CN110977935A - 柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器，该驱动线调节器包括第一底座、第二底座以及弹性抵推件，第一底座、弹性抵推件以及第二底座设置有依次连通的导向通道，驱动线穿设于导向通道；第一底座与第二底座围合形成容纳腔以用于容纳弹性抵推件，弹性抵推件弹性抵接于第一底座的内壁上，以使得弹性抵推件在内壁的反作用下对驱动线进行夹紧，并随着向第二底座拉动驱动线，而与内壁分离，并释放驱动线。通过上述方式，本发明能够快速对驱动线进行释放与锁止，进而对驱动线的长度进行快速调节。

Description

柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器

技术领域

本发明涉及装柔性外骨骼领域，特别涉及到一种柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器。

背景技术

柔性外骨骼是一种可以穿戴的智能装备，它可以与穿戴者协同动作并为穿戴者提供助力。随着技术的快速发展，康复领域、工业领域等对人机协作的穿戴式设备需求逐渐变大，柔性外骨骼机器人在医疗康复领域，以及重劳力的工作行业的应用越来越多。柔性外骨骼通过柔性材料对关节施加扭矩，进而为人体的移动提供帮助，柔性外骨骼的性能主要体现在其对人行走提供的助力大小，所以柔性外骨骼要具有助力及时，助力效果明显，整体重量较小的特征。

在采用驱动线设计的柔性外骨骼中，人体关节与助力电机之间通过驱动线连接，如果驱动线太松的情况下会对助力与控制带来较多的不便。如果驱动线过紧的情况会对柔性外骨骼的穿戴带来麻烦，甚至是无法穿戴。因此，如何快速对驱动线的松紧长度进行调节显得尤为重要。

发明内容

本发明主要提供一种柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器，以解决现有技术中无法快速对驱动线进行调节的问题。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种驱动线调节器，所述调节器包括第一底座、第二底座以及弹性抵推件，所述第一底座、弹性抵推件以及第二底座设置有依次连通的导向通道，驱动线穿设于所述导向通道；所述第一底座与所述第二底座围合形成容纳腔以用于容纳所述弹性抵推件，所述弹性抵推件弹性抵接于所述第一底座的内壁上，以使得所述弹性抵推件在所述内壁的反作用下对所述驱动线进行夹紧，并随着向所述第二底座拉动所述驱动线，而与所述内壁分离，并释放所述驱动线。

根据本发明提供的一实施方式，所述弹性抵推件包括抵推支架与设置于所述抵推支架的导向通道中的挤压件，所述抵推支架设置有抵接斜面以与所述内壁抵接，所述抵接斜面上设置有贯穿孔以便于所述挤压件可以部分凸出于所述抵接斜面，所述抵接斜面弹性抵接于所述内壁上，以使得所述挤压件在所述内壁的反作用下对所述驱动线进行夹紧。

根据本发明提供的一实施方式，所述抵推支架包括支架与弹性件，所述弹性件位于所述支架与所述第二底座之间，所述抵接斜面设置于所述支架上。

根据本发明提供的一实施方式，所述支架还包括伸出端，所述伸出端从所述第一底座的导向通道伸出；其中，当给所述伸出端施加一个朝向所述第二底座方向的推力时，所述弹性抵推件与所述内壁分离，从而释放所述驱动线。

根据本发明提供的一实施方式，所述抵接斜面为圆锥面，多个所述贯穿孔绕所述弹性抵推件的导向通道间隔设置，所述挤压件为金属球。

根据本发明提供的一实施方式，所述第二底座套设于所述第一底座上。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种驱动线调节装置，其特征在于，所述调节装置包括上述中任一项所述的驱动线调节器。

根据本发明提供的一实施方式，所述调节装置还包括底盖，多个所述驱动线调节器通过所述第二底座固定于所述底盖上。

根据本发明提供的一实施方式，所述驱动线调节器为三个，三个所述驱动线调节器的中轴线在同一位置相交，且三个所述驱动线调节器中两个的中轴线与三个所述驱动线调节器中另外一个的中轴线具有相同夹角。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种柔性外骨骼机器人，其特征在于，所述机器人包括上述中任一项所述的驱动线调节装置。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供的柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器中，通过将弹性抵推件设置在第一底座与第二底座围合的容纳腔中，并使得弹性抵推件弹性抵接于第一底座的内壁上，并在内壁的反作用下对驱动线进行夹紧，从而可以对驱动线进行锁止，且进一步的，如果向第二底座拉动驱动线，弹性抵推件可以与内壁分离，并释放驱动线。从而实现对驱动线的释放，使得可以快速调节位于驱动线调节器两端的驱动线的长度。且在解除对驱动线的拉力后，弹性抵推件又会重新抵接于内壁上，使得驱动线在内壁的反作用下对驱动线进行夹紧。通过对驱动线的快速释放与锁止，进而实现对驱动线的快速调节。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，其中：

