一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人的制作方法

本申请涉及工业自动化，尤其涉及一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人。

背景技术：

1、自20世纪60年代外骨骼机器人开始被研发至今，外骨骼机器人的应用领域已由军事领域转向民用市场，多以医疗和工业生产为主要目的，外骨骼机器人作为帮助工人负荷执行制造、搬运任务的辅助工具，目前正在向负重能力更强、控制力和灵活性能更高的方向研发。

2、相关技术中，外骨骼机器人包括上肢外骨骼机器人和下肢外骨骼机器人，以下肢外骨骼机器人中的髋关节外骨骼机器人为例，髋关节外骨骼机器人的动力传动系统通常采用齿轮直连或同轴减速形式。

3、然而，采用齿轮直连形式需要采用较多的齿轮，采用同轴减速形式则是采用重量较大的同轴减速机，从而造成髋关节外骨骼机器人的整体结构较大较重，灵活性较差。

技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，以解决相关技术中的髋关节外骨骼机器人的整体结构较大较重，灵活性较差的技术问题。

2、本申请实施例提供一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，包括：背部主体机构、驱动机构和腿部传动机构；

3、背部主体机构和人体背部结构相互适配；

4、驱动机构包括支撑架、驱动电机、减速组件、钢丝传动组件和输出组件，支撑架的一端和背部主体机构的一端连接，支撑架的另一端和腿部传动机构连接；支撑架和人体腿部结构相互适配，驱动电机、减速组件、钢丝传动组件和输出组件沿支撑架的延伸方向依次设置于支撑架；

5、钢丝传动组件包括钢丝和多个导向轮，导向轮沿支撑架的延伸方向均匀设置；

6、输出组件和腿部传动机构连接；钢丝绕设于减速组件、导向轮以及输出组件之间，驱动电机的驱动端和减速组件连接，驱动电机被配置为驱动减速组件带动钢丝绕减速组件、导向轮以及输出组件转动，以驱动输出组件带动腿部传动机构产生助力力矩。

7、在一种可行的实现方式中，多个导向轮包括第一导向轮组和第二导向轮组，第一导向轮组和第二导向轮组并列设置；

8、第一导向轮组被配置导向钢丝由减速组件经由第一导向轮组向输出组件传动；

9、第二导向轮组被配置为导向钢丝由输出组件经由第二导向轮组向减速组件传动。

10、在一种可行的实现方式中，第一导向轮组包括设置于输出组件一侧的第一导向轮和第二导向轮，第一导向轮和第二导向轮之间限定有第一导向空间，钢丝沿第一导向空间向输出组件传动；

11、第二导向轮组包括设置于输出组件一侧的第三导向轮和第四导向轮，第三导向轮和第四导向轮之间限定有第二导向空间，钢丝沿第二导向空间由输出组件向减速组件传动。

12、在一种可行的实现方式中，减速组件包括第一齿轮、第二齿轮和第三齿轮，驱动电机和第一齿轮相互啮合以驱动第一齿轮转动，第二齿轮分别和第一齿轮与第三齿轮相互啮合；其中，第二齿轮的直径小于第一齿轮的直径，且小于第三齿轮的直径；

13、第三齿轮的输出轴设置有绕线盘，钢丝绕设于绕线盘。

14、在一种可行的实现方式中，输出组件包括输出盘和安装法兰盘，输出盘转动设置于支撑架背向背部主体机构的一端，钢丝绕设于输出盘以驱动输出盘转动；

15、输出盘的中心轴设置有安装法兰盘，安装法兰盘的一侧安装于输出盘，安装法兰盘的另一侧和腿部传动机构连接。

16、在一种可行的实现方式中，背部主体机构包括安装座和支撑结构，安装座和人体背部结构相互适配，安装座的一端和支撑架连接，支撑结构设置于安装座且由安装座延伸至支撑架。

