一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置

本发明涉及一种人体助行外骨骼，更具体地说，涉及一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置。

背景技术：

1、近些年来，下肢康复机器人开始广泛的应用在医疗康复领域，用来帮助下肢运动障碍的患者恢复下肢运动能力，尤其是具有外骨骼系统的康复机器人康复效果更佳，这些安装于康复机器人上的外骨骼的动力是依靠各个关节电机来实现的。

2、现有技术的缺陷和不足：

3、利用各个关节安装电机的方式来驱动外骨骼的方式提高了下肢康复机器人的造价，并且也增加了控制系统的难度，使下肢康复机器人难以进入一般家庭。因此，市场上出现了一些以机械机构联动的方式来取代电机控制外骨骼关节的设计，这在一定程度上可以减少电机的使用数，降低了生产研发成本和控制复杂度。但对整个机械式外骨骼仍需要安装额外的电机来驱动，那么如果能将康复机器人整机的移动动力传递到外骨骼上将会进一步降低成本。

4、因此，为了解决上述问题，需要设计一个将康复机器人整机移动的动力传递到机械结构式外骨骼的传动装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，该装置是利用驱动康复机器人移动的车轮的电机同时驱动链轮ⅲ、链条ⅱ旋转，通过链条ⅱ带动飞轮旋转，由于飞轮和链轮ⅱ同轴其同步转动，在飞轮介入下，将转速较高一侧的动力传递到传动轴上，传动轴同时驱动的链轮ⅱ、链条ⅰ旋转，然后通过链条ⅰ带动链轮ⅰ旋转，将动力传递到花键套、花键轴上，最后将动力传递到机械结构式外骨骼上。这就实现了两个驱动康复机器人移动的车轮的电机在所述传动装置下，将动力传递到机械结构式外骨骼上的目标，进一步降低了生产研发成本。

2、解决上述问题的技术方案是：一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，包括一传动轴以及对称安装在传动轴两端的传动机构；所述传动机构包括电机、安装板、支撑板、花键轴、驱动轴、位于安装板同一侧面的链轮ⅰ和链轮ⅱ、以及位于支撑板同一侧面的飞轮和链轮ⅲ；所述花键轴可旋转穿设于安装板；所述链轮ⅰ通过花键套固定连接于花键轴上；所述传动轴的两端分别可旋转穿设于两个传动机构的安装板和支撑板；所述安装板、支撑板设置于链轮ⅱ与飞轮之间；所述链轮ⅱ和飞轮同轴心固定连接于传动轴上；所述驱动轴可旋转穿设于支撑板上；所述链轮ⅲ固定连接于驱动轴上；所述链轮ⅰ和链轮ⅱ之间通过链条ⅰ连接；所述飞轮和链轮ⅲ之间通过链条ⅱ连接；所述电机的输出端与驱动轴固定连接；所述花键轴的一端部固定连接有联轴器。

3、其进一步技术方案是：所述安装板上设置有带座轴承ⅰ和带座轴承ⅱ，所述带座轴承ⅰ位于带座轴承ⅱ的上方；所述支撑板的两端分别开设有通孔ⅰ和通孔ⅱ；所述花键轴的一端头套设有花键套、且依次穿过带座轴承ⅰ、链轮ⅰ后与联轴器相连；位于带座轴承ⅰ与链轮ⅰ之间设置有轴套ⅰ，所述轴套ⅰ套接设于花键套上；所述链轮ⅰ固定连接于花键套上；

4、所述传动轴的两端头分别依次穿过链轮ⅱ、带座轴承ⅱ、支撑板上的通孔ⅰ、飞轮后安装端盖；所述传动轴的两端从外向内均依次套设有螺纹套、轴套ⅲ和轴套ⅱ；所述轴套ⅱ位于链轮ⅱ与带座轴承ⅱ之间；所述轴套ⅲ位于带座轴承ⅱ与支撑板之间；所述飞轮与螺纹套螺纹连接，所述飞轮通过螺纹套安装在传动轴上；所述端盖与传动轴的端头通过螺钉连接。

5、其又进一步技术方案是：所述驱动轴的一端与电机的输出端固定连接，其另一端穿过支撑板上的通孔ⅱ后与链轮ⅲ固定连接。

6、其进一步技术方案是：所述链轮ⅰ与链轮ⅱ的直径比为2：1；所述链轮ⅲ与飞轮的直径比为2:1。

7、其进一步技术方案是：所述传动装置应用在下肢康复机器人上，所述电机为驱动下肢康复机器人移动的车轮的电机，所述联轴器与外骨骼装置的传动轴连接，利用驱动下肢康复机器人移动的车轮的电机通过该传动装置把动力传递到外骨骼装置上。

8、由于采用上述技术方案，本发明之一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置与现有技术相比，具有以下有益效果：

