一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台制造技术

一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，它涉及一种可折叠稳定平台。本发明专利技术为解决现有可穿戴平台稳定性差、占用空间大且难以实现主动控制的问题。本发明专利技术包括穿戴背板、肩关节、大臂、肘关节、小臂和末端法兰，穿戴背板固接在人体背部，穿戴背板的上端通过肩关节与大臂的下端连接，大臂的上端通过肘关节与小臂的下端连接，末端法兰与小臂的上端连接，大臂和小臂上均设有弹簧重力平衡机构。本发明专利技术用于搭载执行器。器。器。

【技术实现步骤摘要】
一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台


[0001]本专利技术涉及一种可折叠稳定平台，具体涉及一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台。

技术介绍

[0002]近年来，可穿戴装置已经成为作业人员的重要辅助装备之一，可穿戴装置能够辅助穿戴者执行作业任务，增强穿戴者的作业能力，提供给穿戴者实现多种额外能力的可能性。可穿戴稳定平台是一种可穿戴的，用于提供末端稳定支撑的装置，末端可以搭载多种工具、相机等执行器，保障执行器稳定工作。利用稳定平台并配合辅助控制，搭载的执行器无需穿戴者手动控制，可自动执行检测或作业任务。因此，可穿戴稳定平台既需要充分利用穿戴者可操作控制的空间，又需要保证穿戴者运动过程中的稳定性。稳定平台的设计直接决定了穿戴者对末端执行器控制的难易程度以及末端执行器的工作性能等。