17、在一种可行的实现方式中，背部主体机构还设置有背部固定软包，背部固定软包设置于安装座背向支撑结构的一侧，背部固定软包设置有背带。

18、在一种可行的实现方式中，腿部传动机构包括腿部力传导组件和腿部固定板，腿部力传导组件的一端和输出组件连接，腿部力传导组件的另一端和腿部固定板连接；

19、输出组件经由腿部力传导组件带动腿部固定板产生助力力矩。

20、本申请实施例提供了一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，本申请实施例通过背部主体机构的设置，且背部主体机构和人体背部结构相互适配，从而能够便于用户通过背部主体机构携带外骨骼机器人。本申请实施例通过钢丝传动组件的设置，且钢丝传动组件包括钢丝和多个导向轮，通过钢丝传动，导向轮导向，将驱动电机的力传动至腿部传动机构，以带动腿部传动机构产生力矩，相较于相关技术中，采用齿轮直连，或者采用同轴减速机的方式，本申请实施例所采用的结构较为紧凑，钢丝和导向轮的重量较轻，灵活性较好。通过本申请实施例，提供了一种便于使用、灵活性较好的外骨骼机器人。

技术特征：

1.一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，包括：背部主体机构(100)、驱动机构(200)和腿部传动机构(300)；

2.根据权利要求1所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，多个所述导向轮包括第一导向轮组(242)和第二导向轮组(243)，所述第一导向轮组(242)和所述第二导向轮组(243)并列设置；

3.根据权利要求2所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述第一导向轮组(242)包括设置于所述输出组件(250)一侧的第一导向轮(242a)和第二导向轮(242b)，所述第一导向轮(242a)和所述第二导向轮(242b)之间限定有第一导向空间，所述钢丝(241)沿所述第一导向空间向所述输出组件(250)传动；

4.根据权利要求1所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述减速组件(230)包括第一齿轮(231)、第二齿轮(232)和第三齿轮(233)，所述驱动电机(220)和所述第一齿轮(231)相互啮合以驱动所述第一齿轮(231)转动，所述第二齿轮(232)分别和所述第一齿轮(231)与所述第三齿轮(233)相互啮合；其中，所述第二齿轮(232)的直径小于所述第一齿轮(231)的直径，且小于所述第三齿轮(233)的直径；

5.根据权利要求1所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述输出组件(250)包括输出盘(251)和安装法兰盘(252)，所述输出盘(251)转动设置于所述支撑架(210)背向所述背部主体机构(100)的一端，所述钢丝(241)绕设于所述输出盘(251)以驱动所述输出盘(251)转动；

6.根据权利要求1所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述背部主体机构(100)包括安装座(110)和支撑结构(120)，所述安装座(110)和人体背部结构相互适配，所述安装座(110)的一端和所述支撑架(210)连接，所述支撑结构(120)设置于所述安装座(110)且由所述安装座(110)延伸至所述支撑架(210)。

7.根据权利要求6所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述背部主体机构(100)还设置有背部固定软包(130)，所述背部固定软包(130)设置于所述安装座(110)背向所述支撑结构(120)的一侧，所述背部固定软包(130)设置有背带(131)。

8.根据权利要求1所述的一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，其特征在于，所述腿部传动机构(300)包括腿部力传导组件(310)和腿部固定板(320)，所述腿部力传导组件(310)的一端和所述输出组件(250)连接，所述腿部力传导组件(310)的另一端和所述腿部固定板(320)连接；

技术总结本申请实施例提供一种钢丝驱动髋关节外骨骼机器人，包括：背部主体机构、驱动机构和腿部传动机构；驱动机构包括支撑架、驱动电机、减速组件、钢丝传动组件和输出组件，支撑架的一端和背部主体机构的一端连接，支撑架的另一端和腿部传动机构连接；钢丝传动组件包括钢丝和多个导向轮，导向轮沿支撑架的延伸方向均匀设置；输出组件和腿部传动机构连接；钢丝绕设于减速组件、导向轮以及输出组件之间，驱动电机的驱动端和减速组件连接，驱动电机被配置为驱动减速组件带动钢丝绕减速组件、导向轮以及输出组件转动，以驱动输出组件带动腿部传动机构产生助力力矩。通过本申请实施例，提供了一种便于使用、灵活性较好的外骨骼机器人。技术研发人员：柳明贤,李继标,李凯,唐炳南,段雪柱,和德刚受保护的技术使用者：云南电网有限责任公司丽江供电局技术研发日：20231018技术公布日：2024/7/9