[发明专利]一种便携式肘部外骨骼机器人

说明书

本发明公开了一种便携式肘部外骨骼机器人，包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套上，传感系统设置于弹性肘套的一端，控制系统设置于所述弹性肘套上，传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；本发明有如下改进之处：机械蛇支架具有多个自由度，可满足肘关节运动时对不同方向上的自由度需求，并且具有重量轻、便于携带的优点。

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，特别是涉及一种便携式肘部外骨骼机器人。

背景技术

外骨骼，也称为动力机械外骨骼机器人，是一种可以跟随身体协同工作，穿在身上的机器人，其特点在于可以增加人体机能，而手肘作为人体重要的运动关节也可使用外骨骼进行增强；

申请号为201611015755.4的发明公开了一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人，主要包括肘关节外骨骼机构、驱动机构和控制装置，将外骨骼与驱动机构分开布置，通过钢丝绳与轮盘的结构过渡实现传动。在驱动方式上采用绳驱结构配合串联弹性驱动器，在外骨骼的设计中加入了两个被动自由度，模拟人体肘关节运动特性，实现外骨骼与人体肘关节的自适应调整，但是这种肘关节外骨骼机器人由于其采用的结构限制，仅仅可以满足两个被动的自由度方向上的运动，使用时比较拘束，无法灵活的运动，并且结构笨重。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可提供多自由度方向运动的肘部关节外骨骼机器人。

为了达成上述目的，本发明的解决方案是：

一种便携式肘部外骨骼机器人，其特征在于：包括机械蛇支架、弹性肘套、传感系统和控制系统，所述机械蛇支架沿所述弹性肘套的长度方向穿设于所述弹性肘套内，所述传感系统与所述控制系统均设置于所述弹性肘套上，所述传感系统的输出端连接所述控制系统的输入端；

所述机械蛇支架具有若干微型机械蛇单元模块，所述微型机械蛇单元模块包括壳体、驱动装置、传动装置和转向装置，所述驱动装置和所述传动装置设置在所述壳体上，所述驱动装置通过所述传动装置驱动所述转向装置进行转向，所述转向装置枢接于所述壳体的一端上，所述转向装置以能绕第一自由度方向进行旋转运动的方式设置，或所述转向装置枢接于所述壳体的另一端上，所述转向装置以能绕第二自由度方向进行旋转运动的方式设置，所述第一自由度方向和所述第二自由度方向相互正交，若干节所述微型机械蛇单元模块相互串联连接，位于一个微型机械蛇单元模块一端的所述转向装置与相邻的另一个微型机械蛇单元模块的另一端进行枢接且与另一个微型机械蛇单元模块另一端的传动装置相连接，所述控制系统的输出端与所述驱动装置的驱动电路的输入端相连接。

进一步的,所述壳体为空心筒状壳体，所述壳体具有位于长度方向两端的第一端部和第二端部，所述第一端部和所述第二端部上分别平行设置有沿所述壳体的长度方向的两端向外延伸的一对第一安装部和一对第二安装部，所述第一安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第一安装孔和第三安装孔，第二安装部上在所述壳体的长度方向上相邻设置有第二安装孔和第四安装孔，所述第一安装孔位于所述第三安装孔的外侧，所述第二安装孔位于所述第四安装孔的外侧，所述第一安装孔的轴向与所述第二安装孔的轴向相互正交，所述第三安装孔的轴向与所述第四安装孔的轴向相互正交；

所述驱动装置包括位于所述第一端部的第一微型电机、位于所述第二端部的第二微型电机和驱动模块，所述第一微型电机和所述第二微型电机均为正反转电机，所述驱动模块包括电源和驱动电路，所述第一微型电机和所述第二微型电机分别连接于所述驱动电路的输出端；

所述传动装置为两端均设置有传动齿轮的传动杆，所述传动杆的两端设置有传动齿轮，所述传动杆的数量为2根，2根所述传动杆的两端端部分别活动嵌设于所述第三安装孔和所述第四安装孔上；

所述转向装置包括转向板和两个转向齿轮，所述转向板上设置有与所述第一安装孔相配合的第一安装块、以及与所述第二安装孔相配合第二安装块，所述第一安装块和所述第二安装块分别凸设于所述转向板的横向两侧和纵向两侧上；