一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器的制作方法

1.本发明涉及外骨骼机器人技术领域，具体为一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器。


背景技术：

2.助力机器可分为工程助力机器以及生物助力机器两大类，工程助力机器已经应用的领域有汽车(如电动助力转向系统)、工厂(如叉车、电葫芦)以及各种工程机械(如挖掘机、起重机)；而生物助力机器主要是人类使用的外骨骼助力机器人，其中可用在三大方面，即军事、民用、医疗。
3.外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算,为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。随着驱动技术柔性化的发展，能够自然顺应穿戴者肢体的运动，如穿戴衣服一样方便，是外骨骼机器人驱动技术的发展目标。
4.外骨骼机器人最主要的目的就是为人体提供辅助力，而驱动方式将直接影响外骨骼的助力效果及外骨骼的工作效率。机器人驱动器是机器人系统中最重要的组成部分。驱动器决定了机器人的体积、重量、以及机器人控制的算法，然而现有的外骨骼机器人的肢体关节驱动器，灵活性差，易出现运动受限，长时间行走过程中的劳损较大，整体使用不够方便，为此提出一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器。


技术实现要素：

5.(一)解决的技术问题
6.针对现有技术不足，本发明提供了一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，解决了：现有的外骨骼机器人的肢体关节驱动器，灵活性差，易出现运动受限，长时间行走过程中的劳损较大，整体使用不够方便的问题。
7.(二)技术方案
8.为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，包括有两个护板，所述护板呈长方体且之间设置有间距，位于所述护板的内侧设置有轴块，所述轴块呈圆柱体且外侧设置有缺口，位于所述缺口的内部设置有压轴，所述护板的外壁上设置有联动轴，所述联动轴的内侧中间通过转轴与轴块相连接，所述联动轴的外部中间设置有楔块，所述楔块的右侧设置有方形槽口，位于所述楔块的右侧边角处还设置有转动轴一，右上侧的转动轴一上设置有连杆一，右下侧的的转动轴一上设置有横杆，所述连杆一的右端设置有转动轴二，所述转动轴二的右侧还连接有连杆二，所述横杆和连杆二的右端共同连接有条形框架，所述条形框架由若干个支杆组成，且所述条形框架的内部插设有动力结构。
9.作为本发明的进一步优选方式，所述动力结构包括有轴杆一，所述轴杆一的内端连接有活动轴，位于所述活动轴的内端连接有齿盘一，位于所述齿盘一的顶部啮合设置有齿盘二，所述齿盘二的内端连接有输出轴，所述输出轴的内端延伸至动力箱体的内部。
10.作为本发明的进一步优选方式，所述输出轴的内端连接有伞形齿轮一，且伞形齿轮一的两侧对称设置有伞形齿轮二，位于所述伞形齿轮二的外端连接有轴盘，所述轴盘的外端连接有带盘轴，位于所述带盘轴的外侧缠绕有传动带，且传动带的另一端缠绕于联动轴的外部。
11.作为本发明的进一步优选方式，所述动力箱体的内部底部还对称设置有两个可调节的立杆，位于所述立杆的顶部设置有减速齿盘，所述减速齿盘与伞形齿盘相啮合。
12.作为本发明的进一步优选方式，所述轴块与动力箱体之间还设置有缓冲结构。
13.作为本发明的进一步优选方式，所述缓冲结构包括有两个压簧一，两个压簧一对称分布于轴块的上下两侧，且压簧一的另一端与动力箱体相连接。
14.作为本发明的进一步优选方式，所述缓冲结构包括有两个斜架杆，两个斜架杆与动力箱体相连接，位于所述斜架杆的外侧连接有轴轮，所述轴轮的外侧上下设置有两个可转动的压条，所述压条的外端设置有压簧二，所述压簧二与轴块相连接。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器。具备以下有益效果：
17.(1)本发明通过使用动力结构作为驱动力，具体使用轴杆一连接外部的绳驱动动力结构，然后可带动活动轴和齿盘一进行转动，通过齿盘一带动齿盘二进行转动，从而传输动力至动力箱体的内部，齿盘二转动后带动其内部的伞形齿轮一，利用伞形齿轮一带动伞形齿轮二，从而带动外部的带盘轴，带盘轴带动传送带及联动轴，从而可整体带动轴块进行转动，达到关节部位弯折驱动的效果，较为实用。
18.(2)本发明通过在轴块与动力箱体之间，添加了缓冲结构，通过压簧一在轴块之间缓冲，达到柔性驱动的效果。
19.(3)本发明的另一种缓冲结构，可通过压簧二带动压条进行转动，弹性缓冲，达到柔性驱动的效果。
附图说明
20.图1为本发明的立体结构示意图；
21.图2为本发明的整体正视结构示意图；
22.图3为本发明的整体仰视结构示意图；
23.图4为本发明的动力箱体的内部结构示意图；
24.图5为本发明的缓冲结构的实施例二的结构示意图；
25.图6为本发明的缓冲结构的实施例三的结构示意图。
