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CN117565024B - 一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法 - Google Patents

一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法 Download PDF

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CN117565024B
CN117565024B CN202311819799.2A CN202311819799A CN117565024B CN 117565024 B CN117565024 B CN 117565024B CN 202311819799 A CN202311819799 A CN 202311819799A CN 117565024 B CN117565024 B CN 117565024B
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China
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江洋
张俊昕
王艳杰
鲁翔
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Zhejiang Tongsida Electric Technology Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Tongsida Electric Technology Co ltd
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  • Robotics (AREA)
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Abstract

本发明涉及外骨骼机器人技术领域,且公开了一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法,包括固定板,所述固定板的表面螺纹连接有螺杆,所述固定板的表面设置有支撑板,所述支撑板远离固定板的一端固定连接有定位块,所述支撑板的表面固定连接有电机,所述固定板的内壁转动连接有转杆,所述电机与转杆的表面分别固定连接有皮带轮。本发明电机输出端的皮带轮会通过皮带带动转杆表面的皮带轮转动,皮带轮便可以带动转杆在固定板的内壁处转动,转杆在转动时带动驱动部件开始工作,驱动部件可以呈现关节的运动,在支撑板的表面设置有稳定部件,稳定部件通过皮带的转动开始工作,从而对驱动部件进行挤压,并且提高驱动部件在工作时的稳定性。

Description

一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法
技术领域
本发明涉及外骨骼机器人技术领域,具体为一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法。
背景技术
外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术,是指套在人体外面的机器人,也称“可穿戴的机器人”,市面上的外骨骼主要分为两类,一种是针对特定关节性助力的人体增强类的外骨骼,这种外骨骼主要是用来增加人的力量,拓展能力上限;另一种则是康复类外骨骼,主要用于医疗康复领域,比如辅助瘫痪病人行走;
大多数外骨骼机器人驱动关节主要为电机皮带的连接形成关节驱动模组,而外骨骼机器人在承载着操作人员移动时,外骨骼机器人的关节处需要往复的弯曲,电机输出端的皮带容易因为时常的弯曲而脱落,导致关节驱动模组的驱动力受到影响。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法,以解决上述背景技术中提出的问题。
为解决上述技术问题,本发明是通过以下技术方案实现的:
