一种双电机并联驱动的人体活动助力装置制造方法及图纸

一种双电机并联驱动的人体活动助力装置，它涉及一种人体活动助力装置，以解决现有机器人驱动系统中，高功率输出需求与结构紧凑质量轻型需求存在矛盾，且应用于辅助人体活动助力上，在相同功率下，会增加系统质量，增大人体的负担和能耗的问题。它包括动力单元、传动单元和执行单元；所述动力单元包括支撑架、太阳轮驱动电机、太阳轮驱动电机输出锥齿轮、驱动轴、太阳轮驱动电机驱动锥齿轮、内齿圈输出锥齿轮、内齿圈、内齿圈驱动电机输出锥齿轮、内齿圈驱动电机和太阳轮；所述支撑架上并排布置有轴向竖向设置的所述太阳轮驱动电机和所述内齿圈驱动电机。本发明专利技术用于外骨骼机器人关节的驱动，并且对人体活动进行辅助助力。

Double acting motor driven human body power assisted device

A human activity booster device driven by double motors in parallel, it relates to a human activity booster device, which solves the problems of the existing robot drive system, high power output demand and compact structure light quality demand contradiction, and should be used to assist human activities help, in the same power, the system will increase the burden of human quality. The problem of energy consumption and increase. It comprises a power unit, a transmission unit and execution unit; the power unit comprises a support frame, a sun wheel drive motor, a sun wheel drive motor output bevel gear, a driving shaft, a sun wheel drive motor driven bevel gear and the inner gear ring output bevel gear, ring gear, ring gear, bevel gear drive motor output ring gear drive motor and a sun wheel; the sun wheel is vertically arranged on the axial drive motor and the inner ring gear drive motor of the support frame are arranged side by side. The invention is used for driving the joint of the exoskeleton robot and assisting the human body.

【技术实现步骤摘要】
一种双电机并联驱动的人体活动助力装置
本专利技术涉及一种人体活动助力装置，具体涉及一种双电机并联驱动的人体活动助力装置。
技术介绍
目前，机器人系统中对于电机的使用，都是将一个电机单独作为单一关节的固定驱动装置，当机器人系统中的驱动关节多于一个时，若某个关节单独工作，其最大的输入功率取决于其对应的驱动电机，这就限制了关节的最大输出功率。目前，若机器人关节需要获得更大的功率，就要考虑匹配更大功率的电机作为驱动，但是会导致机器人系统整体尺寸和质量的增大。高功率输出需求与结构紧凑质量轻型的需求存在矛盾。如果将这种驱动方式应用于辅助人体活动助力上，在相同功率下，会增加系统质量，增大人体的负担与能耗。
技术实现思路
本专利技术是为解决现有机器人驱动系统中，高功率输出需求与结构紧凑质量轻型需求存在矛盾，且应用于辅助人体活动助力上，在相同功率下，会增加系统质量，增大人体的负担和能耗的问题，进而提供一种双电机并联驱动的人体活动助力装置。