26.图中：1、护板；2、轴块；3、压轴；4、联动轴；5、楔块；6、转动轴一；7、连杆一；8、横杆；9、转动轴二；10、连杆二；11、条形框架；12、轴杆一；13、活动轴；14、齿盘一；15、齿盘二；16、输出轴；17、伞形齿轮一；18、伞形齿轮二；19、轴盘；20、带盘轴；21、传动带；22、立杆；23、减速齿盘；24、压簧一；25、斜架杆；26、轴轮；27、压条；28、压簧二；29、动力箱体。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.请参阅图1-6，本发明实施例提供一种技术方案：
29.实施例一，一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，包括有两个护板1，护板1呈长方体且之间设置有间距，位于护板1的内侧设置有轴块2，轴块2呈圆柱体且外侧设置有缺口，位于缺口的内部设置有压轴3，护板1的外壁上设置有联动轴4，联动轴4的内侧中间通过转轴与轴块2相连接，联动轴4的外部中间设置有楔块5，楔块5的右侧设置有方形槽口，位于楔块5的右侧边角处还设置有转动轴一6，右上侧的转动轴一6上设置有连杆一7，右下侧的的转动轴一6上设置有横杆8，连杆一7的右端设置有转动轴二9，转动轴二9的右侧还连接有连杆二10，横杆8和连杆二10的右端共同连接有条形框架11，条形框架11由若干个支杆组成，且条形框架11的内部插设有动力结构。
30.动力结构包括有轴杆一12，轴杆一12的内端连接有活动轴13，位于活动轴13的内端连接有齿盘一14，位于齿盘一14的顶部啮合设置有齿盘二15，齿盘二15的内端连接有输出轴16，输出轴16的内端延伸至动力箱体29的内部，通过使用轴杆一12连接外部绳驱动设备，利用活动轴13带动齿盘一14，通过齿盘一14传输动力给齿盘二15和动力箱体29。
31.输出轴16的内端连接有伞形齿轮一17，且伞形齿轮一17的两侧对称设置有伞形齿轮二18，位于伞形齿轮二18的外端连接有轴盘19，轴盘19的外端连接有带盘轴20，位于带盘轴20的外侧缠绕有传动带21，且传动带21的另一端缠绕于联动轴4的外部，通过使用输出轴16带动伞形齿轮一17，从而促使伞形齿轮二18，传输动力给带盘轴20，利用传动带21带动联动轴4进行转动。
32.动力箱体29的内部底部还对称设置有两个可调节的立杆22，位于立杆22的顶部设置有减速齿盘23，减速齿盘23与伞形齿盘相啮合，通过使用动力箱体29内部的立杆22调整减速齿盘23的高度，从而可与顶部的伞形齿轮二18接触，达到减速效果。
33.轴块2与动力箱体29之间还设置有缓冲结构，使用缓冲结构达到缓冲效果。
34.实施例二，缓冲结构包括有两个压簧一24，两个压簧一24对称分布于轴块2的上下两侧，且压簧一24的另一端与动力箱体29相连接，通过使用压簧一24进行挤压缓冲。
35.实施例三，缓冲结构包括有两个斜架杆25，两个斜架杆25与动力箱体29相连接，位于斜架杆25的外侧连接有轴轮26，轴轮26的外侧上下设置有两个可转动的压条27，压条27的外端设置有压簧二28，压簧二28与轴块2相连接,，可通过压簧二28带动压条27进行转动，弹性缓冲，达到柔性驱动的效果。
36.工作原理：使用动力结构作为驱动力，具体使用轴杆一12连接外部的绳驱动动力结构，然后可带动活动轴13和齿盘一14进行转动，通过齿盘一14带动齿盘二15进行转动，从而传输动力至动力箱体29的内部，齿盘二15转动后带动其内部的伞形齿轮一17，利用伞形齿轮一17带动伞形齿轮二18，从而带动外部的带盘轴20，带盘轴20带动传送带及联动轴4，从而可整体带动轴块2进行转动，达到关节部位弯折驱动的效果，通过在轴块2与动力箱体29之间，添加了缓冲结构，通过压簧一24在轴块2之间缓冲，达到柔性驱动的效果，另一种缓冲结构，可通过压簧二28带动压条27进行转动，弹性缓冲，达到柔性驱动的效果。
37.本发明的1、护板；2、轴块；3、压轴；4、联动轴；5、楔块；6、转动轴一；7、连杆一；8、横杆；9、转动轴二；10、连杆二；11、条形框架；12、轴杆一；13、活动轴；14、齿盘一；15、齿盘二；
16、输出轴；17、伞形齿轮一；18、伞形齿轮二；19、轴盘；20、带盘轴；21、传动带；22、立杆；23、减速齿盘；24、压簧一；25、斜架杆；26、轴轮；27、压条；28、压簧二；29、动力箱体，部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明解决的问题是现有的外骨骼机器人的肢体关节驱动器，灵活性差，易出现运动受限，长时间行走过程中的劳损较大，整体使用不够方便的问题，本发明通过上述部件的互相组合，本发明通过使用动力结构作为驱动力，具体使用轴杆一连接外部的绳驱动动力结构，然后可带动活动轴和齿盘一进行转动，通过齿盘一带动齿盘二进行转动，从而传输动力至动力箱体的内部，齿盘二转动后带动其内部的伞形齿轮一，利用伞形齿轮一带动伞形齿轮二，从而带动外部的带盘轴，带盘轴带动传送带及联动轴，从而可整体带动轴块进行转动，达到关节部位弯折驱动的效果，较为实用，本发明通过在轴块与动力箱体之间，添加了缓冲结构，通过压簧一在轴块之间缓冲，达到柔性驱动的效果，本发明的另一种缓冲结构，可通过压簧二带动压条进行转动，弹性缓冲，达到柔性驱动的效果。
38.以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点,对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
39.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