本发明为一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法,包括固定板,所述固定板的表面螺纹连接有螺杆,所述固定板的表面设置有支撑板,所述支撑板远离固定板的一端固定连接有定位块,所述支撑板的表面固定连接有电机,所述固定板的内壁转动连接有转杆,所述电机与转杆的表面分别固定连接有皮带轮,所述皮带轮的内部传动连接有皮带,所述皮带的表面开设有啮合槽,所述定位块远离支撑板的一端开设有定位槽,所述支撑板的表面开设有圆孔,还包括:
驱动部件,所述驱动部件包括圆柱架,所述圆柱架的内壁与转杆的表面转动连接,所述圆柱架远离固定板的一端螺纹连接有固定螺杆,所述固定螺杆的表面插接有定位环,所述圆柱架位于支撑板靠近固定板的一端;
稳定部件,所述稳定部件包括定位筒,所述定位筒的表面与圆孔的内壁固定连接,所述定位筒的内壁转动连接有稳定杆,所述稳定杆远离定位筒的一端与固定板的表面转动连接;
挤压部件,所述挤压部件包括定位槽架,所述定位槽架的内壁与皮带的表面接触,所述定位槽架的内壁开设有通孔,所述通孔的内壁滑动连接有凹槽挤压块,所述凹槽挤压块的内壁固定连接有半圆架,所述半圆架的表面转动连接有橡胶带;
所述挤压部件的端部设置有扩张部件。
进一步地,所述支撑板通过螺杆螺纹连接在固定板的表面,所述转杆位于固定板的下表面,所述转杆远离固定板的一端贯穿支撑板且延伸至支撑板的外端,两个所述皮带轮通过皮带传动连接。
进一步地,所述驱动部件包括十字架,所述十字架的内壁与转杆的表面固定连接,所述十字架的端部固定连接有圆槽转动环,所述圆槽转动环的表面固定连接有啮合半圆架,所述啮合半圆架的底部固定连接有关节板;
所述固定螺杆远离圆柱架的一端贯穿支撑板且延伸至支撑板的外端,所述定位环与支撑板的表面接触。
进一步地,所述十字架位于圆柱架的内部中心处,所述十字架的端部与十字架的内壁转动连接,所述圆槽转动环的端部内壁与圆柱架的表面转动连接,所述关节板的底部延伸至固定板的底部外端。
进一步地,所述稳定部件包括半圆矩形架,所述半圆矩形架的内壁与稳定杆的表面固定连接,所述半圆矩形架的表面固定连接有啮合块;
所述稳定杆的表面固定连接有啮合齿轮,所述稳定杆的端部贯穿定位筒且延伸至定位筒的外端。
进一步地,所述半圆矩形架通过啮合块与啮合半圆架的表面相互啮合,所述啮合齿轮位于稳定杆远离固定板的一端,且位于支撑板远离固定板的一端,所述半圆矩形架位于支撑板靠近固定板的一端,所述啮合齿轮通过啮合槽与皮带相互啮合。
进一步地,所述挤压部件包括三角架,所述三角架的端部与凹槽挤压块的端部铰接,所述三角架的底部固定连接有弯板,所述弯板的底部固定连接有升降架,所述定位槽架的底部固定连接有垂架,所述垂架的底部与定位块的内壁固定连接,所述升降架的表面套接有转动筒,所述转动筒的表面铰接有推板,所述推板远离转动筒的一端铰接有凹槽架,所述凹槽架与转动筒通过弹板铰接;
所述凹槽架的表面铰接有弹性杆,所述弹性杆远离凹槽架的一端与定位槽的内壁铰接,所述定位块的表面固定连接有滑板,所述凹槽架的内壁与滑板的表面滑动连接。
进一步地,所述三角架设置在定位槽架的内部,所述三角架的底部中心为铰接设置,所述升降架的内壁与垂架的表面滑动连接,所述橡胶带远离凹槽挤压块的一端与皮带的表面接触,所述弯板的底部贯穿定位槽架且延伸至定位槽架的外端。
进一步地,所述扩张部件包括受力板,所述受力板的端部与凹槽架的顶部铰接,所述受力板远离凹槽架的一端固定连接有半圆板,所述稳定杆的表面固定连接有驱动环,所述驱动环的表面固定连接有弹力杆,所述弹力杆远离驱动环的一端固定连接有圆弧接触板;
所述受力板的顶部铰接有挤压弹片,所述挤压弹片远离受力板的一端与定位槽架的表面铰接,所述半圆板远离受力板的一端与圆弧接触板的表面接触,所述半圆板的底部与定位块的顶部接触。
进一步地,所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置的方法,所述方法,包括以下步骤:
S1:电机输出端的皮带轮会通过皮带带动转杆表面的皮带轮转动,皮带轮便可以带动转杆在固定板的内壁处转动,转杆在转动时带动驱动部件开始工作;
S2:转杆在转动时通过十字架带动圆槽转动环转动,十字架在圆柱架的内部转动,通过圆柱架提高十字架与圆槽转动环的工作稳定性;
S3:当皮带与皮带轮之间出现滑动时,啮合齿轮亦可以通过皮带的转动推动半圆矩形架转动,从而提高啮合半圆架在推动关节板运动时的稳定性;
