一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，涉及康复机器人技术领域，包括：肩关节结构

【技术实现步骤摘要】
一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人


[0001]本技术涉及康复机器人
，尤其涉及一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人
。

技术介绍

[0002]目前的上肢外骨骼的肘关节结构都不符合人体工学，需要保证外骨骼旋转中心与人体肘关节屈伸运动的旋转中心轴重合，而在许多情况下由于人体与外骨骼间的相互运动，造成人体关节与外骨骼关节无法很好的对齐，这不仅造成人机运动不协调，还会造成关节的压力，从而可能损伤关节
。
[0003]因此，亟需一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，以解决上述现有技术中的问题，能够实现上肢外骨骼的肘关节旋转中心自对准功能
。
[0005]本技术提供了一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，包括：肩关节结构
、
肘关节结构和腕关节结构，其中，所述肩关节结构包括分别具有1个自由度的肩关节前屈
/
后伸结构和肩关节内收
/
外展结构，所述肘关节结构包括肘关节屈曲
/
伸展结构和肘关节旋内
/
旋外结构，其中，所述肘关节屈曲
/
伸展结构具有3个自由度，为欠驱动结构；所述肘关节旋内
/
旋外结构具有1个自由度，为远心机构，所述腕关节结构包括分别具有1个自由度的腕关节掌屈
/
背曲结构和腕关节尺偏
/
桡偏结构
。
[0006]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肩关节内收
/
外展结构连接有第一电机，所述肩关节前屈
/
后伸结构连接有第二电机，并且，所述第一电机的旋转线与所述肩关节内收
/
外展结构的轴线重合，所述第二电机的旋转线与所述肩关节前屈
/
后伸结构的轴线重合
。
[0007]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肩关节内收
/
外展结构和所述肩关节前屈
/
后伸结构之间设置有肩关节转接件，所述肩关节转接件分别通过螺栓与所述肩关节内收
/
外展结构和所述肩关节前屈
/
后伸结构固接
。
[0008]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肘关节屈曲
/
伸展结构连接有第一小臂连接件，所述肘关节旋内
/
旋外结构连接有第二小臂连接件，并且所述第一小臂连接件和所述第二小臂连接件通过螺栓螺母固接
。
[0009]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肘关节屈曲
/
伸展结构包括第一驱动轮
、
第一从动轮和第二从动轮，其中，所述第一驱动轮安装在驱动轮支撑架上，所述第一驱动轮与所述驱动轮支撑架通过滚动轴承连接，并且所述第一驱动轮通过联轴器固接有第三电机，所述第三电机用于带动所述第一驱动轮绕所述驱动轮支撑架转动；所述第一驱动轮与所述第一从动轮之间通过第一连杆连接，所述第一驱动轮分别通过滚动轴承与所述第一从动轮和所述第一连杆连接，所述第一驱动轮与所
述第一从动轮均可在所述第一连杆上转动
。
[0010]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述第一从动轮与所述第二从动轮之间通过第二连杆连接，所述第二连杆与所述第一从动轮之间通过滚动轴承连接，所述第一从动轮与所述第二从动轮均可在所述第二连杆上转动；所述第二从动轮固接在从动轮支撑架上，并且所述从动轮支撑架与所述第一小臂连接件连接，以使所述第二从动轮的扭矩传递到所述第一小臂连接件上，使所述第一小臂连接件可随所述第二从动轮同时转动；所述第一驱动轮
、
所述第一从动轮和所述第二从动轮之间通过绳索实现依次传动
。
[0011]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肘关节旋内
/
旋外结构包括第四电机，所述第四电机安装在第一电机安装架上，所述第四电机的末端连接有第二驱动轮，所述第二驱动轮可随所述第四电机的电机轴转动，所述第一电机安装架通过轴承连接有转接固定件，并且所述第一电机安装架可绕所述转接固定件的中心转动；所述转接固定件与所述第二小臂连接件连接，所述第二小臂连接件通过所述第一小臂连接件与所述肘关节屈曲
/
伸展结构连接；所述转接固定件的末端固接有第四从动轮，所述第四从动轮与所述第二驱动轮啮合；所述第一电机安装架的两端通过两根连杆转轴分别连接有第三连杆，使所述第三连杆可绕所述连杆转轴转动，并在其中一根所述连杆转轴上连接有第三从动轮，所述第三从动轮与所述第二驱动轮啮合；两根所述第三连杆的两端通过杆件转轴连接有第四连杆，所述第四连杆上固接有腕部连接件
