CN115816428A - 一种钢索传动方式的助力外骨骼装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种钢索传动方式的助力外骨骼装置，包括第一支架，第一支架上设置第一旋转轮；第二支架上端设置连接第一旋转轮的第一导轨，第二支架下端设置第二旋转轮；第三支架上端设置连接第二旋转轮的第二导轨，第三支架下端设置旋转支架和第三旋转轮；本发明通过将刚性外骨骼和柔性外骨骼相结合，采用轻巧的传动设计，实现精密的线控动作，保证充足自由度、结构刚性和强度的同时，可以效保证动作精度，在体积小巧重量控制，空间占用，小空间内姿态的精确控制等方面具极大的优势，是目前下肢助力外骨骼领域尚未出现的全新方案，能效解决现刚性助力外骨骼外形大，自负载重的问题的同时，简化机构的复杂度，拥很大的应用前景。

Description

一种钢索传动方式的助力外骨骼装置

技术领域

本发明涉及一种外骨骼助力技术领域，具体涉及一种钢索传动方式的助力外骨骼装置。

背景技术

当前现有外骨骼，采用传统机械结构的形式能提供较大力矩，但是运动部分体积较大，且末端动力源自重消耗了很多动力源的功率。而近年采用钢索与暴登管传动的柔性外骨骼的机构非常轻便小巧，但强度与刚性难以保证，实际应用中具有极大局限性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种钢索传动方式的助力外骨骼装置；通过将刚性外骨骼和柔性外骨骼相结合，采用轻巧的传动设计，实现精密的线控动作，保证充足自由度、结构刚性和强度的同时，可以有效保证动作精度，在体积小巧重量控制，空间占用，小空间内姿态的精确控制等方面具有极大的优势，是目前下肢助力外骨骼领域尚未出现的全新方案，能有效解决现有刚性助力外骨骼外形大，自负载重的问题的同时，简化机构的复杂度，拥有很大的应用前景。

本发明钢索传动方式的助力外骨骼装置是通过以下技术方案来实现的：包括第一支架、第二支架、第三支架以及驱动组件，第二支架两端分别活动连接第一支架和第三支架；第一支架上设置有第一旋转轮；

第二支架上端设置有连接第一旋转轮的第一导轨，第二支架下端设置有第二旋转轮；第三支架上端设置有连接第二旋转轮的第二导轨，第三支架下端设置有旋转支架和第三旋转轮；

旋转支架上设置有第三导轨；第三旋转轮连接第三导轨；驱动组件连接第一旋转轮和第二旋转轮以及第三旋转轮。

作为优选的技术方案，第一支架上端安装有腰部支架；第二支架上安装有大腿支架，第三支架上安装有小腿支架；旋转支架上还安装有连接片；连接片上安装于脚部支架；

腰部支架上安装有支撑支架；驱动组件安装于支撑支架上；第一支架和第二支架以及第三支架上安装有外管固定件。

作为优选的技术方案，驱动组件包括一个以上的电机；支撑支架上设置有一组以上的输入输出外管；

输入输出管另一端连接外观固定件；电机上设置有驱动轮：驱动轮与第一旋转轮或第二旋转轮或第三旋转轮支架安装有传动钢丝绳；传动钢丝绳设置于输入输出管内。

本发明的有益效果是：通过在第一支架上设置第一旋转轮，第二支架上端设置连接第一旋转轮的第一导轨，第二支架下端设置第二旋转轮，第三支架上端设置连接第二旋转轮的第二导轨，第三支架下端设置旋转支架和第三旋转轮，旋转支架上设置第三导轨，第三旋转轮连接第三导轨，驱动组件连接第一旋转轮和第二旋转轮以及第三旋转轮；通过利用三个运动自由度，结构轻小，占用空间小；适用于人体行走助力；精巧的线传动机构，传递动力大，为人体行走动作助力的同时能有效控制整套装置的体积，结合了传统机械结构外骨骼刚性强、强度高与柔性鲍登管传动外骨骼轻便，体积重量小的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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。