S4:凹槽挤压块中的橡胶带会与皮带接触,从而对皮带进行挤压,提高皮带在工作时的扩张力度,定位槽架的内壁与皮带的表面接触,利用定位槽架对皮带进行限位。
本发明具有以下有益效果:
本发明支撑板的下表面与固定板的下表面之间具有一定的距离,将电机通电之后,电机输出端的皮带轮会通过皮带带动转杆表面的皮带轮转动,皮带轮便可以带动转杆在固定板的内壁处转动,转杆在转动时带动驱动部件开始工作,驱动部件可以呈现关节的运动,在支撑板的表面设置有稳定部件,稳定部件通过皮带的转动开始工作,从而对驱动部件进行挤压,并且提高驱动部件在工作时的稳定性,在定位块的表面设置有挤压部件,挤压部件开始工作时会对皮带进行挤压定位,提高皮带在工作时的张紧力度,避免皮带在工作时出现松动而导致脱落。
本发明圆柱架通过固定螺杆固定在支撑板的表现出,在固定螺杆的表面插接有定位环,利用定位环对固定螺杆进行挤压定位,避免固定螺杆在对圆柱架固定完成之后出现松动,转杆在转动时通过十字架带动圆槽转动环转动,十字架在圆柱架的内部转动,通过圆柱架提高十字架与圆槽转动环的工作稳定性,圆槽转动环在转动时通过啮合半圆架带动关节板工作,啮合半圆架通过圆槽转动环在圆柱架的表面转动时可以提高关节板在工作时的稳定性。
本发明皮带在转动时利用表面的啮合槽带动啮合齿轮转动,啮合齿轮在转动时通过稳定杆带动半圆矩形架转动,半圆矩形架在转动时通过啮合块转动,啮合块在转动时推动啮合半圆架转动,提高关节板工作时的稳定性,当皮带与皮带轮之间出现滑动时,啮合齿轮亦可以通过皮带的转动推动半圆矩形架转动,从而提高啮合半圆架在推动关节板运动时的稳定性。
本发明弹性杆利用弹性推动凹槽架在滑板的表面滑动,凹槽架在移动时通过推板推动升降架向上移动,升降架在垂架的表面移动,提高升降架在升降工作时的稳定性,升降架在升降时通过弯板推动三角架产生形变,三角架的端部在向外扩张时推动凹槽挤压块向定位槽架的外端移动,凹槽挤压块中的橡胶带会与皮带接触,从而对皮带进行挤压,提高皮带在工作时的扩张力度,定位槽架的内壁与皮带的表面接触,利用定位槽架对皮带进行限位,避免皮带在工作时与皮带轮出现脱落。
本发明稳定杆在转动时通过驱动环转动,驱动环在转动时利用弹力杆与圆弧接触板的连接对半圆板进行挤压,半圆板受到挤压后通过受力板推动定位槽架进行移动,从而提高定位槽架对三角架的挤压力度,当皮带出现松动时,弹力杆便会通过弹性推动圆弧接触板向外扩张,使得圆弧接触板可以随着皮带的松紧对半圆板进行挤压,进一步的提高皮带对驱动部件的驱动效率与驱动的稳定性。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明整体结构示意图;
图2为本发明固定板剖视结构示意图;
图3为本发明驱动部件整体结构示意图;
图4为本发明圆柱架剖视结构示意图;
图5为本发明稳定部件整体结构示意图;
图6为本发明半圆矩形架结构示意图;
图7为本发明挤压部件整体结构示意图;
图8为本发明挤压部件结构示意图;
图9为本发明扩张部件整体结构示意图;
图10为本发明流程结构示意图。
附图中,各标号所代表的部件列表如下:
图中:1、固定板;2、支撑板;3、定位块;4、螺杆;5、啮合槽;6、电机;7、皮带轮;8、皮带;9、转杆;10、驱动部件;11、稳定部件;12、挤压部件;13、扩张部件;14、定位槽;15、圆孔;20、啮合半圆架;21、关节板;22、固定螺杆;23、定位环;24、圆柱架;25、十字架;26、圆槽转动环;30、定位筒;31、啮合齿轮;32、稳定杆;33、半圆矩形架;34、啮合块;40、定位槽架;41、通孔;42、凹槽挤压块;43、三角架;44、半圆架;45、橡胶带;46、弯板;47、转动筒;48、升降架;49、推板;50、滑板;51、垂架;52、弹板;53、凹槽架;54、弹性杆;60、受力板;61、挤压弹片;62、驱动环;63、圆弧接触板;64、弹力杆;65、半圆板。