本专利技术为解决上述问题采取的技术方案是：一种双电机并联驱动的人体活动助力装置，它包括动力单元、传动单元和执行单元；所述动力单元包括支撑架、太阳轮驱动电机、太阳轮驱动电机输出锥齿轮、驱动轴、太阳轮驱动电机驱动锥齿轮、内齿圈输出锥齿轮、内齿圈、内齿圈驱动电机输出锥齿轮、内齿圈驱动电机和太阳轮；所述传动单元包括行星轮、行星轮支架、行星轮支撑轴、一号驱动绳索和二号驱动绳索；所述执行单元包括助力左腿、助力右腿、两个鲍登线管固定卡头和两个鲍登线管；助力左腿和助力右腿分别包括大腿末端支架、大腿连接架、大腿前端支架、外骨骼膝关节、小腿连接架、小腿末端支架和绑带；所述支撑架上并排布置有轴向竖向设置的所述太阳轮驱动电机和所述内齿圈驱动电机；所述太阳轮驱动电机的输出轴上安装有所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮，所述内齿圈驱动电机的输出轴上安装有所述内齿圈驱动电机输出锥齿轮；所述驱动轴转动安装在所述支撑架上，所述驱动轴上固装有所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮、固装有所述太阳轮、转动安装有所述内齿圈和转动安装有所述内齿圈输出锥齿轮，所述太阳轮布置在所述内齿圈的内部，所述内齿圈的外侧面与所述内齿圈输出锥齿轮固接，所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮和所述内齿圈间隔布置，所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮与所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮啮合，所述内齿圈驱动电机锥齿轮与所述内齿轮输出锥齿轮啮合；所述太阳轮与所述内齿圈之间布置有与二者啮合的行星轮，所述行星轮转动安装在与所述驱动轴平行设置的所述行星轮支撑轴上，所述行星轮支撑轴的一端固装在所述行星轮支架上，另一端转动安装在所述行星轮上，所述行星轮支架位于所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮和所述太阳轮之间，所述行星轮支架转动安装在所述驱动轴上，邻近所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮的所述行星轮支架的侧面上固装有所述行星轮支架绞盘，所述行星齿轮支架绞盘上缠绕有所述一号驱动绳索，所述行星轮支架与所述太阳轮之间的行星轮支撑轴及所述驱动轴上安装有中间传动机构；所述中间传动机构上缠绕有所述二号驱动绳索并能带动所述二号驱动绳索运动；所述一号驱动绳索和二号绳索的缠绕方向相同；所述大腿末端支架通过所述大腿连接架与所述大腿前端支架固接，且所述大腿末端支架和所述大腿前端支架上分别固装有用于捆绑大腿的绑带；所述外骨骼膝关节转动安装在所述大腿前端支架，外骨骼膝关节通过小腿连接架与小腿末端支架固接；鲍登线管的一端通过一个鲍登线管固定卡头固定在所述水平板上，鲍登线管插装在所述大腿末端支架鲍登线管导向孔道和大腿前端支架鲍登线管导向孔道上，鲍登线管的另一端固定在大腿前端支架上，一号驱动绳索和二号驱动绳索分别从鲍登线管和外骨骼膝关节钢丝绳导向孔道穿出并固定在小腿末端支架上。本专利技术的有益效果是：一、本专利技术采用了双电机并联驱动的方式，使得双关节的每个关节的运动都可以由两个电机承担，当电机输出功率一定时，增加了关节可输出的最大功率；当关节所需输出功率一定时，减小了电机的体积，减轻了系统的质量，加强了系统的结构紧凑性。本专利技术实现了高功率输出需求与结构紧凑质量轻型需求的匹配。二、应用于人体活动的辅助助力，减小了系统的总质量，提升了装置驱动系统的功率密度，减小了人体的负担与能耗。三、采用齿轮的中间传动机构和驱动绳索的末端驱动方式，增加了运动的精确性和运动范围。四、采用绳索驱动的柔顺化驱动方式，实现了变刚度柔顺化自适应驱动，增加了辅助人体活动的灵活性、协同性以及自适应性，在轻型减重的同时，避免对人体造成伤害。附图说明图1本专利技术一种双电机并联驱动的人体活动助力装置的立体结构示意图；图2为动力单元和传动单元连接的立体结构示意图；图3为图2的主视图；图4为太阳轮、行星轮和内齿圈啮合的示意图；图5为支撑架的结构示意图。具体实施方式下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本专利技术的技术方案。结合图1-图5说明，一种双电机并联驱动的人体活动助力装置，它包括动力单元、传动单元和执行单元；所述动力单元包括支撑架1、太阳轮驱动电机2、太阳轮驱动电机输出锥齿轮3、驱动轴4、太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5、内齿圈输出锥齿轮6-1、内齿圈6、内齿圈驱动电机输出锥齿轮7、内齿圈驱动电机8和太阳轮9；所述传动单元包括行星轮10、行星轮支架12、行星轮支撑轴13、一号驱动绳索16-1和二号驱动绳索16-2；所述执行单元包括助力左腿、助力右腿、两个鲍登线管固定卡头17和两个鲍登线管18；助力左腿和助力右腿分别包括大腿末端支架21、大腿连接架22、大腿前端支架23、外骨骼膝关节24、小腿连接架25、小腿末端支架26和绑带27；所述支撑架1上并排布置有轴向竖向设置的所述太阳轮驱动电机2和所述内齿圈驱动电机8；所述太阳轮驱动电机2的输出轴上安装有所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮3，所述内齿圈驱动电机8的输出轴上安装有