技术实现思路

[0003]本专利技术为了解决现有可穿戴平台稳定性差、占用空间大且难以实现主动控制的问题，进而提出一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台。
[0004]本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0005]一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台包括穿戴背板、肩关节、大臂、肘关节、小臂和末端法兰，穿戴背板固接在人体背部，穿戴背板的上端通过肩关节与大臂的下端连接，大臂的上端通过肘关节与小臂的下端连接，末端法兰与小臂的上端连接，大臂和小臂上均设有弹簧重力平衡机构。
[0006]进一步地，所述肩关节包括肘关节驱动电机座、肘关节驱动电机、肘关节驱动轴、从动侧平行四边形肩绳轮、肘关节驱动支撑座、肘关节驱动绳轮、肩关节驱动支撑座、主动侧平行四边形肩绳轮、肩关节驱动轴、肩关节驱动电机和肩关节驱动电机座，肘关节驱动电机座、肘关节驱动支撑座、肩关节驱动支撑座和肩关节驱动电机座分别固接在穿戴背板的外侧端面上，肘关节驱动电机固接在肘关节驱动电机座上，肘关节驱动轴的一端与肘关节驱动电机的输出轴固接，肘关节驱动轴的中部与肘关节驱动支撑座转动连接，从动侧平行四边形肩绳轮与肘关节驱动支撑座固接，肘关节驱动绳轮与肘关节驱动轴的另一端固接，肩关节驱动电机与肩关节驱动电机座固接，肩关节驱动轴的一端与肩关节驱动电机的输出轴固接，肩关节驱动轴的另一端与肩关节驱动支撑座转动连接。
[0007]进一步地，所述大臂包括从动大臂杆、从动侧平行四边形钢丝绳、主动侧平行四边形钢丝绳和主动大臂杆，从动大臂杆的一端与肘关节驱动轴转动连接，从动大臂杆的另一端与肘关节转动连接，从动侧平行四边形钢丝绳的一端绕过并固接在从动侧平行四边形肩绳轮上，从动侧平行四边形钢丝绳的另一端固接在肘关节上，主动大臂杆的一端与肩关节驱动轴固接，主动大臂杆的另一端与肘关节转动连接，主动侧平行四边形钢丝绳的一端绕过并固接在主动侧平行四边形肩绳轮上，主动侧平行四边形钢丝绳的另一端固接在肘关节
上。
[0008]进一步地，大臂上的弹簧重力平衡机构包括从动大臂弹簧挂点架、主动大臂弹簧挂点架、从动大臂平衡弹簧、从动大臂弹簧钢丝绳、从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架、从动大臂弹簧钢丝绳导向轮、主动大臂弹簧钢丝绳导向轮、主动大臂弹簧钢丝绳导向轮架、主动大臂弹簧钢丝绳和主动大臂平衡弹簧，从动大臂弹簧挂点架与从动侧平行四边形肩绳轮固接，主动大臂弹簧挂点架与主动侧平行四边形肩绳轮固接，主动侧平行四边形肩绳轮与肩关节驱动支撑座固接，从动大臂平衡弹簧一端与从动大臂杆的上部固接，从动大臂平衡弹簧的另一端与从动大臂弹簧钢丝绳的一端相连，从动大臂弹簧钢丝绳的另一端绕过从动大臂弹簧钢丝绳导向轮，并与从动大臂弹簧挂点架固接，从动大臂弹簧钢丝绳导向轮与从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架固接，从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架与从动大臂杆的下部固接，主动大臂平衡弹簧一端通过与主动大臂杆的上部固接，主动大臂平衡弹簧的另一端与主动大臂弹簧钢丝绳的一端相连，主动大臂弹簧钢丝绳的另一端绕过主动大臂弹簧钢丝绳导向轮，并与主动大臂弹簧挂点架固接，主动大臂弹簧钢丝绳导向轮与主动大臂弹簧钢丝绳导向轮架固接，主动大臂弹簧钢丝绳导向轮架与主动大臂杆的下部固接。
[0009]进一步地，所述肘关节包括从动侧平行四边形肘绳轮、从动侧肘关节上轴连接板、肘关节上轴、主动侧肘关节上轴连接板、主动侧平行四边形肘绳轮、小臂驱动轮和小臂驱动绳，从动侧平行四边形肘绳轮和主动侧平行四边形肘绳轮均固接在肘关节下轴上，从动侧平行四边形肘绳轮一侧的转动轴肩与从动大臂杆转动连接，从动侧平行四边形钢丝绳的另一端绕过并固接在从动侧平行四边形肘绳轮上，小臂驱动轮设置在从动侧平行四边形肘绳轮和主动侧平行四边形肘绳轮之间且与肘关节下轴转动连接，主动侧平行四边形肘绳轮另一侧的转动轴肩与主动大臂杆转动连接，主动侧平行四边形钢丝绳的另一端绕过并固接在主动侧平行四边形肘绳轮上，从动侧肘关节上轴连接板与从动侧平行四边形肘绳轮的内侧端面固接，主动侧肘关节上轴连接板与主动侧平行四边形肘绳轮的内侧端面固接，肘关节上轴固接在从动侧肘关节上轴连接板与主动侧肘关节上轴连接板之间，小臂驱动绳的一端绕过并固接在小臂驱动轮上，小臂驱动绳的另一端绕过并固接在肘关节驱动绳轮上。
[0010]进一步地，所述肘关节还包括从动侧定位螺栓和主动侧定位螺栓，从动侧定位螺栓固接在肘关节下轴的端部且设置在从动侧平行四边形肘绳轮的外侧端，主动侧定位螺栓固接在肘关节下轴的端部且设置在主动侧平行四边形肘绳轮的外侧端。
[0011]进一步地，所述小臂包括小臂上杆和小臂下杆，小臂上杆的一端与肘关节上轴转动连接，小臂上杆的另一端与末端法兰固接，小臂下杆的一端与小臂驱动轮固接，小臂下杆的另一端与末端法兰固接。
[0012]进一步地，小臂的弹簧重力平衡机构包括小臂弹簧挂点架、小臂平衡弹簧、小臂弹簧钢丝绳、小臂弹簧钢丝绳导向轮和小臂弹簧钢丝绳导向轮架，小臂弹簧挂点架固接在主动侧平行四边形肘绳轮的内侧，小臂平衡弹簧的一端与小臂下杆的上部固接，小臂平衡弹簧的另一端与小臂弹簧钢丝绳的一端相连，小臂弹簧钢丝绳的另一端绕过小臂弹簧钢丝绳导向轮，并固接在小臂弹簧挂点架上，小臂弹簧钢丝绳导向轮与小臂弹簧钢丝绳导向轮架固接，小臂弹簧钢丝绳导向轮架与小臂下杆的下部固接。
[0013]进一步地，所述末端法兰包括末端上面法兰、末端侧面法兰、末端上面法兰转轴和末端侧面法兰转轴，末端上面法兰转轴通过销与小臂上杆的另一端固接，末端上面法兰与
末端上面法兰转轴转动连接，末端侧面法兰转轴通过销与小臂下杆的另一端固接，末端侧面法兰与末端侧面法兰转轴转动连接，末端上面法兰与末端侧面法兰垂直固接。
[0014]进一步地，所述末端上面法兰与末端侧面法兰之间固接有加强肋板。
[0015]本专利技术与现有技术相比包含的有益效果是：
[0016]一、本专利技术将被动重力平衡原理与主动控制方法相结合。
[0017]纯被动平衡机构都无法自动折叠，只能平衡而无法主动控制平台展开或收拢位置，本专利技术在重力被动平衡补偿的基础上可以通过控制电机调整平衡位置，以及让平台自动展开或折叠。
[0018]同时，相比于纯主动控制的机构，依靠重力平衡补偿可以减轻控制电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，其特征在于：它包括穿戴背板(I)、肩关节(II)、大臂(III)、肘关节(IV)、小臂(V)和末端法兰(VI)，穿戴背板(I)固接在人体背部，穿戴背板(I)的上端通过肩关节(II)与大臂(III)的下端连接，大臂(III)的上端通过肘关节(IV)与小臂(V)的下端连接，末端法兰(VI)与小臂(V)的上端连接，大臂(III)和小臂(V)上均设有弹簧重力平衡机构。2.根据权利要求1所述一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，其特征在于：所述肩关节(II)包括肘关节驱动电机座(II
‑
1)、肘关节驱动电机(II
‑
2)、肘关节驱动轴(II
‑
3)、从动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
5)、肘关节驱动支撑座(II
