关节机构还包括两个连接耳板,两个连接耳板分别相对固定安装在肩关节驱动件14的同一侧面上,且每个外骨骼上臂连接轴28和肩关节驱动件14通过连接耳板连接,每个连接耳板和外骨骼上臂连接轴28之间设有轴承,每个连接耳板和外骨骼上臂连接轴28通过轴承转动连接,其它与具体实施方式一相同。
具体实施方式六:结合图1-图10说明本实施方式,本实施方式所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,所述腕关节驱动定轮1的中心线和腕关节行星轮4的中心线垂直设置,第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11同轴设置,且第一肘关节驱动定轮10的中心线与肘关节行星轮8的中心线互相垂直,肩关节驱动件14和肩关节驱动定轮16同轴设置,且肩关节驱动件14的中心线与肩关节行星轮13的中心线垂直设置,其它与具体实施方式五相同。
工作原理
工作时可将两组腕关节机构、肘关节机构和肩关节机构对称设置安装在背板22上进行工作,也可通过本发明单独工作,将背板部分与人体背部贴合,本发明外部设有多个电机,多个外部电机分别通过传送带与腕关节驱动定轮1连通、与腕关节驱动杆动力输入轮6连通、与第一肘关节驱动定轮10连通、与第二肘关节驱动定轮11连通,与肩关节驱动定轮16连通、以及与肩关节驱动件14连通,外部电机带动腕关节驱动杆动力输入轮6转动进而带动腕关节动轮连接件3、腕关节行星轮4、腕关节驱动杆5同时绕腕关节驱动杆动力输入轮6的中心转动。腕关节行星轮4绕腕关节驱动杆动力输入轮6的中心转动的同时也绕自身中心转动,外部电机带动腕关节驱动定轮1转动通过腕关节钢丝绳23带动腕关节行星轮4绕自身中心转动,调整腕关节行星轮4绕腕关节驱动杆动力输入伦6的中心转动和绕自身中心转动两个方向的角速度大小和方向。外部电机分别带动第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11转动,通过肘关节钢丝绳24带动肘关节行星轮8运动,肘关节行星轮8绕第一肘关节驱动定轮10中心进行转动并绕肘关节行星轮8的中心转动,通过改变第一肘关节驱动定轮10和第二肘关节驱动定轮11的具体角速度方向和大小而改变肘关节行星轮8绕第一肘关节驱动定轮10中心和绕肘关节行星轮8自身中心转动两个方向的角速度大小与方向,外部电机带动肩关节驱动件14转动从而带动肩关节行星轮13绕外骨骼支撑件17中心转动的同时也绕着自身中心转动。外部电机带动肩关节驱动定轮16转动并通过肩关节钢丝绳25带动肩关节行星轮13绕肩关节行星轮13中心转动,调整肩关节行星轮13绕外骨骼支撑件17中心转动和绕自身转动两个方向的角速度大小和方向,进而完成对上肢外骨骼的六个自由度运动,达到本发明工作的目的。

Claims (5)

1.一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,其特征在于:它包括腕关节机构、肘关节机构、肩关节机构和背板(22),腕关节机构包括腕关节驱动定轮(1)、人体手掌固定件(2)、腕关节动轮连接件(3)、腕关节行星轮(4)、腕关节驱动杆(5)、腕关节驱动杆动力输入轮(6)、外骨骼前臂(7)、‘L’形连接件(27)和两个腕关节钢丝绳(23),肘关节机构包括肘关节行星轮(8)、肘关节行星轮支撑架(9)、第一肘关节驱动定轮(10)、第二肘关节驱动定轮(11)、肘关节连接上臂架(12)、‘U’形框体(26)和四个肘关节钢丝绳(24),肩关节机构包括肩关节行星轮(13)、肩关节驱动定轮(16)、外骨骼支撑件(17)、千斤顶组件、肩关节驱动定轮连接板(29)、肩关节驱动件(14)、两个外骨骼上臂(15)、两个肩关节钢丝绳(25)和两个外骨骼上臂连接轴(28);
腕关节驱动定轮(1)和腕关节行星轮(4)均为圆盘体,腕关节驱动定轮(1)上加工有两个台肩,腕关节行星轮(4)上加工有凹槽和两个台肩,腕关节驱动杆(5)为‘L’形板件,人体手掌固定件(2)固定安装在腕关节动轮连接件(3)的一端,腕关节动轮连接件(3)的另一端通过销轴固定安装在腕关节行星轮(4)的中部,腕关节驱动杆(5)的一端通过销轴转动连接安装在腕关节行星轮(4)的中部,腕关节驱动杆(5)的另一端通过固定轴与腕关节驱动杆动力输入轮(6)固定连接,腕关节驱动杆动力输入轮(6)通过固定轴与外骨骼前臂(7)转动连接,腕关节驱动定轮(1)靠近腕关节行星轮(4)设置,腕关节驱动定轮(1)通过销轴与外骨骼前臂(7)转动连接,腕关节驱动定轮(1)和腕关节行星轮(4)均与‘L’形连接件(27)转动连接,两个腕关节钢丝绳(23)均设置在腕关节驱动定轮(1)和腕关节行星轮(4)上,每个腕关节钢丝绳(23)的一端均固定安装在腕关节驱动定轮(1)的一个台肩上,每个腕关节钢丝绳(23)的另一端绕过腕关节驱动定轮(1)的一个台肩和腕关节行星轮(4)的一个台肩并固定安装在腕关节行星轮(4)台肩上,
