[发明专利]可穿戴式人体关节助力装置

说明书

本文公开了一种可穿戴式人体关节助力装置，包括：驱动机构，包括旋转输出轴；凸轮机构，包括多个凸轮，多个凸轮均安装在旋转输出轴上；柔索组件，包括多个柔索，多个柔索与多个凸轮对应，每个凸轮上都缠绕有一个柔索；柔索导向机构，多个柔索通过柔索导向机构导向；和柔索并联机构，包括固定平台和活动平台，固定平台固定在人体关节的支撑侧，活动平台固定在人体关节的施力侧，固定平台上设有柔索过孔，多个柔索穿过固定平台上的柔索过孔后均连接至活动平台。该可穿戴式人体关节助力装置采用欠驱动设计，多个凸轮采用一个旋转输出轴带动，减少了驱动机构中驱动电机的数量，降低了装置的质量、体积与成本，提高了装置的便携性。

技术领域

本文涉及但不限于机械技术领域，特别涉及一种可穿戴式人体关节助力装置。

背景技术

可穿戴式机器人，又可称为外骨骼，其发展与应用使得人体能够在机器人的帮助下，省时、省力、安全、灵活地进行一系列动作，且已经被应用于医疗、军事、日常劳作等许多领域。可穿戴式机器人的机械结构与驱动方式多种多样，索驱动由于其特性，被许多研究者用于外骨骼的机械设计中，作为外骨骼的驱动方式、力传递方式。

其中并联绳索结构的可穿戴机器人，由于其人体适应性高、活动范围大、质量轻、便于在多个自由度施加力等一系列不可替代的优点，是目前许多研究机构采取的一种外骨骼机械结构。但是由于这种机械设计方案采用了多根绳索，因此在驱动上往往需要多个驱动电机，导致驱动装置的质量与体积较大，影响了机器人的便携性，从而影响了其在人体助力上的应用。目前已有的研究中，并联绳索结构的可穿戴机器人的驱动部分往往由于重量与体积太大，设置在实验架上，无法实现便携。

发明内容

以下是对本文详细描述的主题的概述。本概述并非是为了限制权利要求的保护范围。

本申请实施例提供一种可穿戴式人体关节助力装置，其只需要一个驱动电机就能带动多根柔索构成的并联柔索机构，实现多自由度助力，减少了驱动电机的个数，降低了装置的质量、体积与成本，提高了装置的便携性。

一种可穿戴式人体关节助力装置，包括：

驱动机构，包括旋转输出轴；

凸轮机构，包括多个凸轮，多个所述凸轮均安装在所述旋转输出轴上；

柔索组件，包括多个柔索，多个所述柔索与多个所述凸轮对应，每个所述凸轮上都缠绕有一个所述柔索；

柔索导向机构，多个所述柔索通过所述柔索导向机构导向；和

柔索并联机构，包括固定平台和活动平台，所述固定平台设置成固定在人体关节的支撑侧，所述活动平台设置成固定在人体关节的施力侧，所述固定平台上设有柔索过孔，多个所述柔索穿过所述固定平台上的柔索过孔后均连接至所述活动平台。

该可穿戴式人体关节助力装置中，凸轮机构中的多个凸轮均安装在驱动机构的一个旋转输出轴上，这样可通过一个旋转输出轴带动多个凸轮转动，即通过一个驱动电机带动多个凸轮转动。因此，本申请实施例的可穿戴式人体关节助力装置采用欠驱动的设计，用一个驱动电机控制多个柔索实现对人体关节多个自由度的助力，减少了驱动机构中驱动电机的数量，进而降低了装置的质量、体积与成本，提高了装置的便携性。

本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。

附图说明

图1为本申请一实施例的可穿戴式人体关节助力装置的结构示意图；

图2为本申请另一实施例的可穿戴式人体关节助力装置的结构示意图；

图3为本申请实施例的可穿戴式人体关节助力装置的驱动机构与凸轮机构的装配结构示意图；

图4为本申请实施例的可穿戴式人体关节助力装置的凸轮机构的结构示意图；