9、（1）本发明利用飞轮17来选取转速高一侧的动力传递到外骨骼，避免了康复机器人转弯时动力传递差异的问题，提高了外骨骼运动柔顺度，提高了患者康复训练的舒适度。因为飞轮17可以实现动力单向传递需满足两个条件：①飞轮17与传动轴19运动方向一致；②飞轮17转速高于传动轴19。该康复机器人的传动装置的传动轴19两侧都安装有传动机构的飞轮17。那么当康复机器人进行转弯时，传动轴19两侧安装的电机24将产生差速，与电机24处的链轮ⅲ22相接的链条ⅱ21会将不同转速的动力传递到飞轮17上，当两个传动机构的飞轮17分别进行不同转速运行时，由于其固定于同一个传动轴19上，因此传动轴19的转速会于转速较高的飞轮相同，那么相对于另一个飞轮，传动轴与其运动方向相反，因此转速较低的飞轮无法传递动力，从而实现了选取转速高一侧的动力传递到外骨骼的功能，避免了康复机器人转弯时动力传递差异的问题。

10、（2）本发明将康复机器人驱动轮上的动力传递到外骨骼上，减少了外骨骼电机的使用数量，降低了康复机器人的生产研发成本，扩大了康复机器人的应用场景，让下肢康复机器人在一般家庭广泛使用。

11、下面结合附图和实施例对本发明之一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置的技术特征作进一步说明。

技术特征：

1.一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，其特征在于：包括一传动轴以及对称安装在传动轴两端的传动机构；所述传动机构包括电机、安装板、支撑板、花键轴、驱动轴、位于安装板同一侧面的链轮ⅰ和链轮ⅱ、以及位于支撑板同一侧面的飞轮和链轮ⅲ；所述花键轴可旋转穿设于安装板；所述链轮ⅰ通过花键套固定连接于花键轴上；所述传动轴的两端分别可旋转穿设于两个传动机构的安装板和支撑板；所述安装板、支撑板设置于链轮ⅱ与飞轮之间；所述链轮ⅱ和飞轮同轴心固定连接于传动轴上；所述驱动轴可旋转穿设于支撑板上；所述链轮ⅲ固定连接于驱动轴上；所述链轮ⅰ和链轮ⅱ之间通过链条ⅰ连接；所述飞轮和链轮ⅲ之间通过链条ⅱ连接；所述电机的输出端与驱动轴固定连接；所述花键轴的一端部固定连接有联轴器。

2.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，其特征在于：所述安装板上设置有带座轴承ⅰ和带座轴承ⅱ，所述带座轴承ⅰ位于带座轴承ⅱ的上方；所述支撑板的两端分别开设有通孔ⅰ和通孔ⅱ；所述花键轴的一端头套设有花键套、且依次穿过带座轴承ⅰ、链轮ⅰ后与联轴器相连；位于带座轴承ⅰ与链轮ⅰ之间设置有轴套ⅰ，所述轴套ⅰ套接设于花键套上；所述链轮ⅰ固定连接于花键套上；

3.根据权利要求2所述的一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，其特征在于：所述驱动轴的一端与电机的输出端固定连接，其另一端穿过支撑板上的通孔ⅱ后与链轮ⅲ固定连接。

4.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，其特征在于：所述链轮ⅰ与链轮ⅱ的直径比为2：1；所述链轮ⅲ与飞轮的直径比为2:1。

5.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，其特征在于：所述传动装置应用在下肢康复机器人上，所述电机为驱动下肢康复机器人移动的车轮的电机，所述联轴器与外骨骼装置的传动轴连接，利用驱动下肢康复机器人移动的车轮的电机通过该传动装置把动力传递到外骨骼装置上。

技术总结一种下肢康复机器人外骨骼的传动装置，包括一传动轴以及对称安装在传动轴两端的传动机构；所述传动机构包括电机、安装板、支撑板、花键轴、驱动轴、位于安装板同一侧面的链轮Ⅰ和链轮Ⅱ、以及位于支撑板同一侧面的飞轮和链轮Ⅲ；所述花键轴可旋转穿设于安装板；所述花键轴上固定有链轮Ⅰ和联轴器；所述传动轴可旋转穿设于安装板和支撑板；所述链轮Ⅱ和飞轮同轴心固定连接于传动轴上；所述驱动轴可旋转穿设于支撑板上；所述链轮Ⅲ固定连接于驱动轴上；所述链轮Ⅰ和链轮Ⅱ之间通过链条Ⅰ连接；所述飞轮和链轮Ⅲ之间通过链条Ⅱ连接；所述电机驱动驱动轴。本传动装置实现了将驱动康复机器人移动车轮的动力传递到外骨骼上。技术研发人员：李健,张宇,梁鹏,谢国安,韩泽仲,陈镇涛受保护的技术使用者：广西科技大学技术研发日：技术公布日：2024/6/13