CN208438339U - 动力传输机构和机器人 - Google Patents

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CN208438339U CN201820772540.5U CN201820772540U CN208438339U CN 208438339 U CN208438339 U CN 208438339U CN 201820772540 U CN201820772540 U CN 201820772540U CN 208438339 U CN208438339 U CN 208438339U
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马舜
陈海平
王璐
谭高辉
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Shenzhen City Prime Minister Hui Wei Intelligent Technology Co Ltd
Shenzhen Chwishay Smart Technology Co Ltd
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Shenzhen City Prime Minister Hui Wei Intelligent Technology Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开一种动力传输机构和机器人,该动力传输机构包括驱动组件,该动力传输机构还包括:联动装置,该驱动组件驱动所述联动装置运动;关节组件,该关节组件包括关节线轮,关节线轮位于所述联动装置的一侧;第一导向组件,该第一导向组件位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧;传动线组,所述传动线组的至少部分与所述联动装置固定连接,所述传动线组分别绕过所述关节线轮和所述第一导向组件;该驱动组件驱动所述联动装置运动,所述联动装置带动传动线组绕所述关节线轮运动,传动线组带动所述关节线轮转动。本实用新型技术方案旨在降低外骨骼整体质量,安装空间紧凑,并实现合理的传动比配置,满足高转速、大扭矩的输出要求,方便使用。

Description

动力传输机构和机器人
技术领域
本实用新型涉及足式机器人和外骨骼机器人技术领域,特别涉及一种动力传输机构和穿戴式外骨骼。
背景技术
随着科学技术发展,足式机器人广泛应用于工业、服务行业;机器人广泛应用于军事、工业负重助力,以及医疗、康复的助老助残场合。现有的足式机器人或者穿戴式外骨骼机器人对各个主动关节的输出要求较高,需要满足高转速、高出力的使用效果,并达到支撑穿戴者的自身重量,从而辅助穿戴者完成正常的辅助或者康复等活动。同时外骨骼机器人为达到良好的助力及跟随效果,往往在各关节控制中采用力传感器器进行力控制或者阻抗控制。
为满足高转速、大扭矩输出,往往采用电机配合齿轮、带轮等体积质量较大的减速机构,或者采用液压驱动,则会配合液压泵站,整体质量更大,在有限的空间或者质量限制下,很难满足合理传动比的配置,无法同时满足出力与转速的要求,不利于使用,造成人体穿戴不便,运动不灵活。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种动力传输机构,旨在降低外骨骼整体质量,安装空间紧凑,并实现合理的传动比配置,满足高转速、大扭矩的输出要求,方便使用。
为实现上述目的,本实用新型提供的动力传输机构,所述动力传输机构包括驱动组件,所述动力传输机构还包括:
联动装置,所述驱动组件驱动所述联动装置运动;
关节组件,所述关节组件包括关节线轮,所述关节线轮位于所述联动装置的一侧;
第一导向组件,所述第一导向组件位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧;
传动线组,所述传动线组的至少部分与所述联动装置固定连接,所述传动线组分别绕过所述关节线轮和所述第一导向组件;
所述驱动组件驱动所述联动装置运动,所述联动装置带动传动线组绕所述关节线轮运动,所述传动线组带动所述关节线轮转动。
可选地,所述第一导向组件包括至少一第一导向轮,所述第一导向轮位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧,所述传动线组绕过所述第一导向轮。