所述内齿圈驱动电机输出锥齿轮7；所述驱动轴4转动安装在所述支撑架1上，所述驱动轴4上固装有所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5、固装有所述太阳轮9、转动安装有所述内齿圈6和转动安装有所述内齿圈输出锥齿轮6-1，所述太阳轮9布置在所述内齿圈6的内部，所述内齿圈6的外侧面与所述内齿圈输出锥齿轮6-1固接，所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5和所述内齿圈6间隔布置，所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮3与所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5啮合，所述内齿圈驱动电机锥齿轮7与所述内齿轮输出锥齿轮6-1啮合；所述太阳轮9与所述内齿圈6之间布置有与二者啮合的行星轮10，所述行星轮10转动安装在与所述驱动轴4平行设置的所述行星轮支撑轴13上，所述行星轮支撑轴13的一端固装在所述行星轮支架12上，另一端转动安装在所述行星轮10上，所述行星轮支架12位于所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5和所述太阳轮9之间，所述行星轮支架12转动安装在所述驱动轴4上，邻近所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮5的所述行星轮支架12的侧面上固装有所述行星轮支架绞盘12-1，所述行星齿轮支架绞盘12-1上缠绕有所述一号驱动绳索16-1，所述行星轮支架12与所述太阳轮9之间的行星轮支撑轴13及所述驱动轴4上安装有中间传动机构20；所述中间传动机构20上缠绕有所述二号驱动绳索16-2并能带动所述二号驱动绳索16-2运动；所述一号驱动绳索16-1和二号绳索16-2的缠绕方向相本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双电机并联驱动的人体活动助力装置，其特征在于：它包括动力单元、传动单元和执行单元；所述动力单元包括支撑架(1)、太阳轮驱动电机(2)、太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)、驱动轴(4)、太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)、内齿圈输出锥齿轮(6‑1)、内齿圈(6)、内齿圈驱动电机输出锥齿轮(7)、内齿圈驱动电机(8)和太阳轮(9)；所述传动单元包括行星轮(10)、行星轮支架(12)、行星轮支撑轴(13)、一号驱动绳索(16‑1)和二号驱动绳索(16‑2)；所述执行单元包括助力左腿、助力右腿、两个鲍登线管固定卡头(17)和两个鲍登线管(18)；助力左腿和助力右腿分别包括大腿末端支架(21)、大腿连接架(22)、大腿前端支架(23)、外骨骼膝关节(24)、小腿连接架(25)、小腿末端支架(26)和绑带(27)；所述支撑架(1)上并排布置有轴向竖向设置的所述太阳轮驱动电机(2)和所述内齿圈驱动电机(8)；所述太阳轮驱动电机(2)的输出轴上安装有所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)，所述内齿圈驱动电机(8)的输出轴上安装有所述内齿圈驱动电机输出锥齿轮(7)；所述驱动轴(4)转动安装在所述支撑架(1)上，所述驱动轴(4)上固装有所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)、固装有所述太阳轮(9)、转动安装有所述内齿圈(6)和转动安装有所述内齿圈输出锥齿轮(6‑1)，所述太阳轮(9)布置在所述内齿圈(6)的内部，所述内齿圈(6)的外侧面与所述内齿圈输出锥齿轮(6‑1)固接，所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)和所述内齿圈(6)间隔布置，所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)与所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)啮合，所述内齿圈驱动电机锥齿轮(7)与所述内齿轮输出锥齿轮(6‑1)啮合；所述太阳轮(9)与所述内齿圈(6)之间布置有与二者啮合的行星轮(10)，所述行星轮(10)转动安装在与所述驱动轴(4)平行设置的所述行星轮支撑轴(13)上，所述行星轮支撑轴(13)的一端固装在所述行星轮支架(12)上，另一端转动安装在所述行星轮(10)上，所述行星轮支架(12)位于所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)和所述太阳轮(9)之间，所述行星轮支架(12)转动安装在所述