[发明专利]一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器

权利要求书

1.一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：包括机架，安装在机架上的驱动器，固定在机架上的弹性元件通过轴承与输出轴配接后接外输出端，编码器装置分别与弹性元件和外输出端配接。

2.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述机架包括电机安装架和外壳，所述电机安装架与所述外壳通过螺纹连接，所述驱动器包括内含谐波减速器的直流伺服电机，所述直流伺服电机通过螺纹与机架中的电机安装架的内法兰连接，所述谐波减速器通过螺纹与直流伺服电机连接集成为一体。

3.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述弹性元件包括弹簧安装架一，拉伸弹簧，深沟球轴承，螺栓，垫片以及弹簧安装架二，其中所述弹簧安装架一的轴承座孔与所述深沟球轴承外圆面及端面配合定位，所述弹簧安装架二内的轴面及轴肩与深沟球轴承内孔及端面配合定位，弹簧安装架一的三个枝状结构放置于弹簧安装架二的对应缺口处，使弹簧安装架一和弹簧安装架二可以实现有限的相对转动，拉伸弹簧两端拉环分别置于弹簧安装架一和弹簧安装架二的枝状结构的螺纹孔上，利用所述垫片调整拉环径向高度，并用螺栓穿过拉环，固定于枝状结构上，实现拉伸弹簧环绕弹簧安装架一和二布置，所述输出轴与弹簧安装架二通过螺栓连接。

4.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述拉伸弹簧两端带有拉环，共计6根，其中每个拉伸弹簧都施加预拉伸量，以保证在由弹簧安装架二缺口所确保的弹性元件形变范围内，即弹簧安装架一与弹簧安装架二的相对转动范围内时，所有拉伸弹簧都处于正常拉伸工作状态，当弹簧安装架一以及弹簧安装架二出现相对转动时，其中3根拉伸弹簧相对伸长，另外3根拉伸弹簧相对缩短，产生切向分力差，进而在弹簧安装架一与2间产生扭矩。

5.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述外输出端与输出轴通过螺栓连接，从而将扭矩传递至下级机构。

6.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：所述编码器装置包括两个完全相同的绝对式编码器即绝对式编码器一以及绝对式编码器二，编码器安装架以及编码器架，所述编码器安装架通过螺栓连接于输出轴，所述绝对值编码器2通过螺栓与编码器安装架连接，且其转轴异型面与所述编码器架异型孔配合，同步转动，所述编码器架通过螺栓与外壳连接固定，进而实现外壳与输出轴相对转动角度的测量，绝对值编码器1通过螺栓与所述弹簧安装架二连接，其转动轴异型面与所述弹簧安装架一异型孔配合，从而实现弹簧安装架一与二相对转动角度测量。

7.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：外壳端面开有螺纹孔若干，根据实际需求可在对应螺纹孔装上螺栓。

8.根据权利要求1所述的一种适用于柔性上肢康复外骨骼机器人的串联弹性驱动器，其特征在于：当外输出端转动至一定角度时，所述外输出端会触及所述螺栓而无法继续向该方向转动，从而实现所述串联弹性驱动器处于合理转动范围；所述外输出端上的轴承为一深沟球轴承，其型号为61810，其内孔及内圈端面分别与输出轴外圆面及轴肩配合，其外圈的外圆面以及端面分别与外壳的轴承座孔以及台阶面配合，弹性元件的深沟球轴承型号为61805。