技术特征：
1.一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，包括有两个护板(1)，所述护板(1)呈长方体且之间设置有间距，位于所述护板(1)的内侧设置有轴块(2)，所述轴块(2)呈圆柱体且外侧设置有缺口，位于所述缺口的内部设置有压轴(3)，所述护板(1)的外壁上设置有联动轴(4)，所述联动轴(4)的内侧中间通过转轴与轴块(2)相连接，所述联动轴(4)的外部中间设置有楔块(5)，所述楔块(5)的右侧设置有方形槽口，位于所述楔块(5)的右侧边角处还设置有转动轴一(6)，右上侧的转动轴一(6)上设置有连杆一(7)，右下侧的的转动轴一(6)上设置有横杆(8)，所述连杆一(7)的右端设置有转动轴二(9)，所述转动轴二(9)的右侧还连接有连杆二(10)，所述横杆(8)和连杆二(10)的右端共同连接有条形框架(11)，所述条形框架(11)由若干个支杆组成，且所述条形框架(11)的内部插设有动力结构。2.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述动力结构包括有轴杆一(12)，所述轴杆一(12)的内端连接有活动轴(13)，位于所述活动轴(13)的内端连接有齿盘一(14)，位于所述齿盘一(14)的顶部啮合设置有齿盘二(15)，所述齿盘二(15)的内端连接有输出轴(16)，所述输出轴(16)的内端延伸至动力箱体(29)的内部。3.根据权利要求2所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述输出轴(16)的内端连接有伞形齿轮一(17)，且伞形齿轮一(17)的两侧对称设置有伞形齿轮二(18)，位于所述伞形齿轮二(18)的外端连接有轴盘(19)，所述轴盘(19)的外端连接有带盘轴(20)，位于所述带盘轴(20)的外侧缠绕有传动带(21)，且传动带(21)的另一端缠绕于联动轴(4)的外部。4.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述动力箱体(29)的内部底部还对称设置有两个可调节的立杆(22)，位于所述立杆(22)的顶部设置有减速齿盘(23)，所述减速齿盘(23)与伞形齿盘相啮合。5.根据权利要求1所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述轴块(2)与动力箱体之间还设置有缓冲结构。6.根据权利要求5所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述缓冲结构包括有两个压簧一(24)，两个压簧一(24)对称分布于轴块(2)的上下两侧，且压簧一(24)的另一端与动力箱体相连接。7.根据权利要求5所述的一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，其特征在于：所述缓冲结构包括有两个斜架杆(25)，两个斜架杆(25)与动力箱体相连接，位于所述斜架杆(25)的外侧连接有轴轮(26)，所述轴轮(26)的外侧上下设置有两个可转动的压条(27)，所述压条(27)的外端设置有压簧二(28)，所述压簧二(28)与轴块(2)相连接。

技术总结
本发明公开了一种基于绳驱动的超输入柔性驱动器，包括有收纳盒，所述收纳盒呈长方体，且收纳盒的顶部设置有驱动结构，所述驱动结构包括有主驱动盒和辅驱动盒，所述主驱动盒与辅驱动盒至佳境设置有弧形线管，所述主驱动盒和辅驱动盒的顶部均设置有驱动轴，且主驱动盒与辅驱动盒的正面及背面还设置有导热凸柱，所述主驱动盒及辅驱动盒的内部均设置有主控芯板，位于所述主驱动盒及辅驱动盒的底部设置有凸板，且凸板呈长方体且边角处设置有导杆，位于所述凸板的正下方设置有固定结构。本发明可快速固定主驱动盒与辅驱动盒，同时辅驱动盒，可作为备用，进行使用，利用收纳盒外部保护，达到高效防灰和保护的作用。高效防灰和保护的作用。高效防灰和保护的作用。


技术研发人员：李金福 姚涛
受保护的技术使用者：南京金栖梧科技有限公司
技术研发日：2021.12.13
技术公布日：2022/3/8