可选地,所述关节线轮的侧面沿其周向环绕形成有线槽,所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮。
可选地,所述关节线轮沿其轴向方向间隔设置有两线槽;
所述动力传输机构包括至少两传动线组,所述联动装置包括相对设置的第一侧边和第二侧边,一所述传动线组的部分与所述第一侧边固定连接,另一所述传动线组的部分与所述第二侧边固定连接;
一所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮,一所述传动线组邻近所述关节线轮的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合。
可选地,所述关节组件包括两同轴设置的关节线轮;
所述动力传输机构包括至少两传动线组,所述联动装置包括相对设置的第一侧边和第二侧边,一所述传动线组的部分与所述第一侧边固定连接,另一所述传动线组的部分与所述第二侧边固定连接;
一所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮,一所述传动线组邻近所述关节线轮的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合。
可选地,所述动力传输机构包括第二导向组件,所述第二导向组件位于所述联动装置和所述关节线轮之间,所述第二导向组件包括至少两间隔设置的第二导向轮,一所述传动线组绕过两所述第二导向轮,相互交叉设置。
可选地,所述传动线组包括第一传动线,所述第一传动线绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合,所述第一传动线摩擦带动所述关节线轮转动。
可选地,所述传动线组还包括:
第二传动线,所述第二传动线绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合,所述第二传动线包括第一端部和第三端部,所述第一端部与所述联动装置固定连接,所述第三端部与所述关节线轮固定连接;
第三传动线,所述第三传动线绕过所述线槽背离所述第二传动线的一侧,与所述关节线轮贴合,所述第三传动线包括第二端部和第四端部,所述第二端部与所述联动装置固定连接,所述第四端部与所述关节线轮固定连接;
所述第二传动线牵引所述关节线轮转动或所述第三传动线牵引所述关节线轮转动。
可选地,所述驱动组件包括电机和丝杠,所述电机驱动所述丝杠转动,所述联动装置包括套接部和固定于所述套接部侧面的固定件,所述套接部可活动地套接于所述丝杠,所述固定件将所述传动线组固定。
可选地,所述固定件包括:
固定本体,所述固定本体与所述套接件固定连接,所述固定本体还形成有至少两导向锁紧槽,一所述导向锁紧槽的端部将所述固定本体的一侧面贯穿,另一所述导向锁紧槽的端部将所述固定本体的相对的另一侧面贯穿;
所述传动线组的部分分别伸入一所述导向锁紧槽;
至少两锁紧件,一所述锁紧件可活动地容置于一所述导向锁紧槽,将所述传动线组的部分锁紧固定。
可选地,所述关节组件包括:
一级连杆,所述一级连杆设有第一转接轴孔;
二级连杆,所述二级连杆与所述一级连杆相对设置,所述二级连杆邻近所述一级连杆的一端设有第二转接轴孔;
第一转接轴,所述第一转接轴插接于所述第一转接轴孔,并插接于所述关节线轮;
第二转接轴,所述第二转接轴插接于所述第二转接轴孔;
转动组件,所述转动组件设于所述一级连杆和所述二级连杆之间,并将所述一级连杆和所述二级连杆转动连接。
可选地,所述转动组件包括与所述一级连杆固定连接的第一齿轮,和与所述二级连杆固定连接的第二齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合。
可选地,所述转动组件还包括与所述一级连杆固定连接的第一转轮,和与所述二级连杆固定连接的第二转轮;
所述第一转轮与所述第二转轮之间连接有牵引组件,所述第一转轮转动时,所述第一转轮带动所述牵引组件运动,所述牵引组件带动所述第二转轮转动,且所述第二转轮的转动方向与所述第一转轮的转动方向相反。
可选地,所述牵引组件包括至少两相互交叉设置的第四传动线,及固定所述第四传动线的固定块组件;
所述第四传动线包括第五端部和第六端部;
所述固定块组件包括第一固定块、第二固定块、第三固定块和第四固定块,所述第一固定块和所述第二固定块间隔设于所述第一转轮侧壁;
所述第三固定块和所述第四固定块间隔设于所述第二转轮侧壁;
或者,所述第三固定块和所述第四固定块间隔设于所述二级连杆。