驱动轴(4)上，邻近所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)的所述行星轮支架(12)的侧面上固装有所述行星轮支架绞盘(12‑1)，所述行星齿轮支架绞盘(12‑1)上缠绕有所述一号驱动绳索(16‑1)，所述行星轮支架(12)与所述太阳轮(9)之间的行星轮支撑轴(13)及所述驱动轴(4)上安装有中间传动机构(20)；所述中间传动机构(20)上缠绕有所述二号驱动绳索(16‑2)并能带动所述二号驱动绳索(16‑2)运动；所述一号驱动绳索(16‑1)和二号绳索(16‑2)的缠绕方向相同；所述大腿末端支架(21)通过所述大腿连接架(22)与所述大腿前端支架(23)固接，且所述大腿末端支架(21)和所述大腿前端支架(23)上分别固装有用于捆绑大腿的绑带(27)；所述外骨骼膝关节(24)转动安装在所述大腿前端支架(23)，外骨骼膝关节(24)通过小腿连接架(25)与小腿末端支架(26)固接；鲍登线管(18)的一端通过一个鲍登线管固定卡头(17)固定在所述水平板(1‑1)上，鲍登线管(18)插装在所述大腿末端支架鲍登线管导向孔道(21‑1)和大腿前端支架鲍登线管导向孔道(23‑1)上，鲍登线管(18)的另一端固定在大腿前端支架(23)上，一号驱动绳索(16‑1)和二号驱动绳索(16‑2)分别从鲍登线管(18)和外骨骼膝关节钢丝绳导向孔道(24‑2)穿出并固定在小腿末端支架(26)上。...

【技术特征摘要】
1.一种双电机并联驱动的人体活动助力装置，其特征在于：它包括动力单元、传动单元和执行单元；所述动力单元包括支撑架(1)、太阳轮驱动电机(2)、太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)、驱动轴(4)、太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)、内齿圈输出锥齿轮(6-1)、内齿圈(6)、内齿圈驱动电机输出锥齿轮(7)、内齿圈驱动电机(8)和太阳轮(9)；所述传动单元包括行星轮(10)、行星轮支架(12)、行星轮支撑轴(13)、一号驱动绳索(16-1)和二号驱动绳索(16-2)；所述执行单元包括助力左腿、助力右腿、两个鲍登线管固定卡头(17)和两个鲍登线管(18)；助力左腿和助力右腿分别包括大腿末端支架(21)、大腿连接架(22)、大腿前端支架(23)、外骨骼膝关节(24)、小腿连接架(25)、小腿末端支架(26)和绑带(27)；所述支撑架(1)上并排布置有轴向竖向设置的所述太阳轮驱动电机(2)和所述内齿圈驱动电机(8)；所述太阳轮驱动电机(2)的输出轴上安装有所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)，所述内齿圈驱动电机(8)的输出轴上安装有所述内齿圈驱动电机输出锥齿轮(7)；所述驱动轴(4)转动安装在所述支撑架(1)上，所述驱动轴(4)上固装有所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)、固装有所述太阳轮(9)、转动安装有所述内齿圈(6)和转动安装有所述内齿圈输出锥齿轮(6-1)，所述太阳轮(9)布置在所述内齿圈(6)的内部，所述内齿圈(6)的外侧面与所述内齿圈输出锥齿轮(6-1)固接，所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)和所述内齿圈(6)间隔布置，所述太阳轮驱动电机输出锥齿轮(3)与所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)啮合，所述内齿圈驱动电机锥齿轮(7)与所述内齿轮输出锥齿轮(6-1)啮合；所述太阳轮(9)与所述内齿圈(6)之间布置有与二者啮合的行星轮(10)，所述行星轮(10)转动安装在与所述驱动轴(4)平行设置的所述行星轮支撑轴(13)上，所述行星轮支撑轴(13)的一端固装在所述行星轮支架(12)上，另一端转动安装在所述行星轮(10)上，所述行星轮支架(12)位于所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)和所述太阳轮(9)之间，所述行星轮支架(12)转动安装在所述驱动轴(4)上，邻近所述太阳轮驱动电机驱动锥齿轮(5)的所述行星轮支架(12)的侧面上固装有所述行星轮支架绞盘(12-1)，所述行星齿轮支架绞盘(12-1)上缠绕有所述一号驱动绳索(16-1)，所述行星轮支架(12)与所述太阳轮(9)之间的行星轮支撑轴(13)及所述驱动轴(4)上安装有中间传动机构(20)；所述中间传动机构(20)上缠绕有所述二...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱延河，赵思恺，赵杰，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23