【技术实现步骤摘要】
一种远端变刚度可重构模块化外骨骼及其控制系统和控制方法
[0001]本专利技术涉及辅助机器人，具体是涉及一种远端变刚度可重构模块化外骨骼及其控制系统和控制方法。
技术介绍
[0002]传统的工业机器人能够在很大程度上替代人去完成部分重复劳动，既节约了人工成本也提高了生产效率，但其有着难以突破的局限性：首先，机器人无法完全取代人类的大脑，无法在实际生产中应对好各种偶然、特殊的场景，尽管可以结合当前正处于发展势头的机器视觉、人工智能等技术使得机器人具备一定程度的智能性，但落实到实际应用场景具有相当的技术难度，且也不能考虑到所有的实际情况。其次，人类具备视觉、听觉、触觉、温度等多种感知能力，同时可以根据感知到的信息迅速做出判断和决策。即便给机器人装备了各类传感器使其拥有了各项感知能力，涉及到信息融合处理的复杂程度也是极高的。同时，在一些特殊的作业场景中，机构复杂的工业机器人无法像人一样进行灵活作业。因此，“人
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外骨骼”的人机共融协作成为了当下智能机器人研究的热点技术。
[0003]传统外骨骼为刚性驱动，...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种远端变刚度可重构模块化外骨骼，其特征在于，包括穿戴机构、设置于穿戴机构上的若干远端变刚度驱动器、若干外骨骼模块，所述远端变刚度驱动器包括驱动电机(10)、与驱动电机配合的减速器、与减速器输出固定连接的驱动转轴(14)、安装在驱动转轴上的输入盘(1)、同样安装在驱动转轴上的输出盘(12)、调节输入盘(1)和输出盘(2)之间连接刚度的刚度调节装置，所述输入盘(1)相对驱动转轴固定；输出盘(12)绕驱动转轴转动；所述输出盘(12)上绕有驱动套索；所述外骨骼模块包括上连接板(39)、设置于上连接板(39)下端的下连接板(44)、与下连接板上端固定连接的套索轮(43)，所述下连接板和套索轮相对上连接板转动，所述驱动套索绕在套索轮(43)上，输出盘、套索轮和驱动套索形成带传动；所述一个远端变刚度驱动器对应一个外骨骼模块。2.根据权利要求1所述的远端变刚度可重构模块化外骨骼，其特征在于，所述刚度调节装置包括若干设置于输入盘(1)上面向输出盘一侧的输入滑轮(2)、若干设置于输出盘(12)上面向输入盘一侧的输出滑轮(3)、用于输入滑轮和输出滑轮之间传递扭矩的钢丝绳(20)，所述钢丝绳一端连接变刚度拉簧(24)的一端，变刚度拉簧(24)另一端与输入盘固定连接；所述钢丝绳另一端固定于绳盘(5)上，绳盘(5)通过调刚转轴(15)定位于输入盘上，绳盘(5)与调刚转轴固定连接且绳盘相对于输入盘旋转，调刚转轴平行于驱动转轴(14)且穿过输入盘与从动带轮固定连接；所述刚度调节装置设置调刚电机(28)，调刚电机输出轴连接蜗杆，蜗杆配合有涡轮，涡轮同轴固定有主动带轮，主动带轮和从动带轮上套设有同步带(22)，所述主动带轮转动通过同步带带动从动带轮转动，从而带动绳盘转动。3.根据权利要求1所述的远端变刚度可重构模块化外骨骼，其特征在于，所述远端变刚度驱动器还包括驱动器支架(19)，驱动支架(19)套设于驱动转轴(14)，所述驱动电机(10)固定于驱动支架(19)上，驱动支架(19)上端设置驱动套索穿过的通孔。4.一种权利要求1至3任意一项所述的远端变刚度可重构模块化外骨骼的控制系统，其特征在于，包括数据采集模块、模型建立模块、判断模块和控制模块；所述数据采集模块用于实时采集外骨骼模块动作时外骨骼的数据；所述模型建立模块用于根据数据采集模块采集的数据建立人机交互作业模型；所述判断模块用于判断外骨骼模块进行的作业状态，以及根据外骨骼模块进行的作业状态判断是否对外骨骼模块进行控制；所述控制模块用于控制远端变刚度驱动器对外骨骼模...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴青聪，赵子越，朱杨辉，陈志贤，张烨虹，竺文帆，鲁嵩山，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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