图1为本发明钢索传动方式的助力外骨骼装置的示意图。

具体实施方式

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。

如图1所示，本发明的一种钢索传动方式的助力外骨骼装置，包括第一支架1、第二支架2、第三支架3以及驱动组件，第二支架2两端分别旋转连接第一支架1和第三支架3；第一支架1上通过交叉滚子轴承设置有第一旋转轮4；

第二支架2上端设置有连接第一旋转轮4的第一导轨5，第二支架2下端通过交叉滚子轴承设置有第二旋转轮6；第三支架3上端设置有连接第二旋转轮6的第二导轨7，第三支架3下端设置有旋转支架8和通过交叉滚子轴承设置有第三旋转轮9；

旋转支架8上设置有第三导轨10；第三旋转轮9连接第三导轨10；驱动组件连接第一旋转轮4和第二旋转轮6以及第三旋转轮9。

本实施例中，第一支架1上端安装有腰部支架11；第二支架2上安装有大腿支架12，第三支架3上安装有小腿支架13；旋转支架8上还安装有连接片14；连接片14上安装于脚部支架15；

腰部支架11上安装有支撑支架16；驱动组件安装于支撑支架16上；第一支架1和第二支架2以及第三支架3上安装有外管固定件17。

本实施例中，驱动组件包括一个以上的减速电机170；支撑支架16上设置有一组以上的输入输出外管18；

输入输出管18另一端连接外观固定件17；减速电机170上设置有驱动轮：驱动轮与第一旋转轮4或第二旋转轮6或第三旋转轮9支架安装有传动钢丝绳19；传动钢丝绳19设置于输入输出管18内，通过减速电机170带动第一旋转轮4旋转，旋转的作用力施加在第一导轨5上，使其进行旋转，第二旋转轮6和第三旋转轮9同理。

采用往复式拉线传动的原理，实现多自由度的外骨骼助力机构，采用小型减速马达一体动力源，满足自由度，带负载能力和精度需求的同时有效控制整机的体积和重量，采用巧妙的传动方案，在保证精度的前提下将动力和机械动作有效地传递至运动关节。

本发明的有益效果是：钢索传动原理，实现助力外骨骼动力传动系统的小型化以及灵活布置，可实现三个运动自由度或以上的传动方案，结合相应的线传动，传动转化方案，保障其运动及执行精度，同时有效控制整体体积和重量，执行机构自由度根据不同形式和大小的执行机构可实现多种多样的运动姿态。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种钢索传动方式的助力外骨骼装置，包括第一支架(1)、第二支架(2)、第三支架(3)以及驱动组件，第二支架(2)两端分别活动连接第一支架(1)和第三支架(3)；其特征在于：第一支架(1)上设置有第一旋转轮(4)；

第二支架(2)上端设置有连接第一旋转轮(4)的第一导轨(5)，第二支架(2)下端设置有第二旋转轮(6)；第三支架(3)上端设置有连接第二旋转轮(6)的第二导轨(7)，第三支架(3)下端设置有旋转支架(8)和第三旋转轮(9)；

旋转支架(8)上设置有第三导轨(10)；第三旋转轮(9)连接第三导轨(10)；驱动组件连接第一旋转轮(4)和第二旋转轮(6)以及第三旋转轮(9)。

2.根据权利要求1所述的钢索传动方式的助力外骨骼装置，其特征在于：第一支架(1)上端安装有腰部支架(11)；第二支架(2)上安装有大腿支架(12)，第三支架(3)上安装有小腿支架(13)；旋转支架(8)上还安装有连接片(14)；连接片(14)上安装于脚部支架(15)；

腰部支架(11)上安装有支撑支架(16)；驱动组件安装于支撑支架(16)上；第一支架(1)和第二支架(2)以及第三支架(3)上安装有外管固定件(17)。

3.根据权利要求2所述的钢索传动方式的助力外骨骼装置，其特征在于：驱动组件包括一个以上的电机(170)；支撑支架(16)上设置有一组以上的输入输出外管(18)；

输入输出管(18)另一端连接外观固定件(17)；电机(170)上设置有驱动轮：驱动轮与第一旋转轮(4)或第二旋转轮(6)或第三旋转轮(9)支架安装有传动钢丝绳(19)；传动钢丝绳(19)设置于输入输出管(18)内。

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