图1是本发明提供的驱动线调节器第一实施方式的结构示意图；

图2是图1所示驱动线调节器的爆炸结构示意图；

图3本发明提供的驱动线调节装置第一实施方式的结构示意图；

图4是图3所示驱动线调节装置的爆炸结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-图2，本发明提供一种驱动线调节器10，该驱动线调节器10包括有第一底座100、第二底座200以及弹性抵推件300。第一底座100、弹性抵推件300以及第二底座200设置有依次连通的导向通道400，驱动线410穿设于导向通道400。

具体地，第一底座100、弹性抵推件300以及第二底座200上均设置有导向通道400，且，第一底座100、弹性抵推件300以及第二底座200的导向通道400相互连通，且用于穿设驱动线410。

在具体实施例中，第一底座100、弹性抵推件300以及第二底座200的导向通道400可以大小不同，且可以相互穿设。例如弹性抵推件300可以穿设于第一底座100的导向通道400中，进而使得弹性抵推件300的导向通道400穿设于第一底座100的导向通道400。

在具体实施例中，驱动线410具体可以的鲍登线、钢丝绳或者尼龙线等等。

如图2所示，第一底座100与第二底座200围合形成容纳腔以用于容纳弹性抵推件300，弹性抵推件300弹性抵接于第一底座100的内壁上，以使得弹性抵推件300在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧，并随着向第二底座200拉动驱动线410，而与内壁分离，并释放驱动线410。

第一底座100与第二底座200相对设置且一起围合形成容纳腔用于容纳弹性抵推件300，在具体实施例中，第二底座200套设于第一底座100上。具体地，第一底座100与第二底座200可以是螺纹配合，且第一底座100设置于第二底座200的导向通道400中，且与第二底座200保持相对固定。进一步的，第二底座200和/或第一底座100的导向通道400形成容纳腔从而用于容纳弹性抵推件300。且弹性抵推件300弹性抵接于第一底座100的内壁并在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧，如果在第二底座200方向拉动驱动线410，则驱动线410对带动弹性抵推件300远离内壁，进而与内壁分离，因此解除内壁的反作用，从而使得弹性抵推件300无法对驱动线410夹紧，使得驱动线410进行释放，从而可以朝向第二底座200进行移动。

上述实施例中，通过将弹性抵推件300设置在第一底座100与第二底座200围合的容纳腔中，并使得弹性抵推件300弹性抵接于第一底座100的内壁上，并在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧，从而可以对驱动线410进行锁止，且进一步的，如果向第二底座200拉动驱动线410，弹性抵推件300可以与内壁分离，并释放驱动线410。从而实现对驱动线410的释放，使得可以快速调节位于驱动线调节器10两端的驱动线410的长度。且在解除对驱动线410的拉力后，弹性抵推件300又会重新抵接于内壁上，使得驱动线410在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧。

如图2所示，弹性抵推件300包括抵推支架310与设置于抵推支架310的导向通道400中的挤压件320，抵推支架310设置有抵接斜面311以与内壁抵接，抵接斜面311上设置有贯穿孔312以便于挤压件320可以部分凸出于抵接斜面311，抵接斜面311弹性抵接于内壁上，以使得挤压件320在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧。

在具体实施例中，抵接斜面311为圆锥面，多个贯穿孔312绕弹性抵推件300的导向通道400间隔设置，挤压件320为金属球。

具体地，第一底座100的内壁也对应为斜面，当抵接斜面311抵接于内壁上时，多个挤压件320在内壁的反作用下会配合对导向通道400的驱动线410产生径向挤压，从而可以限制驱动线410的移动。

当向第二底座200拉动驱动线410，驱动线410会带动多个挤压件320朝向第二底座200移动，进而带动弹性抵推件300朝向第二底座200移动，从而使得弹性抵推件300远离内壁，使得驱动线410被释放，从而可以朝向第二底座200进行移动。

如图2所示，抵推支架310包括支架313与弹性件314，弹性件314位于支架313与第二底座200之间，抵接斜面311设置于支架313上。弹性件314具体可以是压簧，且该弹性件314处于形变状态，因此可以对支架313提供弹性力，以使得支架313上的抵接斜面311可以弹性抵接于第一底座100的内壁上。

如图1和图2所示，支架313还包括伸出端315，伸出端315从第一底座100的导向通道400伸出；当给伸出端315施加一个朝向第二底座200方向的推力时，弹性抵推件300与内壁分离，从而释放驱动线410。

具体地，当从伸出端315朝向第二底座200方向的推力时，支架313会挤压弹性件314并远离第一底座100的内壁，进而使得抵接斜面311远离内壁，则内壁无法对抵接斜面311的挤压件320产生反作用，使得挤压件320无法对驱动线410进行夹紧，进而使得驱动线410被释放，因此无论从第一底座100还是第二底座200对驱动线410进行拉动，均可以使得驱动线410可以朝向拉动方向移动。

