一种便携式肘部外骨骼机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种便携式肘部外骨骼机器人，包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套上，传感系统设置于弹性肘套的一端，控制系统设置于所述弹性肘套上，传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；本发明专利技术有如下改进之处：机械蛇支架具有多个自由度，可满足肘关节运动时对不同方向上的自由度需求，并且具有重量轻、便于携带的优点。

A portable elbow exoskeleton robot

The invention discloses a portable elbow exoskeleton robot, which comprises a mechanical snake bracket, an elastic elbow sleeve, a sensing system and a control system. The mechanical snake bracket is arranged on the elastic elbow sleeve along the length direction of the elastic elbow sleeve, the sensing system is arranged at one end of the elastic elbow sleeve, and the control system is arranged on the elastic elbow sleeve. The output end of the sensing system is connected with the input end of the control system, and the invention has the following improvements: the mechanical snake bracket has a plurality of degrees of freedom, can satisfy the requirement of freedom in different directions when the elbow joint moves, and has the advantages of light weight and easy carrying.

【技术实现步骤摘要】
一种便携式肘部外骨骼机器人
本专利技术涉及机器人
，特别是涉及一种便携式肘部外骨骼机器人。
技术介绍
外骨骼，也称为动力机械外骨骼机器人，是一种可以跟随身体协同工作，穿在身上的机器人，其特点在于可以增加人体机能，而手肘作为人体重要的运动关节也可使用外骨骼进行增强；申请号为201611015755.4的专利技术公开了一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人，主要包括肘关节外骨骼机构、驱动机构和控制装置，将外骨骼与驱动机构分开布置，通过钢丝绳与轮盘的结构过渡实现传动。在驱动方式上采用绳驱结构配合串联弹性驱动器，在外骨骼的设计中加入了两个被动自由度，模拟人体肘关节运动特性，实现外骨骼与人体肘关节的自适应调整，但是这种肘关节外骨骼机器人由于其采用的结构限制，仅仅可以满足两个被动的自由度方向上的运动，使用时比较拘束，无法灵活的运动，并且结构笨重。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种可提供多自由度方向运动的肘部关节外骨骼机器人。为了达成上述目的，本专利技术的解决方案是：一种便携式肘部外骨骼机器人，其特征在于：包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，所述机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套内，所述传感系统与所述控制系统均设置于所述弹性肘套上，所述传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；所述机械蛇支架具有若干微型机械蛇单元模块，所述微型机械蛇单元模块包括壳体、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上，所述转向装置以能绕第二自由度方向进行旋转运动的方式设置，所述第一自由度方向和所述第二自由度方向相互正交，若干节所述微型机械蛇单元模块相互串联连接，位于一个微型机械蛇单元模块一端的所述转向装置与相邻的另一个微型机械蛇单元模块的另一端进行枢接且与另一个微型机械蛇单元模块另一端的传动装置相连接，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。进一步的,所述壳体为空心筒状壳体，所述壳体具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别平行设置有沿所述壳体的长度方向的两端向外延伸的一对第一安装部和一对第二安装部，所述第一安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第一安装孔和第三安装孔，第二安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第二安装孔和第四安装孔，所述第一安装孔位于所述第三安装孔的外侧，所述第二安装孔位于所述第四安装孔的外侧，所述第一安装孔的轴向与所述第二安装孔的轴向相互正交，所述第三安装孔的轴向与所述第四安装孔的轴向相互正交；所述驱动装置包括位于所述第一端部的第一微型电机、位于所述第二端部的第二微型电机和驱动模块，所述第一微型电机和所述第二微型电机均为正反转电机，所述驱动模块包括电源和驱动电路，所述第一微型电机和所述第二微型电机分别连接于所述驱动电路的输出端；所述传动装置为两端均设置有传动齿轮的传动杆，所述传动杆的两端设置有传动齿轮，所述传动杆的数量为2根，2根所述传动杆的两端端部分别活动嵌设于所述第三安装孔和所述第四安装孔上；所述转向装置包括转向板和两个转向齿轮，所述转向板上设置有与所述第一安装孔相配合的第一安装块、以及与所述第二安装孔相配合第二安装块，所述第一安装块和所述第二安装块分别凸设于所述转向板的横向两侧和纵向两侧上；所述转向板设置于所述第一端部或所述第二端部的外侧，两个所述转向齿轮分别固定设置在所述转向板上，两个所述转向齿轮的轴孔分别嵌套在所述第一安装块和所述第二安装块上，两个所述转向齿轮互相互正交设置，所述第一安装块枢接于所述第一安装部上，或所述第二安装块枢接于所述第二安装部上；两所述传动装置分别连接所述第一微型电机和所述第二微型电机，所述第一微型电机和所述第二微型电机的转轴上均设置有主动齿轮，所述主动齿轮与所述传动齿轮相啮合，所述传动齿轮与其中一个所述转向齿轮相啮合。进一步的,所述传感系统为EMG信号采集器。进一步的,所述壳体的直径为20mm。进一步的,所述机械蛇支架的数量为8条，所述弹性肘套呈圆环状，具有8个等角度分布的安装通道，8条所述机械蛇支架分别对应穿设于所述弹性肘套的各安装通道内。采用上述结构后，本专利技术一种便携式肘部外骨骼机器人具有以下有益效果：机械蛇支架具有多个自由度，可满足肘关节运动时对不同方向上的自由度需求，并且具有重量轻、便于携带的优点。附图说明图1为本专利技术的透视结构示意图；图2为本专利技术中的机械蛇支架和弹性肘套的结构示意图；图3为本专利技术中的机械蛇支架的结构示意图；图4为本专利技术中的微型机械蛇单元模块的透视结构示意图；图5为本专利技术中的微型机械蛇单元模块去除部分壳体后的内部结构示意图(省略一根传动杆，且第一安装部和第二安装部分别省略一个安装板)；图6为本专利技术中的微型机械蛇单元模块中的转向装置的结构示意图；图7为本专利技术中的微型机械蛇单元模块中的传动装置的结构示意图；图8为本专利技术中的微型机械蛇单元模块的连接部位的结构示意图；图中：1.机械蛇支架、11.壳体、111.第一安装部、112.第二安装部、1111.第一安装孔、1121.第二安装孔、1112.第三安装孔、1122.第四安装孔、121.第一微型电机、122.第二微型电机、123.主动齿轮、13.传动杆、131.第一传动齿轮、132.第二传动齿轮、141.转向板、1411.第一安装块、1412.第二安装块、142.转向齿轮、15.驱动模块安装块、2.弹性肘套、3.控制臂环。具体实施方式为了进一步解释本专利技术的技术方案，下面通过具体实施例来对本专利技术进行详细阐述。如图1-2所示的一种便携式肘部外骨骼机器人，包括8条机械蛇支架1、弹性肘套2、传感系统和控制系统，弹性肘套2呈圆环状，具有8个等角度分布的安装通道，8条机械蛇支架1分别对应穿设于弹性肘套2的各安装通道内,所述传感系统与所述控制系统设置于所述弹性肘套位于一端的控制臂环3上，所述传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；具体的，所述传感系统为EMG信号采集器。如图3所示，机械蛇支架1具有若干微型机械蛇单元模块，所述微型机械蛇单元模块包括壳体11、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在壳体11上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于壳体11的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于壳体11的另一端上。如图4-5所示，壳体11整体为空心筒状壳体，所述壳体的直径为20mm，壳体11具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别设置有沿壳体11的长度方向向外延伸的第一安装部111和第二安装部112，第一安装部111和第二安装部112分别为相互平行设置的一对安装板，第一安装部111的一对安装板在壳体11的长度方向上相应地开设有相邻设置的第一安装孔1111和第三安装孔1112，所述第一安装孔1111位于所述第三安装孔1112的外侧，第二安装部112的一对安装板在壳体11的长度方向上相应地开设有相邻设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式肘部外骨骼机器人，其特征在于：包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，所述机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套内，所述传感系统与所述控制系统均设置于所述弹性肘套上，所述传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；所述机械蛇支架具有若干微型机械蛇单元模块，所述微型机械蛇单元模块包括壳体、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上，所述转向装置以能绕第二自由度方向进行旋转运动的方式设置，所述第一自由度方向和所述第二自由度方向相互正交，若干节所述微型机械蛇单元模块相互串联连接，位于一个微型机械蛇单元模块一端的所述转向装置与相邻的另一个微型机械蛇单元模块的另一端进行枢接且与另一个微型机械蛇单元模块另一端的传动装置相连接，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。