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6)、肘关节驱动绳轮(II
‑
7)、肩关节驱动支撑座(II
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8)、主动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
9)、肩关节驱动轴(II
‑
11)、肩关节驱动电机(II
‑
12)和肩关节驱动电机座(II
‑
13)，肘关节驱动电机座(II
‑
1)、肘关节驱动支撑座(II
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6)、肩关节驱动支撑座(II
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8)和肩关节驱动电机座(II
‑
13)分别固接在穿戴背板(I)的外侧端面上，肘关节驱动电机(II
‑
2)固接在肘关节驱动电机座(II
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1)上，肘关节驱动轴(II
‑
3)的一端与肘关节驱动电机(II
‑
2)的输出轴固接，肘关节驱动轴(II
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3)的中部与肘关节驱动支撑座(II
‑
6)转动连接，从动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
5)与肘关节驱动支撑座(II
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6)固接，肘关节驱动绳轮(II
‑
7)与肘关节驱动轴(II
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3)的另一端固接，肩关节驱动电机(II
‑
12)与肩关节驱动电机座(II
‑
13)固接，肩关节驱动轴(II
‑
11)的一端与肩关节驱动电机(II
‑
12)的输出轴固接，肩关节驱动轴(II
‑
11)的另一端与肩关节驱动支撑座(II
‑
8)转动连接。3.根据权利要求2所述一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，其特征在于：所述大臂(III)包括从动大臂杆(III
‑
1)、从动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
4)、主动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
9)和主动大臂杆(III
‑
12)，从动大臂杆(III
‑
1)的一端与肘关节驱动轴(II
‑
3)转动连接，从动大臂杆(III
‑
1)的另一端与肘关节(IV)转动连接，从动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
4)的一端绕过并固接在从动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
5)上，从动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
4)的另一端固接在肘关节(IV)上，主动大臂杆(III
‑
12)的一端与肩关节驱动轴(II
‑
11)固接，主动大臂杆(III
‑
12)的另一端与肘关节(IV)转动连接，主动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
9)的一端绕过并固接在主动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
9)上，主动侧平行四边形钢丝绳(III
‑
9)的另一端固接在肘关节(IV)上。4.根据权利要求3所述一种基于重力平衡原理的可折叠稳定平台，其特征在于：大臂(III)上的弹簧重力平衡机构包括从动大臂弹簧挂点架(II
‑
4)、主动大臂弹簧挂点架(II
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10)、从动大臂平衡弹簧(III
‑
2)、从动大臂弹簧钢丝绳(III
‑
3)、从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架(III
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5)、从动大臂弹簧钢丝绳导向轮(III
‑
6)、主动大臂弹簧钢丝绳导向轮(III
‑
7)、主动大臂弹簧钢丝绳导向轮架(III
‑
8)、主动大臂弹簧钢丝绳(III
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10)和主动大臂平衡弹簧(III
‑
11)，从动大臂弹簧挂点架(II
‑
4)与从动侧平行四边形肩绳轮(II
‑
5)固接，主动大臂弹簧挂点架(II
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10)与主动侧平行四边形肩绳轮(II
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9)固接，主动侧平行四边形肩绳轮(II
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9)与肩关节驱动支撑座(II
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8)固接，从动大臂平衡弹簧(III
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2)一端与从动大臂杆(III
‑
1)的上部固接，从动大臂平衡弹簧(III
‑
2)的另一端与从动大臂弹簧钢丝绳(III
‑
3)的一端相连，从动大臂弹簧钢丝绳(III
‑
3)的另一端绕过从动大臂弹簧钢丝绳导向轮(III
‑
6)，并与从动大臂弹簧挂点架(II
‑
4)固接，从动大臂弹簧钢丝绳导向轮(III
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6)与从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架(III
‑
5)固接，从动大臂弹簧钢丝绳导向轮架(III
‑
5)与从动大臂杆
(III
‑
1)的下部固接，主动大臂平衡弹簧(III
‑
11)一端通过与主动大臂杆(III
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12)的上部固接，主动大臂平衡弹簧(III
‑
11)的另一端与主动大臂弹簧钢丝绳(III
‑
10)的一端相连，主动大臂弹簧钢丝绳(III
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10)的另一端绕过主动大臂弹簧钢丝绳导向轮(III
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：郑天骄，李家磊，赵思恺，赵杰，朱延河，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：