可选地,所述关节组件还包括铰接连杆,所述铰接连杆设有沿其长度方向间隔设置的第三转轴孔和第四转轴孔;
所述第一转接轴伸出所述转动组件形成第一伸出端,所述第一伸出端转动连接于所述第三转轴孔;
所述第二转接轴伸出所述转动组件形成第二伸出端,所述第二伸出端转动连接于所述第四转轴孔。
本实用新型还提出一种机器人,包括动力传输机构,所述动力传输机构包括驱动组件,所述动力传输机构还包括:
联动装置,所述驱动组件驱动所述联动装置运动;
关节组件,所述关节组件包括关节线轮,所述关节线轮位于所述联动装置的一侧;
第一导向组件,所述第一导向组件位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧;
传动线组,所述传动线组的至少部分与所述联动装置固定连接,所述传动线组分别绕过所述关节线轮和所述第一导向组件;
所述驱动组件驱动所述联动装置运动,所述联动装置带动传动线组绕所述关节线轮运动,所述传动线组带动所述关节线轮转动。
本实用新型的技术方案通过驱动组件驱动联动装置,并在联动装置的一侧设置关节线轮,在联动装置背离关节线轮的一侧设置第一导向组件,当需要转动关节线轮时,驱动组件驱动联动装置运动,联动装置带动绕过第一导向组件的传动线组绕关节线轮运动,进而使传动线组带动关节线轮转动。由于没有采用齿轮和液压泵站等传动机构,减少了传动机构的体积和质量,并且采用传动线组可以较好地保证传动比和较好地输出要求,如此,本实用新型的技术方案可以降低外骨骼整体质量,安装空间紧凑,并实现合理的传动比配置,满足高转速、大扭矩的输出要求,方便使用。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例,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示出的结构获得其他的附图。
图1为本实用新型动力传输机构一实施例的结构示意图;
图2为本实用新型动力传输机构一实施例局部机构的结构示意图;
图3为本实用新型动力传输机构一实施例局部机构另一视角的结构示意图;
图4为图3中电路板A处的局部视图;
图5为本实用新型动力传输机构一实施例的转动组件和二级连杆一实施例的结构示意图;
图6为本实用新型动力传输机构一实施例的联动装置的结构示意图;
图7为本实用新型动力传输机构一实施例的联动装置的爆炸图;
图8为本实用新型动力传输机构的传动线组摩擦传动一实施例的原理简图;
图9为本实用新型动力传输机构的传动线组牵引传动一实施例的原理简图;
图10为本实用新型动力传输机构的传动线组牵引传动一实施例固定于联动装置另一侧的原理简图;
图11为本实用新型动力传输机构的传动线组摩擦传动一实施例固定于联动装置另一侧的原理简图。
附图标号说明:
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例,参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。
需要说明,本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)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,在本实用新型中涉及“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,也不在本实用新型要求的保护范围之内。
本实用新型提出一种动力传输机构100。
参照图1至图11,本实用新型技术方案提出的动力传输机构100包括驱动组件10,所述动力传输机构100还包括:
联动装置20,所述驱动组件10驱动所述联动装置20运动;
关节组件30,所述关节组件30包括关节线轮33,所述关节线轮33位于所述联动装置20的一侧;
第一导向组件40,所述第一导向组件40位于所述联动装置20背离所述关节线轮33一侧;
传动线组50,所述传动线组50的至少部分与所述联动装置20固定连接,所述传动线组50分别绕过所述关节线轮33和所述第一导向组件40;
所述驱动组件10驱动所述联动装置20运动,所述联动装置20带动传动线组50绕所述关节线轮33运动,所述传动线组50带动所述关节线轮33转动。