【技术特征摘要】
1.一种便携式肘部外骨骼机器人，其特征在于：包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，所述机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套内，所述传感系统与所述控制系统均设置于所述弹性肘套上，所述传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；所述机械蛇支架具有若干微型机械蛇单元模块，所述微型机械蛇单元模块包括壳体、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上，所述转向装置以能绕第二自由度方向进行旋转运动的方式设置，所述第一自由度方向和所述第二自由度方向相互正交，若干节所述微型机械蛇单元模块相互串联连接，位于一个微型机械蛇单元模块一端的所述转向装置与相邻的另一个微型机械蛇单元模块的另一端进行枢接且与另一个微型机械蛇单元模块另一端的传动装置相连接，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。2.如权利要求1所述的一种便携式肘部外骨骼机器人，其特征在于：所述壳体为空心筒状壳体，所述壳体具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别平行设置有沿所述壳体的长度方向的两端向外延伸的一对第一安装部和一对第二安装部，所述第一安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第一安装孔和第三安装孔，第二安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第二安装孔和第四安装孔，所述第一安装孔位于所述第三安装孔的外侧，所述第二安装孔位于所述第四安装孔的外侧，所述第一安装孔的轴向与所述第二安装孔的轴向相互正交，所述第三安装孔的轴向与所述第四安...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑力新，黄建龙，杨芮菘，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建,35