一种肌腱传动力反馈肩肘外骨骼制造技术

本发明专利技术属于外骨骼机器人技术中的主从遥操作领域，具体地说是一种肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，左右对称可构成双臂结构；前臂握把固定安装在肘关节组件一端，肘关节组件另一端与肩部关节组件固定连接；肩部关节组件依次具有肩部前伸后缩、肩部内旋外旋、肩部外展内收的自由度；肩部关节组件可选择与背负系统或其他平台固定连接；肘关节组件与肩关节组件中间安装固定有大臂绑带组件。本发明专利技术具有便携可穿戴，运动低惯量、高兼容性及强操控灵活性等特点，可广泛应用于高临场感外骨骼遥操作领域、运动康复与检测领域。运动康复与检测领域。运动康复与检测领域。

【技术实现步骤摘要】
一种肌腱传动力反馈肩肘外骨骼


[0001]本专利技术属于外骨骼机器人技术中的主从遥操作领域，具体地说是一种肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，用于提升人机交互本质安全性。

技术介绍

[0002]随着工业技术的迅速发展，七自由度串联机器人由于具有较高的灵活性、可靠性和适应性，能够避免六自由度串联机器人中经常出现的结构奇异性问题以及关节限制问题，具备较强的避障能力；在一些特殊的要求和环境下能够顺利完成复杂的任务，如装配、焊接等行业得到广泛应用，并已经实现了自动化控制。但在核辐射、火灾及反恐作战现场等非结构环境、多样化任务作业中，仍很难实现机器人的自动作业，仍需要人员参与控制，主从遥操作是最常用的操作方法。
[0003]类人型机器人能够更好地复现操作人员的肢体动作，被认为是遥操作系统中从端机器人的理想选择；但在控制过程中需要多个关节的控制参数，以复现主端操作者上肢作业动作，实现非结构环境下的复杂任务作业。但现有遥操作系统中，主端操作器多采用与人体手臂异构的六自由度力反馈控制器实现主从末端工具的笛卡尔空间位姿控制，无法对从类人型机器人各关节进行有效控制与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，其特征在于：包括前臂握把(1000)、肘关节组件(2000)、肩部关节组件(3000)及大臂绑带组件(4000)，其中肩部关节组件(3000)包括肩部前伸后缩关节组件(3100)、肩部内旋外旋关节组件(3200)及肩部外展内收关节组件(3300)，所述肩部外展内收关节组件(3300)安装于背负系统或平台上，该肩部外展内收关节组件(3300)输出端输出的旋转自由度绕肩部外展内收关节回转轴线(J4)旋转，所述肩部内旋外旋关节组件(3200)与肩部外展内收关节组件(3300)的输出端连接，该肩部内旋外旋关节组件(3200)输出端输出的旋转自由度绕肩部内旋外旋关节回转轴线(J3)旋转，所述肩部前伸后缩关节组件(3100)与肩部内旋外旋关节组件(3200)的输出端连接，该肩部前伸后缩关节组件(3100)输出端输出的旋转自由度绕肩部前伸后缩关节回转轴线(J2)旋转；所述肘关节组件(2000)的一端与肩部前伸后缩关节组件(3100)的输出端相连，另一端为输出端，该肘关节组件(2000)的输出端输出的旋转自由度绕关节回转轴线(J1)旋转；所述前臂握把(1000)的一端与肘关节组件(2000)的输出端相连，另一端为手握端；所述肘关节组件(2000)与肩关节组件(3000)中间安装固定有大臂绑带组件(4000)。2.根据权利要求1所述的肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，其特征在于：所述肘关节组件(2000)包括肘部转动盘(2001)、肩肘连杆(2003)、肌腱A(2004)、肌腱B(2005)、力放大滑轮组(2006)、定滑轮组(2007)、导向单元(2008)、动力绞盘A(2009)、远程动力单元(2010)及肌腱C(2011)，该肘部转动盘(2001)通过轴承与肩肘连杆(2003)的一端转动连接，所述肩肘连杆(2003)的另一端与肩部前伸后缩关节组件(3100)的输出端相连；所述远程动力单元(2010)固定安装在肩部前伸后缩关节组件(3100)的输出端上，该远程动力单元(2010)的输出端连接有动力绞盘A(2009)；所述肩肘连杆(2003)的每侧均设有力放大滑轮组(2006)及定滑轮组(2007)，该定滑轮组(2007)的轮座固接于所述肩肘连杆(2003)上，所述力放大滑轮组(2006)的轮座通过导向单元(2008)与肩肘连杆(2003)的侧面滑动连接；所述肌腱B(2005)、肌腱C(2011)的一端分别旋向相反地缠绕在动力绞盘A(2009)上，该肌腱B(2005)、肌腱C(2011)的另一端分别由两侧定滑轮组(2007)中的定滑轮、力放大滑轮组(2006)中的滑轮绕过后固接于定滑轮组(2007)的轮座上，所述肌腱B(2005)、肌腱C(2011)通过远程动力单元(2010)的驱动同步反向移动；所述肌腱A(2004)为两根，对称设置在所述肩肘连杆(2003)的两侧，每侧所述肌腱A(2004)的一端与同侧的力放大滑轮组(2006)中的轮座相连，另一端与所述肘部转动盘(2001)的同侧连接。3.根据权利要求2所述的肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，其特征在于：所述肩肘连杆(2003)上安装有用于检测肘部转动盘(2001)相对于肩肘连杆(2003)旋转角度的肘关节位置编码器(2002)。4.根据权利要求1所述的肌腱传动力反馈肩肘外骨骼，其特征在于：所述肩部前伸后缩关节组件(3100)包括肩部前伸后缩关节转动架(3001)、肩部前伸后缩—内旋外旋连杆(3002)、肩部动力单元(3011)、动力绞盘B(3006)、肌腱换向轮(3007)、肌腱D(3008)及肌腱E(3009)，该肩部前伸后缩—内旋外旋连杆(3002)的一端与所述肩部内旋外旋关节组件(3200)的输出端相连，所述肩部前伸后缩关节转动架(3001)通过轴承转动连接于肩部内旋外旋关节组件(3200)的另一端，该肩部前伸后缩转动架(3001)作为肩部前伸后缩关节组件(3100)的输出端，用于与所述肘关节组件(2000)连接；所述肩部动力单元(3011)固定在肩部前伸后缩—内旋外旋连杆(3002)上，输出端连接有动力绞盘B(3006)，所述肌腱换向轮
(3007)通过轴承转动安装在肩部前伸后缩—内旋外旋连杆(3002)上，所述动力绞盘B(3006)通过肌腱D(300...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连庆，杨铁，于鹏，杨洋，刘柱，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：