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图10所示,本发明为一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置及方法,包括固定板1,固定板1的表面螺纹连接有螺杆4,固定板1的表面设置有支撑板2,支撑板2远离固定板1的一端固定连接有定位块3,支撑板2的表面固定连接有电机6,固定板1的内壁转动连接有转杆9,电机6与转杆9的表面分别固定连接有皮带轮7,本发明支撑板2的下表面与固定板1的下表面之间具有一定的距离,将电机6通电之后,电机6输出端的皮带轮7会通过皮带8带动转杆9表面的皮带轮7转动,皮带轮7便可以带动转杆9在固定板1的内壁处转动,转杆9在转动时带动驱动部件10开始工作,驱动部件10可以呈现关节的运动,在支撑板2的表面设置有稳定部件11,稳定部件11通过皮带8的转动开始工作,从而对驱动部件10进行挤压,并且提高驱动部件10在工作时的稳定性,在定位块3的表面设置有挤压部件12,挤压部件12开始工作时会对皮带8进行挤压定位,提高皮带8在工作时的张紧力度,避免皮带8在工作时出现松动而导致脱落,皮带轮7的内部传动连接有皮带8,皮带8的表面开设有啮合槽5,定位块3远离支撑板2的一端开设有定位槽14,支撑板2的表面开设有圆孔15,还包括:
驱动部件10,驱动部件10包括圆柱架24,圆柱架24的内壁与转杆9的表面转动连接,圆柱架24远离固定板1的一端螺纹连接有固定螺杆22,固定螺杆22的表面插接有定位环23,圆柱架24位于支撑板2靠近固定板1的一端;
稳定部件11,稳定部件11包括定位筒30,定位筒30的表面与圆孔15的内壁固定连接,定位筒30的内壁转动连接有稳定杆32,稳定杆32远离定位筒30的一端与固定板1的表面转动连接;
挤压部件12,挤压部件12包括定位槽架40,定位槽架40的内壁与皮带8的表面接触,定位槽架40的内壁开设有通孔41,通孔41的内壁滑动连接有凹槽挤压块42,凹槽挤压块42的内壁固定连接有半圆架44,半圆架44的表面转动连接有橡胶带45;
挤压部件12的端部设置有扩张部件13。
支撑板2通过螺杆4螺纹连接在固定板1的表面,转杆9位于固定板1的下表面,转杆9远离固定板1的一端贯穿支撑板2且延伸至支撑板2的外端,两个皮带轮7通过皮带8传动连接。
驱动部件10包括十字架25,十字架25的内壁与转杆9的表面固定连接,十字架25的端部固定连接有圆槽转动环26,圆槽转动环26的表面固定连接有啮合半圆架20,本发明圆柱架24通过固定螺杆22固定在支撑板2的表现出,在固定螺杆22的表面插接有定位环23,利用定位环23对固定螺杆22进行挤压定位,避免固定螺杆22在对圆柱架24固定完成之后出现松动,转杆9在转动时通过十字架25带动圆槽转动环26转动,十字架25在圆柱架24的内部转动,通过圆柱架24提高十字架25与圆槽转动环26的工作稳定性,圆槽转动环26在转动时通过啮合半圆架20带动关节板21工作,啮合半圆架20通过圆槽转动环26在圆柱架24的表面转动时可以提高关节板21在工作时的稳定性,啮合半圆架20的底部固定连接有关节板21;
固定螺杆22远离圆柱架24的一端贯穿支撑板2且延伸至支撑板2的外端,定位环23与支撑板2的表面接触。
十字架25位于圆柱架24的内部中心处,十字架25的端部与十字架25的内壁转动连接,圆槽转动环26的端部内壁与圆柱架24的表面转动连接,关节板21的底部延伸至固定板1的底部外端。
稳定部件11包括半圆矩形架33,半圆矩形架33的内壁与稳定杆32的表面固定连接,半圆矩形架33的表面固定连接有啮合块34;
稳定杆32的表面固定连接有啮合齿轮31,稳定杆32的端部贯穿定位筒30且延伸至定位筒30的外端。
半圆矩形架33通过啮合块34与啮合半圆架20的表面相互啮合,啮合齿轮31位于稳定杆32远离固定板1的一端,本发明皮带8在转动时利用表面的啮合槽5带动啮合齿轮31转动,啮合齿轮31在转动时通过稳定杆32带动半圆矩形架33转动,半圆矩形架33在转动时通过啮合块34转动,啮合块34在转动时推动啮合半圆架20转动,提高关节板21工作时的稳定性,当皮带8与皮带轮7之间出现滑动时,啮合齿轮31亦可以通过皮带8的转动推动半圆矩形架33转动,从而提高啮合半圆架20在推动关节板21运动时的稳定性,且位于支撑板2远离固定板1的一端,半圆矩形架33位于支撑板2靠近固定板1的一端,啮合齿轮31通过啮合槽5与皮带8相互啮合。
