[实用新型]串联驱动器及外骨骼装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗器械领域，尤其涉及一种串联驱动器，及应用该串联驱动器的外骨骼装置。

背景技术

随着科技的发展，越来越多的机械产品应用于对人体的理疗中，例如外骨骼装置，其中外骨骼机器人已广泛应用于对下身瘫痪者的理疗。另外，外骨骼手臂也在正在兴起。

现有的外骨骼装置中串联相邻关节的驱动器大多采用刚性驱动器，而刚性驱动器对控制人机交互力存在一定难度，在使用过程中，存在失去稳定性的隐患，容易对人体造成伤害；少量的外骨骼机械装置采用柔性驱动器，但是目前的柔性驱动器普遍采用丝杠或者传动齿轮等结构，导致局部体积较大，整体重量增加，使用不方便。

实用新型内容

针对上述缺陷，本实用新型提供一种结构简单、能够柔性驱动的串联驱动器，以及应用该串联驱动器的外骨骼装置。

一种串联驱动器，用于连接第一构件及第二构件，所述串联驱动器包括架体、动力机构、转轴、第一转动件、第二转动件及至少一柔性驱动件；所述架体、转轴能够设置于第一骨骼结构；所述动力机构设置于所述架体，所述动力机构包括驱动轴，所述驱动轴设有第一轮齿结构；所述第一转动件转动地设置于所述转轴，所述第一转动件设有与所述第一轮齿结构啮合的第二轮齿结构；所述动力机构能够驱动或者制动所述第一转动件绕所述转轴转动；所述第二转动件转动地连接于所述转轴，并能够连接于第二骨骼结构；所述柔性驱动件设置于所述第一转动件与所述第二转动件之间，所述第一转动件通过所述柔性驱动件带动所述第二转动件延时转动。

优选地，所述驱动轴与所述转轴垂直，所述第一轮齿结构为设置于所述驱动轴末端的锥形轮齿结构，所述第二轮齿结构对应地设置为位于所述第一转动件外缘的锥形轮齿结构。

优选地，所述动力机构还包括电机及减速装置，所述电机及所述减速装置连接于所述驱动轴，分别驱动或者制动所述驱动轴。

优选地，所述第一转动件与所述第二转动件沿轴向靠近地设置，所述第一转动件设有至少一第一收容空间，所述第二转动件至少设有与所述第一收容空间对应的一第二收容空间，所述柔性驱动件收容于所述第一收容空间及所述第二收容空间内，所述第一转动件的转动能够通过所述柔性驱动件传递至所述第二转动件，使所述第二转动件延时转动。

优选地，所述第一收容空间及所述第二收容空间均是设置为沿所述第一转动件转动的周向延伸，所述第一收容空间及所述第二收容空间的端面沿径向设置，所述第一收容空间及所述第二收容空间的端面对应地与所述柔性驱动件的端面相抵。

优选地，所述第二转动件于所述第二收容空间的端面分别向内延伸一限位块，所述柔性驱动件设有与所述限位块对应的限位槽，所述限位块收容于对应的限位槽；或者， 所述第一转动件于所述第一收容空间的端面分别向内延伸一限位块，所述柔性驱动件设有与所述限位块对应的限位槽，所述限位块收容于对应的所述限位槽。

优选地，所述第一收容空间、第二收容空间的结构分别沿竖直方向呈左右对称设置，以使所述第一转动件及所述第二转动件在转动时，往不同方向转动的驱动力或者制动力相同。

优选地，串联驱动器还包括连接于所述驱动轴的第一传感机构，用于感测所述驱动轴的转动速度。

优选地，串联驱动器还包括第二传感机构，用于感测所述第二转动件转动的角度及角速度，其中，所述第二传感机构设置为包括与所述第二转动件同轴的主动转轮、与所述主动转动轮带式传动连接的从动转轮以及与所述从动转轮同轴设置的传感器；或者所述第二传感机构设置为位于所述第二转动件的传感器。

一种外骨骼装置，包括人体骨骼结构及关节结构，所述外骨骼装置包括如上所述的串联驱动器，所述串联驱动器设置于关节结构处并连接相邻的骨骼结构，所述关节结构处通过所述串联驱动器实现柔性驱动，以控制通过所述关节结构相连的骨骼结构柔性转动。

上述串联驱动器通过动力机构的驱动轴驱动所述第一转动件转动，通过所述柔性驱动件将所述驱动力传递柔性地传递给所述第二转动件，以使所述第二转动件延时转动，满足柔性转动的需要；驱动轴与第一驱动件通过齿轮配合，动力传输稳定。

应用上述柔性驱动器的外骨骼装置，能够实现骨骼结构柔性地运动，与常规人体的动作更为接近，达到良好的仿真效果。

附图说明

图1是本实用新型提供的较佳实施例的串联驱动器的立体图。

图2是图1中部分元件的立体分解图。

图3是图1中部分元件的立体图。

具体实施方式