一种助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人，头部关节安装在助力外骨骼机器人的基座上，头部关节包括外设安装支架以及电动支撑组件，支撑组件置于外设安装支架与基座之间，且电动支撑组件具有多个运动轴，电动支撑组件可驱动外设安装支架作多轴运动；还包括随动控制器，随动控制器电连接电动支撑组件以控制其运转使得外设安装支架跟随用户头部运动。本发明专利技术通过设置外设安装支架以及电动支撑组件，用户可将负载或外设安装至外设安装支架，电动支撑组件对外设安装支架提供了辅助支撑力，从而使得用户头部承担的负载大幅减少或者不需要承担额外负载，大幅减轻了用户的头部负担。

【技术实现步骤摘要】
一种助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人
本专利技术涉及外骨骼机器人
，特别是涉及一种助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人。
技术介绍
外骨骼机器人是一种可帮助用户提高其力量的机械装置，其穿戴在人体的外侧，并辅助人体的骨骼进行支撑，因此称为外骨骼，其常用于工业搬运以及军事领域，可大幅提升用户的搬运或携带物资的能力。现有的外骨骼机器人主要以提升用户手臂与腿部的力量为主，但是在很多场合用户的头部也有辅助支撑需求，如军事领域士兵的头部常要佩戴各种高科技军用设施以提升士兵获取各类信息的能力，这些设施的叠加重量很重，没有外骨骼辅助支撑会对士兵的头部造成严重的压力，现有的外骨骼机器人不能满足上述需求。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种可减轻用户头部负担、使得用户头部具有更高负载能力的助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的助力外骨骼机器人的头部关节，其安装在助力外骨骼机器人的基座上，所述头部关节包括外设安装支架以及电动支撑组件，所述支撑组件置于所述外设安装支架与所述基座之间，且所述电动支撑组件具有多个运动轴，所述电动支撑组件可驱动所述外设安装支架作多轴运动；还包括随动控制器，所述随动控制器电连接所述电动支撑组件以控制其运转使得所述外设安装支架跟随用户头部运动。进一步地，所述电动支撑组件包括第一支架、第二支架以及第三支架；所述第一支架安装在所述基座上，且其可相对于所述基座旋转，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的摇头动作；所述第二支架安装在所述第一支架上，其可相对于所述第一支架左右摆动，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的左右摆头动作；所述第三支架安装在所述第二支架上，其可相对于所述第二支架作俯仰摆动，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的点头及抬头动作；所述外设安装支架固定在所述第三支架上。进一步地，所述第一支架与所述基座之间设置有第一驱动组件以驱动两者的相对运动；所述第一驱动组件包括第一电机、第一小齿轮以及第一固定齿轮部；所述第一固定齿轮部安装在所述基座上或与所述基座一体成型；所述第一小齿轮与所述第一电机的输出轴驱动连接；所述第一小齿轮与所述第一电机啮合。进一步地，所述基座上安装有导滑块，所述第一支架上固定有与所述导滑块配合使用的弧形导滑轨。进一步地，所述第二支架与所述第一支架之间设置有第二驱动组件，所述第二驱动组件包括第二电机；所述第二支架铰接在所述第一支架上，两者之间的相对转动由所述第二电机驱动。进一步地，所述第二驱动组件还包括同步带组件，所述第二电机通过所述同步带组件建立其与所述第二支架的驱动连接关系。进一步地，所述第三支架与所述第二支架之间设置有第三驱动组件，所述第三驱动组件包括第三电机、第三小齿轮以及第三齿轮部，所述第三齿轮部安装在所述第二支架上或与所述第二支架一体成型；所述第三电机安装在所述第三支架上，且所述第三小齿轮与所述第三电机的输出轴驱动连接，所述第三小齿轮与所述第三齿轮部啮合。进一步地，所述外设安装支架包括两个环状件。进一步地，所述外设安装支架上安装有外设安装座，所述外设安装座可相对于所述外设安装支架拆卸。一种助力外骨骼机器人，其包括上述的助力外骨骼机器人的头部关节。有益效果：本专利技术的助力外骨骼机器人的头部关节及助力外骨骼机器人，其通过设置外设安装支架以及电动支撑组件，用户可将负载或外设安装至外设安装支架，电动支撑组件对外设安装支架提供了辅助支撑力，从而使得用户头部承担的负载大幅减少或者不需要承担额外负载，大幅减轻了用户的头部负担。附图说明附图1为助力外骨骼机器人的头部关节的第一视角结构图；附图2为助力外骨骼机器人的头部关节的第二视角结构图；附图3为附图2中A部分的放大结构图。图中：1-基座；2-外设安装支架；21-环状件；3-电动支撑组件；31-第一支架；32-第二支架；33-第三支架；34-第一驱动组件；341-第一电机；342-第一小齿轮；343-第一固定齿轮部；344-导滑块；345-弧形导滑轨；35-第二驱动组件；351-第二电机；352-同步带组件；36-第三驱动组件；361-第三电机；362-第三小齿轮；363-第三齿轮部；4-随动控制器；41-姿态追踪传感器；5-外设安装座；51-座体；511-定位槽；512-第一型面；52-定位块；521-第二型面；53-手拧螺钉。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作更进一步的说明。如附图1与附图2所示的助力外骨骼机器人的头部关节，其安装在助力外骨骼机器人的基座1上，所述头部关节包括外设安装支架2以及电动支撑组件3，所述支撑组件3置于所述外设安装支架2与所述基座1之间，且所述电动支撑组件3具有多个运动轴，所述电动支撑组件3可驱动所述外设安装支架2作多轴运动；还包括随动控制器4，所述随动控制器4电连接所述电动支撑组件3以控制其运转使得所述外设安装支架2跟随用户头部运动。通过上述头部关节，用户可将各类装备或负载安装在外设安装支架2上，如可将热像仪、通信耳机、防毒面罩等装备安装在外设安装支架2上，由于电动支撑组件3的支撑作用，可大幅减轻用户的头部负担或者根本不需要用户的头部承担负载，电动支撑组件3提供全部的支撑作用，此外，由于随动控制器4可控制电动支撑组件3运转使得外设安装支架2跟随用户头部运动，使得安装在外设安装支架2上的各类外设也可随用户的头部同步运动。优选地，所述外设安装支架2包括同心设置并在轴向上错开的两个环状件21。所述外设安装支架2上安装有外设安装座5，所述外设安装座5可相对于所述外设安装支架2拆卸。外设装备均安装在统一规格的外设安装座5上，并通过外设安装座5相对于外设安装支架2拆卸安装，可大大方便各类外设的固定，外设安装座5上可设置外设接口，外设装备可直接安装在外设安装座5上，或者通过专门设计的固定治具安装在外设安装支架2上，如此可方便对各类外设装备的拆装，使得各类外设装备的拆装方法一致，避免各类外设装备安装方法不一导致的拆装困扰。具体地，如附图3所示，所述外设安装座5包括座体51，所述座体51的上侧设有定位槽511；所述座体51的下侧设置有第一型面512，且下侧还设有的定位块52，所述定位块52可相对于所述座体51滑动，定位块52上具备第二型面521，所述第二型面521可与第一型面512配合形成可作用于环状件21的定位用凹槽；所述座体51上还转动安装有手拧螺钉53，所述手拧螺钉53置于所述座体51的座体51的下侧，且手拧螺钉53与所述定位块52之间通过螺纹副连接，使得手拧螺钉53转动时可驱动定位块52平移。通过上述结构，用户可通过旋转手拧螺钉53使得外设安装座5相对于外设安装支架2固定或相对于外设安装支架2可拆卸。安装外设安装座5时，首先使在上的环状件21进入所述定位槽511，然后使得第一型面512靠在在下的环状件21上，再旋转手拧螺钉53使得定位块52上的第二型面521靠住本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种助力外骨骼机器人的头部关节，其安装在助力外骨骼机器人的基座上，其特征在于，所述头部关节包括外设安装支架以及电动支撑组件，所述支撑组件置于所述外设安装支架与所述基座之间，且所述电动支撑组件具有多个运动轴，所述电动支撑组件可驱动所述外设安装支架作多轴运动；还包括随动控制器，所述随动控制器电连接所述电动支撑组件以控制其运转使得所述外设安装支架跟随用户头部运动。/n