挤压部件12包括三角架43,三角架43的端部与凹槽挤压块42的端部铰接,三角架43的底部固定连接有弯板46,弯板46的底部固定连接有升降架48,定位槽架40的底部固定连接有垂架51,垂架51的底部与定位块3的内壁固定连接,升降架48的表面套接有转动筒47,本发明弹性杆54利用弹性推动凹槽架53在滑板50的表面滑动,凹槽架53在移动时通过推板49推动升降架48向上移动,升降架48在垂架51的表面移动,提高升降架48在升降工作时的稳定性,升降架48在升降时通过弯板46推动三角架43产生形变,三角架43的端部在向外扩张时推动凹槽挤压块42向定位槽架40的外端移动,凹槽挤压块42中的橡胶带45会与皮带8接触,从而对皮带8进行挤压,提高皮带8在工作时的扩张力度,定位槽架40的内壁与皮带8的表面接触,利用定位槽架40对皮带8进行限位,避免皮带8在工作时与皮带轮7出现脱落,转动筒47的表面铰接有推板49,推板49远离转动筒47的一端铰接有凹槽架53,凹槽架53与转动筒47通过弹板52铰接;
凹槽架53的表面铰接有弹性杆54,弹性杆54远离凹槽架53的一端与定位槽14的内壁铰接,定位块3的表面固定连接有滑板50,凹槽架53的内壁与滑板50的表面滑动连接。
三角架43设置在定位槽架40的内部,三角架43的底部中心为铰接设置,升降架48的内壁与垂架51的表面滑动连接,橡胶带45远离凹槽挤压块42的一端与皮带8的表面接触,弯板46的底部贯穿定位槽架40且延伸至定位槽架40的外端。
扩张部件13包括受力板60,受力板60的端部与凹槽架53的顶部铰接,受力板60远离凹槽架53的一端固定连接有半圆板65,稳定杆32的表面固定连接有驱动环62,驱动环62的表面固定连接有弹力杆64,本发明稳定杆32在转动时通过驱动环62转动,驱动环62在转动时利用弹力杆64与圆弧接触板63的连接对半圆板65进行挤压,半圆板65受到挤压后通过受力板60推动定位槽架40进行移动,从而提高定位槽架40对三角架43的挤压力度,当皮带8出现松动时,弹力杆64便会通过弹性推动圆弧接触板63向外扩张,使得圆弧接触板63可以随着皮带8的松紧对半圆板65进行挤压,进一步的提高皮带8对驱动部件10的驱动效率与驱动的稳定性,弹力杆64远离驱动环62的一端固定连接有圆弧接触板63;
受力板60的顶部铰接有挤压弹片61,挤压弹片61远离受力板60的一端与定位槽架40的表面铰接,半圆板65远离受力板60的一端与圆弧接触板63的表面接触,半圆板65的底部与定位块3的顶部接触。
一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置的方法,包括以下步骤:
S1:电机6输出端的皮带轮7会通过皮带8带动转杆9表面的皮带轮7转动,皮带轮7便可以带动转杆9在固定板1的内壁处转动,转杆9在转动时带动驱动部件10开始工作;
S2:转杆9在转动时通过十字架25带动圆槽转动环26转动,十字架25在圆柱架24的内部转动,通过圆柱架24提高十字架25与圆槽转动环26的工作稳定性;
S3:当皮带8与皮带轮7之间出现滑动时,啮合齿轮31亦可以通过皮带8的转动推动半圆矩形架33转动,从而提高啮合半圆架20在推动关节板21运动时的稳定性;
S4:凹槽挤压块42中的橡胶带45会与皮带8接触,从而对皮带8进行挤压,提高皮带8在工作时的扩张力度,定位槽架40的内壁与皮带8的表面接触,利用定位槽架40对皮带8进行限位。
使用时,支撑板2的下表面与固定板1的下表面之间具有一定的距离,将电机6通电之后,电机6输出端的皮带轮7会通过皮带8带动转杆9表面的皮带轮7转动,皮带轮7便可以带动转杆9在固定板1的内壁处转动,转杆9在转动时带动驱动部件10开始工作,驱动部件10可以呈现关节的运动,在支撑板2的表面设置有稳定部件11,稳定部件11通过皮带8的转动开始工作,从而对驱动部件10进行挤压,并且提高驱动部件10在工作时的稳定性,在定位块3的表面设置有挤压部件12,挤压部件12开始工作时会对皮带8进行挤压定位,提高皮带8在工作时的张紧力度,避免皮带8在工作时出现松动而导致脱落,圆柱架24通过固定螺杆22固定在支撑板2的表现出,在固定螺杆22的表面插接有定位环23,利用定位环23对固定螺杆22进行挤压定位,避免固定螺杆22在对圆柱架24固定完成之后出现松动,转杆9在转动时通过十字架25带动圆槽转动环26转动,十字架25在圆柱架24的内部转动,通过圆柱架24提高十字架25与圆槽转动环26的工作稳定性,圆槽转动环26在转动时通过啮合半圆架20带动关节板21工作,啮合半圆架20通过圆槽转动环26在圆柱架24的表面转动时可以提高