。
[0012]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述腕关节尺偏
/
桡偏结构连接有第五电机，所述腕关节掌屈
/
背曲结构连接有第六电机，并且，所述第五电机的电机旋转轴线与所述腕关节尺偏
/
桡偏结构的轴线重合，所述第六电机的电机旋转轴线与所述腕关节掌屈
/
背曲结构的轴线重合；所述腕关节掌屈
/
背曲结构的末端安装有手柄，所述手柄安装在手柄安装板上；所述第五电机和所述第六电机安装在第二电机安装架上，所述第五电机和所述第六电机的电机轴末端分别固接有电机转轴连接件，与所述第五电机对应的所述电机转轴连接件通过螺栓固接有第一腕部转接件，以使所述第一腕部转接件与所述电机转轴连接件可同时随所述第五电机的电机转轴转动，且具有同样的角速度；所述第一腕部转接件通过螺栓连接有第二腕部转接件，所述第二腕部转接件上开设有第一
U
形槽孔；所述腕部转接件上通过螺栓固接在与所述第六电机对应的所述第二电机安装架上；所述手柄安装板与所述电机转轴连接件之间通过螺栓固接
。
[0013]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述肩关节结构与所述肘关节结构之间设置有大臂固定结构，所述大臂固定结构分别通过螺栓螺母与所述肩关节结构和所述肘关节结构连接
。
[0014]如上所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其中，优选的是，所述大臂固定结构包括肩肘连接板和魔术贴，所述肩肘连接板上开设有第二
U
形槽孔，用于调节所述肩关节结构与所述肘关节结构之间的距离，所述魔术贴用于将大臂与外骨骼机器人连接
。
[0015]本技术的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，包括：肩关节结构
、
肘关节结构和腕关节结构，其中，所述肩关节结构包括分别具有1个自由度的肩关节前屈
/
后伸结构和肩关节内收
/
外展结构，所述肘关节结构包括肘关节屈曲
/
伸展结构和肘关节旋内
/
旋外结构，其中，所述肘关节屈曲
/
伸展结构具有3个自由度，为欠驱动结构；所述肘关节旋内
/
旋外结构具有1个自由度，为远心机构，所述腕关节结构包括分别具有1个自由度的腕关节掌屈
/
背曲结构和腕关节尺偏
/
桡偏结构
。2.
根据权利要求1所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，所述肩关节内收
/
外展结构连接有第一电机，所述肩关节前屈
/
后伸结构连接有第二电机，并且，所述第一电机的旋转线与所述肩关节内收
/
外展结构的轴线重合，所述第二电机的旋转线与所述肩关节前屈
/
后伸结构的轴线重合
。3.
根据权利要求2所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，所述肩关节内收
/
外展结构和所述肩关节前屈
/
后伸结构之间设置有肩关节转接件，所述肩关节转接件分别通过螺栓与所述肩关节内收
/
外展结构和所述肩关节前屈
/
后伸结构固接
。4.
根据权利要求1所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，所述肘关节屈曲
/
伸展结构连接有第一小臂连接件，所述肘关节旋内
/
旋外结构连接有第二小臂连接件，并且所述第一小臂连接件和所述第二小臂连接件通过螺栓螺母固接
。5.
根据权利要求4所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，所述肘关节屈曲
/
伸展结构包括第一驱动轮
、
第一从动轮和第二从动轮，其中，所述第一驱动轮安装在驱动轮支撑架上，所述第一驱动轮与所述驱动轮支撑架通过滚动轴承连接，并且所述第一驱动轮通过联轴器固接有第三电机，所述第三电机用于带动所述第一驱动轮绕所述驱动轮支撑架转动；所述第一驱动轮与所述第一从动轮之间通过第一连杆连接，所述第一驱动轮分别通过滚动轴承与所述第一从动轮和所述第一连杆连接，所述第一驱动轮与所述第一从动轮均可在所述第一连杆上转动
。6.
根据权利要求5所述的结合肘关节欠驱动的八自由度上肢外骨骼机器人，其特征在于，所述第一从动轮与所述第二从动轮之间通过第二连杆连接，所述第二连杆与所述第一从动轮之间通过滚动轴承连接，所述第一从动轮与所述第二从动轮均可在所述第二连杆上转动；所述第二从动轮固接在从动轮支撑架上，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李贞兰，刘斌，黄锟，林韬，
申请(专利权)人：吉林大学第一医院，
类型：新型
国别省市：