驱动装置及应用其的外骨骼机器人制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种驱动装置及应用其的外骨骼机器人，该驱动装置包括：旋转组件、旋转限制组件以及弹性势能件。旋转组件包括旋转座和旋转设置于旋转座上的旋转轴；旋转限制组件包括与旋转座连接的端盖组件以及与旋转轴连接的挡板组件，端盖组件与挡板组件可相互之间限制旋转进而限制所述旋转轴与所述旋转座的相互旋转；弹性势能件与旋转组件连接，弹性势能件用于在旋转轴相对旋转座朝第一方向旋转时积蓄弹性势能，并将弹性势能释放以提供旋转轴相对旋转座朝第二方向旋转时的助力。通过上述方式，本发明专利技术的驱动装置能够提供多种驱动方式，进而使得外骨骼机器人可以提供多种助力方式。

【技术实现步骤摘要】
驱动装置及应用其的外骨骼机器人
本专利技术涉及机器人领域，特别涉及一种驱动装置及应用其的外骨骼机器人。
技术介绍
随着各国人口老龄化趋势的加重，在劳动力持续短缺的同时，中风、脊柱损伤和截肢患者的数量也在不断增长，残疾人和失能人群的护理需求强烈。穿戴式外骨骼机器人可在人体运动增强、功能康复训练及假肢功能替代等方面发挥巨大作用。关节驱动装置作为外骨骼机器人核心部件，其整体质量、驱动方式等对实际助力效果及穿戴舒适性、安全性、便捷性、普适性和续航时间等至关重要。现有的关节驱动装置的驱动形式一般是主动助力，驱动方式过于单一，能耗高，无法满足外骨骼机器在如截瘫患者医疗康复和正常人运动辅助等等或者其他各种场景中的实际需求。
技术实现思路
本专利技术提供一种关节驱动装置及应用其的外骨骼机器人，以解决现有技术中关节驱动装置的驱动形式过于单一的问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种驱动装置，所述驱动装置包括：旋转组件，包括旋转座和旋转设置于旋转座上的旋转轴；旋转限制组件，包括与所述旋转座连接的端盖组件以及与所述旋转轴连接的挡板组件，端盖组件与所述挡板组件可相互之间限制旋转进而限制所述旋转轴与所述旋转座的相互旋转；弹性势能件，与所述旋转组件连接，所述弹性势能件用于在所述旋转轴相对所述旋转座朝第一方向旋转时积蓄弹性势能，并将所述弹性势能释放以提供所述旋转轴相对所述旋转座朝第二方向旋转时的助力。根据本专利技术提供的一实施方式，所述端盖组件绕所述旋转轴设置，且所述端盖组件包括绕所述旋转轴设置的第一容纳腔，所述第一容纳腔包括第一环形腔与绕所述第一环形腔设置的第二环形腔；所述挡板组件设置于所述第一环形腔内且绕所述旋转轴设置，所述挡板组件包括绕所述旋转轴设置的第三环形腔，所述第三环形腔与所述第二环形腔连通形成第二容纳腔。根据本专利技术提供的一实施方式，所述旋转限制组件还包括设置于所述第二容纳腔中的阻尼组件，所述阻尼组件包括绕所述旋转轴设置且可以相互旋转的多个第一旋转环与多个第二旋转环，所述多个第一旋转环与所述多个第二旋转环在所述旋转轴的轴线方向上交替间隔设置，所述多个第一旋转环与所述端盖组件固定，所述多个第二旋转环与所述挡板组件固定；所述阻尼组件还包括磁流变液和线圈，所述磁流变液填充于所述第二容纳腔中，所述线圈设置于所述第三环形腔内且位于所述第二旋转环的内圈；其中，所述线圈通电时产生穿透多个第一旋转环与多个第二旋转环的磁通回路，所述磁流变液在所述磁通回路下粘度增大，以使得多个第一旋转环与所述多个第二旋转环在所述磁流变液的阻力下相互之间限制旋转。根据本专利技术提供的一实施方式，所述第一旋转环与所述第二旋转环的间距小于或等于50μm。根据本专利技术提供的一实施方式，所述驱动装置还包括输出法兰，所述输出法兰固定于所述旋转轴上。根据本专利技术提供的一实施方式，所述端盖组件包括相互固定的第一端盖与第二端盖，所述第一端盖与所述输出法兰之间设置有第一轴承，所述第二端盖设置于所述旋转座上且与所述旋转轴之间设置有第二轴承，所述第一端盖与所述第二端盖围合形成所述第一容纳腔。根据本专利技术提供的一实施方式，所述挡板组件包括相互固定的第一挡板和第二挡板，所述第一挡板与所述输出法兰固定。根据本专利技术提供的一实施方式，所述第一挡板包括第一环形块与绕所述第一环形块设置的第一环形板，所述第一环形板与所述第一环形块呈台阶状设置，所述第二挡板包括第二环形块与绕所述第二环形块设置的第二环形板，所述第二环形板与所述第二环形块呈台阶状设置，所述第一环形板与所述第二环形板间隔设置以形成所述第三环形腔，所述第一环形板、第一环形块以及所述第一端盖围合形成第三容纳腔。根据本专利技术提供的一实施方式，所述弹性势能件为环形扭簧，所述环形扭簧设置于所述第三容纳腔内，所述环形扭簧包括内端与外端，所述内端与所述输出第一挡板连接，所述外端与所述第一端盖固定连接。根据本专利技术提供的一实施方式，所述旋转组件为旋转电机，所述旋转座可用于驱动所述旋转轴相对所述旋转座旋转。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是：提供一种外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括上述中任一项所述的驱动装置。有益效果：区别于现有技术，本专利技术通过在旋转组件上设置有旋转限制组件与弹性势能件，该旋转限制组件包括与旋转座连接的端盖组件以及与旋转轴连接的挡板组件，由于端盖组件与挡板组件可以相互之间限制旋转进而限制旋转轴与旋转座的相互旋转。从而可以提供半主动式的助力，如对人体的关节进行支撑。进一步的，通过设置弹性势能件在旋转轴相对旋转座朝第一方向旋转时积蓄弹性势能，并将弹性势能释放以提供旋转轴相对旋转座朝第二方向旋转时的助力，从而可以提供被动式的助力。本专利技术提供的驱动装置能够提供半主动式的驱动方式与被动式的驱动方式，可以适用于各种场景中的关节驱动。附图说明图1是本专利技术提供的驱动装置的整体结构示意图；图2是图1所示驱动装置的一实施方式的爆炸示意图；图3是图1所示驱动装置的另一实施方式的爆炸示意图；图4是图1所示驱动装置沿过中轴线平面的一实施方式的剖面示意图；图5是图4局部区域A的放大示意图；图6是图4中排除挡板组件、阻尼组件以及弹性恢复件的示意图；图7是图4中排除阻尼组件以及弹性恢复件的示意图；图8是是图1所示驱动装置沿过中轴线平面一实施方式的剖面结构示意图；图9是图2所示第一旋转环的结构示意图；图10是图2所示第二旋转环的结构示意图；图11是图2所示的弹性恢复件的结构示意图；图12是图2所示第一挡板的结构示意图；图13是图2所示第二挡板的结构示意图；图14是本专利技术提供的外骨骼机器人应用于人体上的场景示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。另外，若本专利技术实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本专利技术要求的保护范围之内。请一并参阅图1-图13，本专利技术提供一种驱动装置10，该驱动装置10包括旋转组件100、旋转限制组件200以及弹性势能件300。其中，旋转组件100包括有旋转座110和旋转设置于该旋转座110上的旋转轴120。旋转限制组件200包括端盖组件210和挡板组件220，该端盖组件210与旋转座110连接，挡板组本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：/n旋转组件，包括旋转座和旋转设置于旋转座上的旋转轴；/n旋转限制组件，包括与所述旋转座连接的端盖组件以及与所述旋转轴连接的挡板组件，端盖组件与所述挡板组件可相互之间限制旋转进而限制所述旋转轴与所述旋转座的相互旋转；/n弹性势能件，与所述旋转组件连接，所述弹性势能件用于在所述旋转轴相对所述旋转座朝第一方向旋转时积蓄弹性势能，并将所述弹性势能释放以提供所述旋转轴相对所述旋转座朝第二方向旋转时的助力。/n

