[发明专利]一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人

摘要

本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，本发明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，使其具有控制精度高、输出阻抗低、抗冲击性强、穿戴便携性好等优点。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，从而保护人体肘关节在运动中不受伤害。本发明结构简单紧凑，实现对患者肘关节进行科学的康复训练。同时本发明还具备助力功能，适宜在搬运、攀爬等方面应用推广。

主权项

1.一种便携式柔性肘关节外骨骼机器人，其特征在于：包括肘关节外骨骼机构、驱动机构和控制装置；所述肘关节外骨骼机构包括上臂支撑机构、主传动机构以及前臂支撑机构，所述上臂支撑机构包括两个上臂支撑板、上臂外套和用于固定手臂上臂的上臂内套，上臂外套将两侧的上臂支撑板固定连接组成能够放置手臂上臂的空间，上臂内套可旋转的设于上臂外套内侧，上臂内套可绕上臂外套的中心轴转动；所述前臂支撑机构包括两个前臂支撑板、前臂外套和用于固定手臂前臂的前臂内套，所述前臂外套将两侧的前臂支撑板固定连接组成可以放置手臂前臂的空间，前臂内套设于前臂外套内侧，前臂内套能够相对前后滑动的与前臂外套相连，所述两个上臂支撑板与两个前臂支撑板通过主传动机构相连；所述主传动机构包括两个上臂转盘、两个前臂转盘以及空心轴编码器，所述两个上臂转盘分别与两个前臂转盘通过两个支撑轴连接，上臂转盘和前臂转盘可绕相应的支撑轴旋转，所述空心轴编码器与两个支撑轴的其中一个相连，两个上臂转盘分别与两个上臂支撑板固定相连，两个前臂转盘分别与两个前臂支撑板固定相连；两个上臂转盘内侧分别固定设有一个弧形槽导轨，所述上臂内套下部两端分别设有与弧形槽导轨配合的弧形滑块，两个前臂转盘中的一个外侧设有固定相连且同轴的外骨骼驱动轮盘，所述外骨骼驱动轮盘与驱动机构的输出端相连；所述空心轴编码器检测的信号接入控制装置，所述控制装置控制驱动机构来驱动外骨骼驱动轮盘旋转，从而驱动两个前臂支撑板相对于两个上臂支撑板旋转，进而驱动肘关节外骨骼机构手臂运动。