【技术特征摘要】
20200424 CN 20201032993261.一种助力外骨骼机器人的头部关节，其安装在助力外骨骼机器人的基座上，其特征在于，所述头部关节包括外设安装支架以及电动支撑组件，所述支撑组件置于所述外设安装支架与所述基座之间，且所述电动支撑组件具有多个运动轴，所述电动支撑组件可驱动所述外设安装支架作多轴运动；还包括随动控制器，所述随动控制器电连接所述电动支撑组件以控制其运转使得所述外设安装支架跟随用户头部运动。


2.根据权利要求1所述的助力外骨骼机器人的头部关节，其特征在于，所述电动支撑组件包括第一支架、第二支架以及第三支架；所述第一支架安装在所述基座上，且其可相对于所述基座旋转，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的摇头动作；所述第二支架安装在所述第一支架上，其可相对于所述第一支架左右摆动，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的左右摆头动作；所述第三支架安装在所述第二支架上，其可相对于所述第二支架作俯仰摆动，以使得所述外设安装支架可跟随用户头部的点头及抬头动作；所述外设安装支架固定在所述第三支架上。


3.根据权利要求2所述的助力外骨骼机器人的头部关节，其特征在于，所述第一支架与所述基座之间设置有第一驱动组件以驱动两者的相对运动；所述第一驱动组件包括第一电机、第一小齿轮以及第一固定齿轮部；所述第一固定齿轮部安装在所述基座上或与所述基座一体成型；所述第一小齿轮与所述第一电机的输出轴驱动连接；所述第一小齿轮与所述第一电机啮合。

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡桂平，
申请(专利权)人：蔡桂平，
类型：发明
国别省市：江苏;32