适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构及驱动方法技术

本发明专利技术公开了一种适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构及驱动方法，其结构包括基座、机械腕部组件、机械手部组件、电机驱动组件；所述的基座支撑整个上肢外骨骼腕部结构，所述的机械腕部组件与所述的基座连接，所述的机械手部组件与所述的机械腕部结构连接，所述的电机驱动组件作为整个上肢外骨骼腕部结构的动力源；所述的机械腕部结构主体部分采用双摇杆机构。本发明专利技术结构通过电动驱动的方式，实现了腕部两个自由度的运动，解决了现有电动驱动方式手部关节活动不全面的问题，降低了上肢外骨骼机械结构的成本。

Mechanical Structure and Driving Method for Wrist Motion of Upper Extremity Exoskeleton Mechanism

【技术实现步骤摘要】
适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构及驱动方法
本专利技术涉及上肢外骨骼机械领域，特别涉及一种适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构及驱动方法。
技术介绍
上肢外骨骼是一种可穿戴的人机一体化智能装置，广泛应用于军事、工业和人体康复训练领域。因此，开发和应用上肢外骨骼具有非常现实的意义。助力外骨骼始于1960年美国GE公司研制的单兵助力外骨骼Hardiman，该系统用于增强士兵的手臂持重能力。加拿大伯克利分校、美国雷声公司、日本筑波大学、韩国汉阳大学等相继研制了不同结构形式的外骨骼机器人。这些外骨骼系统多采用气压、液压和电动驱动，主要应用于军事和医疗康复领域。国内，针对外骨骼技术的研究处于起步阶段，但起点高，发展比较迅速。其中，清华大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、华中科技大学、西安交通大学中国科学院、河北工业大学等高校研究所等正在开展相关研究开发，多数尚未运用于实际。如北京工业大学申请的一种柔性上肢助力外骨骼(108578173A)，包括外骨骼柔性执行部件和控制系统。柔性上肢助力外骨骼主要以负压旋转气动人工肌肉作为柔性驱动元件，一个微型真空抽气泵为负压源，控制系统根据力传感器、表面肌本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：包括基座、机械腕部组件、机械手部组件、电机驱动组件；所述的基座支撑整个上肢外骨骼腕部结构，所述的机械腕部组件与所述的基座连接，所述的机械手部组件与所述的机械腕部结构连接，所述的电机驱动组件作为整个上肢外骨骼腕部结构的动力源；所述的机械腕部结构主体部分采用双摇杆机构。

【技术特征摘要】
1.一种适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：包括基座、机械腕部组件、机械手部组件、电机驱动组件；所述的基座支撑整个上肢外骨骼腕部结构，所述的机械腕部组件与所述的基座连接，所述的机械手部组件与所述的机械腕部结构连接，所述的电机驱动组件作为整个上肢外骨骼腕部结构的动力源；所述的机械腕部结构主体部分采用双摇杆机构。2.根据权利要求1所述的适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：所述基座包括前臂夹板(1)及前臂步进电机固定架(3)，使所述的机械腕部组件及电机驱动组件得到固定；所述的电机驱动组件包括前臂步进电机(2)和前臂驱动轴(4)；所述的前臂步进电机(2)与所述的前臂驱动轴(4)通过螺钉连接；所述的机械腕部组件包括齿轮组件、电位器组件、齿轮固定组件、连杆组件、限制运动环组件；所述的齿轮组件与电机驱动模块连接，所述的电位器组件与电机驱动组件连接；所述的齿轮固定组件与齿轮组件连接；所述的连杆组件与齿轮组件连接；所述的限制运动环组件与连杆组件及前臂夹板(1)连接。3.根据权利要求2所述的适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：所述的齿轮组件包括主动齿轮(5)和从动齿轮组件；所述从动齿轮组件包括第一从动齿轮(6)、第二从动齿轮(7)和第三从动齿轮(8)；所述的主动齿轮(5)与电机驱动模块连接，所述的第一从动齿轮(6)及第二从动齿轮(7)与齿轮固定组件连接，所述的第三从动齿轮(8)与连杆组件连接。4.根据权利要求2所述的适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：所述的电位器组件包括前臂电位器(13)、前臂电位器固定架(14)和前臂电位器支架(15)；所述的前臂电位器(13)与电机驱动组件连接；所述的前臂电位器固定架(14)与前臂电位器(13)连接，使所述的前臂电位器(13)保持固定；所述的前臂电位器支架(15)与所述的前臂电位器固定架(14)及前臂夹板(1)连接。5.根据权利要求3所述的适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：所述的齿轮固定组件包括齿轮固定杆、齿轮固定架(9)、齿轮固定轴(12)；所述的齿轮固定杆包括第一齿轮固定杆(10)和第二齿轮固定杆(11)，第一齿轮固定杆(10)与第一从动齿轮(6)连接，使所述的第一从动齿轮(6)得到固定；所述的第二齿轮固定杆(11)与第二从动齿轮(7)连接，使所述的第二从动齿轮(7)得到固定；所述的齿轮固定架(9)与第一齿轮固定杆(10)、第二齿轮固定杆(11)及前臂夹板(1)连接；所述的齿轮固定轴(12)与第三从动齿轮(8)连接，使所述的第三从动齿轮(8)保持固定。6.根据权利要求4所述的适用于上肢外骨骼机构腕部运动的机械结构，其特征在于：所述的连杆组件包括连杆、传动杆(16)、连杆固定件(28)、卡簧轴、卡簧(24)、填充圆环(21)；所述的连杆包括驱动连杆(17)、从动连杆(18)、摇杆(19)和腕部连杆(20)，所述的传动杆(16)与第三从动齿轮(8)连接，所述的驱动连杆(17)与传动杆(16)连接，所述的从动连杆(18)与驱动连杆(17)连接，所述的摇杆(19)与从动连杆(18)连接，所述的填充圆环(21)与从动连杆(18)连接，所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫星，朱春鹏，秦晴，李倩倩，
申请(专利权)人：贵州大学，
类型：发明
国别省市：贵州,52