关节板21在工作时的稳定性,皮带8在转动时利用表面的啮合槽5带动啮合齿轮31转动,啮合齿轮31在转动时通过稳定杆32带动半圆矩形架33转动,半圆矩形架33在转动时通过啮合块34转动,啮合块34在转动时推动啮合半圆架20转动,提高关节板21工作时的稳定性,当皮带8与皮带轮7之间出现滑动时,啮合齿轮31亦可以通过皮带8的转动推动半圆矩形架33转动,从而提高啮合半圆架20在推动关节板21运动时的稳定性,弹性杆54利用弹性推动凹槽架53在滑板50的表面滑动,凹槽架53在移动时通过推板49推动升降架48向上移动,升降架48在垂架51的表面移动,提高升降架48在升降工作时的稳定性,升降架48在升降时通过弯板46推动三角架43产生形变,三角架43的端部在向外扩张时推动凹槽挤压块42向定位槽架40的外端移动,凹槽挤压块42中的橡胶带45会与皮带8接触,从而对皮带8进行挤压,提高皮带8在工作时的扩张力度,定位槽架40的内壁与皮带8的表面接触,利用定位槽架40对皮带8进行限位,避免皮带8在工作时与皮带轮7出现脱落,稳定杆32在转动时通过驱动环62转动,驱动环62在转动时利用弹力杆64与圆弧接触板63的连接对半圆板65进行挤压,半圆板65受到挤压后通过受力板60推动定位槽架40进行移动,从而提高定位槽架40对三角架43的挤压力度,当皮带8出现松动时,弹力杆64便会通过弹性推动圆弧接触板63向外扩张,使得圆弧接触板63可以随着皮带8的松紧对半圆板65进行挤压,进一步的提高皮带8对驱动部件10的驱动效率与驱动的稳定性。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置,包括固定板(1),所述固定板(1)的表面螺纹连接有螺杆(4),所述固定板(1)的表面设置有支撑板(2),所述支撑板(2)远离固定板(1)的一端固定连接有定位块(3),所述支撑板(2)的表面固定连接有电机(6),所述固定板(1)的内壁转动连接有转杆(9),所述电机(6)与转杆(9)的表面分别固定连接有皮带轮(7),所述皮带轮(7)的内部传动连接有皮带(8),所述皮带(8)的表面开设有啮合槽(5),所述定位块(3)远离支撑板(2)的一端开设有定位槽(14),所述支撑板(2)的表面开设有圆孔(15),其特征在于,还包括:
驱动部件(10),所述驱动部件(10)包括圆柱架(24)和十字架(25),所述圆柱架(24)的内壁与转杆(9)的表面转动连接,所述圆柱架(24)远离固定板(1)的一端螺纹连接有固定螺杆(22),所述固定螺杆(22)的表面插接有定位环(23),所述圆柱架(24)位于支撑板(2)靠近固定板(1)的一端,所述十字架(25)的内壁与转杆(9)的表面固定连接,所述十字架(25)的端部固定连接有圆槽转动环(26),所述圆槽转动环(26)的表面固定连接有啮合半圆架(20),所述啮合半圆架(20)的底部固定连接有关节板(21),所述固定螺杆(22)远离圆柱架(24)的一端贯穿支撑板(2)且延伸至支撑板(2)的外端,所述定位环(23)与支撑板(2)的表面接触;
稳定部件(11),所述稳定部件(11)包括定位筒(30)和半圆矩形架(33),所述定位筒(30)的表面与圆孔(15)的内壁固定连接,所述定位筒(30)的内壁转动连接有稳定杆(32),所述稳定杆(32)远离定位筒(30)的一端与固定板(1)的表面转动连接,所述半圆矩形架(33)的内壁与稳定杆(32)的表面固定连接,所述半圆矩形架(33)的表面固定连接有啮合块(34),所述稳定杆(32)的表面固定连接有啮合齿轮(31),所述稳定杆(32)的端部贯穿定位筒(30)且延伸至定位筒(30)的外端,所述半圆矩形架(33)通过啮合块(34)与啮合半圆架(20)的表面相互啮合,所述啮合齿轮(31)位于稳定杆(32)远离固定板(1)的一端,且位于支撑板(2)远离固定板(1)的一端,所述半圆矩形架(33)位于支撑板(2)靠近固定板(1)的一端,所述啮合齿轮(31)通过啮合槽(5)与皮带(8)相互啮合;