【技术特征摘要】
1.一种驱动装置，其特征在于，所述驱动装置包括：
旋转组件，包括旋转座和旋转设置于旋转座上的旋转轴；
旋转限制组件，包括与所述旋转座连接的端盖组件以及与所述旋转轴连接的挡板组件，端盖组件与所述挡板组件可相互之间限制旋转进而限制所述旋转轴与所述旋转座的相互旋转；
弹性势能件，与所述旋转组件连接，所述弹性势能件用于在所述旋转轴相对所述旋转座朝第一方向旋转时积蓄弹性势能，并将所述弹性势能释放以提供所述旋转轴相对所述旋转座朝第二方向旋转时的助力。


2.根据权利要求1所述的驱动装置，其特征在于，
所述端盖组件绕所述旋转轴设置，且所述端盖组件包括绕所述旋转轴设置的第一容纳腔，所述第一容纳腔包括第一环形腔与绕所述第一环形腔设置的第二环形腔；
所述挡板组件设置于所述第一环形腔内且绕所述旋转轴设置，所述挡板组件包括绕所述旋转轴设置的第三环形腔，所述第三环形腔与所述第二环形腔连通形成第二容纳腔。


3.根据权利要求2所述的驱动装置，其特征在于，所述旋转限制组件还包括设置于所述第二容纳腔中的阻尼组件，所述阻尼组件包括绕所述旋转轴设置且可以相互旋转的多个第一旋转环与多个第二旋转环，所述多个第一旋转环与所述多个第二旋转环在所述旋转轴的轴线方向上交替间隔设置，所述多个第一旋转环与所述端盖组件固定，所述多个第二旋转环与所述挡板组件固定；
所述阻尼组件还包括磁流变液和线圈，所述磁流变液填充于所述第二容纳腔中，所述线圈设置于所述第三环形腔内且位于所述第二旋转环的内圈；
其中，所述线圈通电时产生穿透多个第一旋转环与多个第二旋转环的磁通回路，所述磁流变液在所述磁通回路下粘度增大，以使得多个第一旋转环与所述多个第二旋转环在所述磁流变液的阻力下相互之间限制旋转。

【专利技术属性】
技术研发人员：吴新宇，王大帅，曹武警，何勇，孙健铨，季心宇，李鹏飞，傅睿卿，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44