肘关节行星轮(8)、第一肘关节驱动定轮(10)和第二肘关节驱动定轮(11)均为圆盘体,肘关节行星轮(8)上加工有凹槽和四个台肩,第一肘关节驱动定轮(10)上加工有四个台肩,第二肘关节驱动定轮(11)上加工有四个台肩,外骨骼前臂(7)固定安装在肘关节行星轮支撑架(9)上,肘关节行星轮支撑架(9)固定安装在肘关节行星轮(8)上,四个肘关节钢丝绳(24)设置在肘关节行星轮(8)上,第一肘关节驱动定轮(10)和第二肘关节驱动定轮(11)靠近肘关节行星轮(8)设置,肘关节行星轮(8)、第一肘关节驱动定轮(10)和第二肘关节驱动定轮(11)均通过销轴与‘U’形框体(26)转动连接,且第一肘关节驱动定轮(10)和第二肘关节驱动定轮(11)转动连接设置在肘关节连接上臂架(12)上,肘关节行星轮(8)设置在第一肘关节驱动定轮(10)和第二肘关节驱动定轮(11)之间,肘关节行星轮(8)的每个台肩上设有一个肘关节钢丝绳(24),每个肘关节钢丝绳(24)的一端均固定安装在肘关节行星轮(8)的台肩上,四个肘关节钢丝绳(24)中两个肘关节钢丝绳(24)的另一端设置在第一肘关节驱动定轮(10)上,且每个肘关节钢丝绳(24)的另一端绕过肘关节行星轮(8)的台肩和第一肘关节驱动定轮(10)上的台肩并固定安装在第一肘关节驱动定轮(10)的台肩上,四个肘关节钢丝绳(24)中另外两个肘关节钢丝绳(24)的另一端设置在第二肘关节驱动定轮(11)上,且每个肘关节钢丝绳(24)的另一端绕过肘关节行星轮(8)的台肩和第二肘关节驱动定轮(11)上的台肩并固定安装在第二肘关节驱动定轮(11)的台肩上,
肩关节行星轮(13)为圆盘体,肩关节驱动定轮(16)和肩关节驱动件(14)为环形体,肩关节驱动定轮(16)的外圆面上加工有凹槽和两个台肩,肩关节驱动件(14)的外圆面上加工有凹槽,肩关节行星轮(13)上分别加工有两个台肩,每个外骨骼上臂(15)分别安装有一个外骨骼上臂连接轴(28),两个外骨骼上臂(15)均固定安装在肘关节连接上臂架(12)上,每个外骨骼上臂连接轴(28)均设置在肩关节驱动件(14)上,外骨骼上臂连接轴(28)与肩关节驱动件(14)转动连接,肩关节行星轮(13)固定安装在一个外骨骼上臂(15)上,肩关节行星轮(13)靠近肩关节驱动定轮(16)设置,肩关节行星轮(13)上设有两个肩关节钢丝绳(25),每个肩关节钢丝绳(25)的一端分别固定安装在肩关节行星轮(13)上的一个台肩上,每个肩关节钢丝绳(25)的另一端分别绕过肩关节行星轮(13)的台肩和肩关节驱动定轮(16)的台肩并固定安装在肩关节驱动定轮(16)的台肩上,肩关节驱动定轮(16)和肩关节驱动件(14)均嵌装在外骨骼支撑件(17),外骨骼支撑件(17)安装在肩关节驱动定轮连接板(29)上,肩关节驱动定轮连接板(29)通过千斤顶组件安装在背板(22)上。
2.根据权利要求1所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,其特征在于:所述千斤顶组件包括剪刀式千斤顶上平台(18)、剪刀式千斤顶调节件(19)、剪刀式千斤顶支撑杆件(20)和剪刀式千斤顶下平台(21),所述肩关节驱动定轮连接板(29)为‘Z’形板,剪刀式千斤顶上平台(18)固定安装在肩关节驱动定轮连接板(29)顶板的下端面上,剪刀式千斤顶下平台(21)设置在剪刀式千斤顶上平台(18)的下方,剪刀式千斤顶下平台(21)和剪刀式千斤顶上平台(18)通过剪刀式千斤顶支撑杆件(20)连接,剪刀式千斤顶调节件(19)设置在剪刀式千斤顶支撑杆件(20)上,剪刀式千斤顶下平台(21)固定安装在背板(22)上。
3.根据权利要求1所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,其特征在于:所述肩关节驱动定轮连接板(29)底板的上端面上加工有两个凹槽,所述肩关节驱动定轮(16)的内环面加工有环形凹槽,肩关节驱动件(14)的内环面加工有环形凹槽。
4.根据权利要求3所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,其特征在于:它还包括多个钢珠(30),关节驱动定轮(16)的环形凹槽与肩关节驱动定轮连接板(29)的一个凹槽对应设置,肩关节驱动件(14)的环形凹槽与肩关节驱动定轮连接板(29)的另一个凹槽对应设置,多个钢珠(30)分别安装在肩关节驱动定轮连接板(29)底板的上端面上的两个凹槽内。
5.根据权利要求1所述一种用于穿戴的柔性传动上肢外骨骼机器人,其特征在于:所述肩关节机构还包括两个连接耳板,两个连接耳板分别相对固定安装在肩关节驱动件(14)的同一侧面上,且每个外骨骼上臂连接轴(28)和肩关节驱动件(14)通过连接耳板连接,每个连接耳板和外骨骼上臂连接轴(28)之间设有轴承,每个连接耳板和外骨骼上臂连接轴(28)通过轴承转动连接。
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