上述实施例中，进一步通过在支架313上设置伸出于第一底座100的伸出端315，从而可以对伸出端315施加朝向第二底座200方向的推力，并使得支架313在推力的作用下远离第一底座100的内壁，进而解除挤压件320对驱动线410的挤压，进而使得驱动线410被释放，且可以在朝向第一底座100或第二底座200的拉力下移动，进而可以快速调节位于驱动线调节器10两端的驱动线410的长度。且在解除对伸出端315的推理后，支架313在弹性件314的弹性力下会重新抵接于内壁上，使得驱动线410在内壁的反作用下对驱动线410进行夹紧。使得对驱动线410的释放与锁止均十分方便，从而可以实现对驱动线410进行快速调节。

如图3所示，本发明还提供一种驱动线调节装置20，该驱动线调节装置20包括有上述任一实施例中的驱动线调节器10。

如图3和图4所示，驱动线调节装置20还包括底盖500，多个驱动线调节器10通过第二底座200固定于底盖500上。具体地，多个驱动线调节器10固定于底盖500上，且具体是第二底座200固定于底盖500上。

如图4所示，驱动线调节器10为三个，三个驱动线调节器10的中轴线在同一位置相交，且三个驱动线调节器10中两个的中轴线与三个驱动线调节器10中另外一个的中轴线具有相同夹角。

具体地，驱动线调节器10为三个时，三个驱动线调节器10中的一个驱动线调节器10的中轴线为另外两个驱动线调节器10的对称线，即另外两个驱动线调节器10以一个驱动线调节器10的中轴线设置于该驱动线调节器10的两侧。因此，当采用三个驱动线调节器10时，可以将驱动线410分为对称的两条。

在其他实施例中，驱动线调节器10也可以为两个，四个或者其他数量。这里均不作限定。

本发明还提供一种柔性外骨骼机器人，该柔性外骨骼机器人包括上述任一实施例中的驱动线调节装置20。

上述实施例中，驱动线调节装置20将驱动线410分为对称的两条或者多条，增加柔性外骨骼机器人在驱动过程中的稳定性，同时增加穿戴者的舒适性。穿戴者通过快速调整两条驱动线410的长度，可以将驱动线410的松紧程度设置到合理位置。同时，穿戴者可以依据柔性外骨骼机器人工作的状态进行微调，如感到力过小可以紧两条驱动线410；感到力作用的不对称时可以微调两条对称的两条驱动线410；甚至可以通过调节两条驱动线410达到调整驱动力方向的作用。

综上所述，本发明提供柔性外骨骼机器人、驱动线调节装置以及调节器。可以快速对驱动线进行释放与锁止，从而可以对驱动线的长度进行快速且方便的调节。进而使得驱动线的松紧度保持在合适的程度，有利于柔性外骨骼机器人中力的传递。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种驱动线调节器，其特征在于，所述调节器包括第一底座、第二底座以及弹性抵推件，所述第一底座、弹性抵推件以及第二底座设置有依次连通的导向通道，驱动线穿设于所述导向通道；

所述第一底座与所述第二底座围合形成容纳腔以用于容纳所述弹性抵推件，所述弹性抵推件弹性抵接于所述第一底座的内壁上，以使得所述弹性抵推件在所述内壁的反作用下对所述驱动线进行夹紧，并随着向所述第二底座拉动所述驱动线，而与所述内壁分离，并释放所述驱动线。

2.根据权利要求1所述的驱动线调节器，其特征在于，所述弹性抵推件包括抵推支架与设置于所述抵推支架的导向通道中的挤压件，所述抵推支架设置有抵接斜面以与所述内壁抵接，所述抵接斜面上设置有贯穿孔以便于所述挤压件可以部分凸出于所述抵接斜面，所述抵接斜面弹性抵接于所述内壁上，以使得所述挤压件在所述内壁的反作用下对所述驱动线进行夹紧。

3.根据权利要求2所述的驱动线调节器，其特征在于，所述抵推支架包括支架与弹性件，所述弹性件位于所述支架与所述第二底座之间，所述抵接斜面设置于所述支架上。

4.根据权利要求3所述的驱动线调节器，其特征在于，所述支架还包括伸出端，所述伸出端从所述第一底座的导向通道伸出；

其中，当给所述伸出端施加一个朝向所述第二底座方向的推力时，所述弹性抵推件与所述内壁分离，从而释放所述驱动线。

5.根据权利要求2所述的驱动线调节器，其特征在于，所述抵接斜面为圆锥面，多个所述贯穿孔绕所述弹性抵推件的导向通道间隔设置，所述挤压件为金属球。

6.根据权利要求1所述的驱动线调节器，其特征在于，所述第二底座套设于所述第一底座上。

7.一种驱动线调节装置，其特征在于，所述调节装置包括权利要求1-6中任一项所述的驱动线调节器。

8.根据权利要求7所述的调节装置，其特征在于，所述调节装置还包括底盖，多个所述驱动线调节器通过所述第二底座固定于所述底盖上。

9.根据权利要求8所述的调节装置，其特征在于，所述驱动线调节器为三个，三个所述驱动线调节器的中轴线在同一位置相交，且三个所述驱动线调节器中两个的中轴线与三个所述驱动线调节器中另外一个的中轴线具有相同夹角。

10.一种柔性外骨骼机器人，其特征在于，所述机器人包括权利要求7-9中任一项所述的驱动线调节装置。

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