挤压部件(12),所述挤压部件(12)包括定位槽架(40)和三角架(43),所述定位槽架(40)的内壁与皮带(8)的表面接触,所述定位槽架(40)的内壁开设有通孔(41),所述通孔(41)的内壁滑动连接有凹槽挤压块(42),所述凹槽挤压块(42)的内壁固定连接有半圆架(44),所述半圆架(44)的表面转动连接有橡胶带(45),所述三角架(43)的端部与凹槽挤压块(42)的端部铰接,所述三角架(43)的底部固定连接有弯板(46),所述弯板(46)的底部固定连接有升降架(48),所述定位槽架(40)的底部固定连接有垂架(51),所述垂架(51)的底部与定位块(3)的内壁固定连接,所述升降架(48)的表面套接有转动筒(47),所述转动筒(47)的表面铰接有推板(49),所述推板(49)远离转动筒(47)的一端铰接有凹槽架(53),所述凹槽架(53)与转动筒(47)通过弹板(52)铰接,所述凹槽架(53)的表面铰接有弹性杆(54),所述弹性杆(54)远离凹槽架(53)的一端与定位槽(14)的内壁铰接,所述定位块(3)的表面固定连接有滑板(50),所述凹槽架(53)的内壁与滑板(50)的表面滑动连接;
所述挤压部件(12)的端部设置有扩张部件(13)。
2.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置,其特征在于:所述支撑板(2)通过螺杆(4)螺纹连接在固定板(1)的表面,所述转杆(9)位于固定板(1)的下表面,所述转杆(9)远离固定板(1)的一端贯穿支撑板(2)且延伸至支撑板(2)的外端,两个所述皮带轮(7)通过皮带(8)传动连接。
3.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置,其特征在于:所述十字架(25)位于圆柱架(24)的内部中心处,所述十字架(25)的端部与十字架(25)的内壁转动连接,所述圆槽转动环(26)的端部内壁与圆柱架(24)的表面转动连接,所述关节板(21)的底部延伸至固定板(1)的底部外端。
4.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置,其特征在于:所述三角架(43)设置在定位槽架(40)的内部,所述三角架(43)的底部中心为铰接设置,所述升降架(48)的内壁与垂架(51)的表面滑动连接,所述橡胶带(45)远离凹槽挤压块(42)的一端与皮带(8)的表面接触,所述弯板(46)的底部贯穿定位槽架(40)且延伸至定位槽架(40)的外端。
5.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置,其特征在于:所述扩张部件(13)包括受力板(60),所述受力板(60)的端部与凹槽架(53)的顶部铰接,所述受力板(60)远离凹槽架(53)的一端固定连接有半圆板(65),所述稳定杆(32)的表面固定连接有驱动环(62),所述驱动环(62)的表面固定连接有弹力杆(64),所述弹力杆(64)远离驱动环(62)的一端固定连接有圆弧接触板(63);
所述受力板(60)的顶部铰接有挤压弹片(61),所述挤压弹片(61)远离受力板(60)的一端与定位槽架(40)的表面铰接,所述半圆板(65)远离受力板(60)的一端与圆弧接触板(63)的表面接触,所述半圆板(65)的底部与定位块(3)的顶部接触。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种用于外骨骼机器人的集成式关节驱动装置的方法,其特征在于,所述方法,包括以下步骤:
S1:电机(6)输出端的皮带轮(7)会通过皮带(8)带动转杆(9)表面的皮带轮(7)转动,皮带轮(7)便可以带动转杆(9)在固定板(1)的内壁处转动,转杆(9)在转动时带动驱动部件(10)开始工作;
S2:转杆(9)在转动时通过十字架(25)带动圆槽转动环(26)转动,十字架(25)在圆柱架(24)的内部转动,通过圆柱架(24)提高十字架(25)与圆槽转动环(26)的工作稳定性;
S3:当皮带(8)与皮带轮(7)之间出现滑动时,啮合齿轮(31)亦可以通过皮带(8)的转动推动半圆矩形架(33)转动,从而提高啮合半圆架(20)在推动关节板(21)运动时的稳定性;
S4:凹槽挤压块(42)中的橡胶带(45)会与皮带(8)接触,从而对皮带(8)进行挤压,提高皮带(8)在工作时的扩张力度,定位槽架(40)的内壁与皮带(8)的表面接触,利用定位槽架(40)对皮带(8)进行限位。
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