[实用新型]一种人体关节助力装置

说明书

本实用新型公开了一种人体关节助力装置，包括上臂连接部和下臂连接部，上臂连接部与下臂连接部通过助力关节相连接；助力关节的内部具有无框力矩电机，无框力矩电机的电机转子轴通过谐波减速器驱动助力关节的前端盖旋转，为下臂连接部与上臂连接部的相对转动提供助力。本实用新型的人体关节助力装置，通过无框力矩电机和谐波减速器作为传动结构，人体关节助力装置体积小、结构简单紧凑适合长时间佩戴，佩戴在相应关节部位通过内部的无框力矩电机带动就可以为关节运动提供辅助的助力，是一种适用于老人和残疾人群，并具有简洁、灵活、高效、轻量化以及适合佩戴等优点的关节运动辅助和助力装置。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，具体地说是一种人体关节助力装置。

背景技术

老人和残疾人群需要一种简洁、灵活、高效以及轻量化并适合佩戴的关节运动辅助和助力装置。目前，公知的投入使用的助力臂种类少、数量低，主要原因是助力臂的机械结构较为复杂，控制系统与动力系统庞大。助力臂的控制系统多采用肌电传感器进行控制信号的收集，对设备要求精度高，受限于现有设备的结构导致其所能完成的动作精度较差，只能完成简单动作。另外，现有助力臂的动力系统多采用液压或气压进行动力输出，整个动力系统较为庞大，而且结构笨重不适合长时间佩戴。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述现有技术现状，而提供一种电机驱动的结构简单、轻量化、小型化的人体关节助力装置。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种人体关节助力装置，包括上臂连接部和下臂连接部，上臂连接部与下臂连接部通过助力关节相连接；助力关节的内部具有无框力矩电机，无框力矩电机的电机转子轴通过谐波减速器驱动助力关节的前端盖旋转，为下臂连接部与上臂连接部的相对转动提供助力。

为优化上述技术方案，本实用新型还包括以下改进的技术方案。

上述的助力关节具有圆筒形的外壳，谐波减速器具有圆筒形的钢轮安装座，钢轮安装座同轴心套装在外壳的内部，在钢轮安装座的外壁与外壳的内壁之间安装有第一轴承。

上述钢轮安装座的内部一端固定安装有钢轮，另一端固定安装有电机定子安装座；无框力矩电机固定在电机定子安装座的内部，无框力矩电机的电机转子轴与谐波减速器的波发生器同轴心固定连接，在波发生器的外部安装有柔轮，柔轮的轮侧壁与钢轮的内壁相配合。

上述的前端盖固定在外壳一端，前端盖的内侧与柔轮的端面同轴心固定安装。

上述的电机定子安装座通过第二轴承与电机转子轴转动配合，电机定子固定在电机定子安装座的内壁，电机转子固定在电机转子轴的外壁。

上述的电机转子轴具有中空腔体，在电机转子轴的内壁通过第三轴承设有能转动的输出轴；输出轴的一端与前端盖中心部相连接，另一端连接有绝对编码器。

上述的电机定子安装座具有与钢轮安装座内壁相配合的圆筒部，以及径向延伸的隔板部；隔板部的中心具有圆形轴套部，圆形轴套部的内壁通过第二轴承与电机转子轴转动配合；隔板部的一侧为无框力矩电机的安装室，另一侧为谐波减速器安装室。

上述的电机定子安装座固定有后端盖，后端盖的内壁中心部制有编码器安装座。

上述的绝对编码器固定在编码器安装座内，绝对编码器的轴端插入输出轴内。

与现有技术相比，本实用新型的人体关节助力装置，通过无框力矩电机和谐波减速器作为传动结构，人体关节助力装置体积小、结构简单紧凑适合长时间佩戴，佩戴在相应关节部位通过内部的无框力矩电机带动就可以为关节运动提供辅助的助力，是一种适用于老人和残疾人群，并具有简洁、灵活、高效、轻量化以及适合佩戴等优点的关节运动辅助和助力装置。

附图说明

图1为人体关节助力装置的整体结构示意图。