[发明专利]基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人

权利要求书

1.基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，包括左腿与右腿两组对称设置的腿部外骨骼结构，其特征在于：所述的腿部外骨骼结构包括一对超输入柔性驱动器、绷带结构、脚底板，所述的超输入柔性驱动器均包括一组通过绳连接的柔性驱动器，一对超输入柔性驱动器通过机械连接装置连接；其中一个绷带结构与一个超输入柔性驱动器连接，另一个绷带结构与机械连接装置连接；脚底板通过转接支架与另一个超输入柔性驱动器连接；

所述的超输入柔性驱动器，包括两个通过绳连接柔性驱动器，每个柔性驱动器均包括电机外壳、电机、齿轮箱、第一编码器、固定电机装置、第二编码器、联轴器、扭簧、滚筒、机械连接装置、两个伞齿轮、两根光轴、四个套筒、四个轴承、四个端盖；电机与电机固定装置安装于电机外壳上，电机外壳与齿轮箱固定连接；第一编码器与电机连接，通过在电机外壳上开孔外露；第一伞齿轮与电机输出轴相连，第一伞齿轮与第二伞齿轮啮合，实现输出90度转向；第一光轴从第一轴承中穿过与第二伞齿轮连接；第一轴承固定在电机外壳上，第一轴承内圈一端与第一套筒接触，另一端与第二套筒接触，第一轴承外圈与第一端盖接触；第二轴承套在第一光轴上，第二轴承外圈与第二端盖相连，第二端盖固定在电机外壳上，实现第一光轴的轴向约束；扭簧套在第一光轴输出端，通过扭簧将力矩传递给第二光轴；第二光轴通过与第一光轴类似结构，用第三轴承和第四轴承、第三套筒和第四套筒、第三端盖和第四端盖实现轴向约束；第四端盖通过固定在第二端盖上，第三端盖固定在第四端盖上；第二光轴通过联轴器与第二编码器相连接；联轴器外套上滚筒，滚筒连接绳，通过绳与另一个柔性驱动器相连，形成两电机输出一个自由度的超输入柔性驱动器；机械连接装置包括滑轨与连接板；

所述绷带结构由两个板与绷带两侧固接，绷带通过扣环实现宽度大小的调整；

所述脚底板包括转接支架、减震弹簧支柱、脚部支撑板、脚部前绷带；减震弹簧支柱与脚部支撑板连接，转接支架坐在减震弹簧支柱上，脚部前绷带固定在脚部支撑板前端。

2.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述的电机外壳通过三个凸起与齿轮箱相连，通过螺钉与电机上预留的螺纹孔连接固定电机。

3.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述的伞齿轮通过开孔用螺栓与轴连接。

4.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述超输入柔性驱动器通过在其中一个电机外壳上打孔与机械连接装置连接。

5.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述机械连接装置通过在连接板上打一系列螺纹孔，并设置滑轨可控制两柔性驱动器结构之间的安装距离。

6.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述绷带结构分别固定在一个柔性驱动器和机械连接装置上，整体方向朝下；所述脚底板通过在连接支架上打孔，用螺钉与柔性驱动器连接。

7.如权利要求1所述的基于绳驱动冗余柔性驱动器的可穿戴下肢外骨骼机器人，其特征在于：所述的绷带结构和脚底板位于内侧，柔性驱动器位于外侧。