本实用新型的技术方案通过驱动组件10驱动联动装置20,并在联动装置20的一侧设置关节线轮33,在联动装置20背离关节线轮33的一侧设置第一导向组件40,当需要转动关节线轮33时,驱动组件10驱动联动装置20运动,联动装置20带动绕过第一导向组件40的传动线组50绕关节线轮33运动,进而使传动线组50带动关节线轮33转动。由于没有采用齿轮和液压泵站等传动机构,减少了传动机构的体积和质量,并且采用传动线组50可以较好地保证传动比和较好地输出要求,如此,本实用新型的技术方案可以降低外骨骼整体质量,安装空间紧凑,并实现合理的传动比配置,满足高转速、大扭矩的输出要求,方便使用。
在本申请的一实施例中,驱动组件10可以包括输出电机11,将联动装置20与输出电机11连接,通过输出电机11带动联动装置20运动,可以理解的是,为了更好地驱动联动装置20,输出电机11可以通过齿条或蜗杆或丝杠12等装置,使联动装置20与输出装置的动力传输效果更好,以及在电机11输出端还可以设置减速机,从而使动力输出更方便。在本实施例中,采用丝杠12传动的方式,具体的,采用滚珠丝杠12传动,滚珠丝杠12可以将旋转运动转换成线性运动,或将扭矩转换成轴向反复作用力,同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。如此,方便使联动装置20与输出装置的动力传输效果更好。
可以理解的是,第一导向组件40为了使背离关节组件30一侧的传动线组50,在沿联动装置20朝向第一导向组件40的方向运动时,传动线组50不被锁死。在本申请的一实施例中,该第一导向组件40可以是导引槽(未图示),传动线组50的部分可滑动的容置于导引槽,从而在联动组件运动时,传动线组50在导引槽滑动,带动关节线轮33转动,以及,为了便于导引,该导引槽可以呈一定的弧度设置,从而减小滑动摩擦力,便于传动。
在本申请的另一实施例中,第一导向组件40可以是导向柱(未图示),传动线组50可活动地绕过该导向柱的侧面,从而实现在沿联动装置20朝向第一导向组件40的方向运动时,传动线组50不被锁死,方便传动。该导向柱还可以具备转动的功能,转动换向使驱动力损耗较少,便于传动。可以理解的是,本申请的第一导向组件40并不限于上述导引槽和导向柱的实施方式,只要能使传动线组50较好地被导引,均在本申请的保护范围之内。
传动线组50用于将驱动装置运动的力,带动关节线轮33转动。可以理解的是,该带动转动的方式可以为摩擦力带动、牵引带动,或二者结合的带动,从而使关节线轮33转动。以及,可以理解的是,由于传动线组50绕过第一导向组件40和关节线轮33,该传动线组50大致呈环形设置,联动组件可以设置在环形的外侧或者环形的内侧,只要方便驱动即可。在本实施例中,将联动装置20设于环形的内侧,如此设置可以使动力传输机构100的结构更紧凑,节省安装空间。
参照图1至图3,在本申请的一实施例中,所述第一导向组件40包括至少一第一导向轮41,所述第一导向轮41位于所述联动装置20背离所述关节线轮33一侧,所述传动线组50绕过所述第一导向轮41。通过设置第一导向轮41,使传动线组50的通过第一导向轮41实现转动换向,转动换向可以降低输出的损耗,并且能增加传动线组50的使用寿命。
可以理解的是,所述第一导向组件40包括至少两第一导向轮41,两第一导向轮41相互间隔设置,一所述第一导向轮41设于联动装置20与传动线组50的固定处,沿联动装置20运动的延长线上;另一所述第一导向轮41设于关节线轮33沿联动装置20运动方向的切线上,如此设置,保持传动线组50的转动稳定,进而保持动力传输机构100输出平稳,便于传动。
在本实施例中,所述动力传输机构100还包括支架80,所述支架80包括相互垂直的第一方向(X轴方向)、第二方向(Y轴方向)和第三方向(Z轴方向),该第一导向组件40固定于支架80,第一导向轮41可转动地连接于支架80,并且第一导向轮41的轴向与第三方向重合。以及,为了便于传动线组50的传动,第一导向组件40还包括第一侧传动轮组42,侧传动轮组包括相邻设置的第一侧传动轮421和第二侧传动轮422,所述第一侧传动轮421和第二侧传动轮422均可转动的固定于所述支架80,所述第一侧传动轮421和所述第二侧传动轮422的轴向与所述第一方向重合;所述传动组件包括沿第三方向相对设置的下表面和上表面,所述传动组件绕过所述第一侧传动轮组42,所述下表面贴合所述第一侧传动轮421的外沿,所述上表面贴合所述第二侧传动轮422的外沿。设置侧传动轮组一方面可以使传动线组50的固定位置和传动转向协调更方便,另一方面,使传动线组50的传输更平稳。
可以理解的是,第一侧传动轮421相对第二侧传动轮422更靠近第一导向轮41设置,并且传动线组50的轴线,在第一侧传动轮421的上沿与第一导向轮41的侧沿的轴线重合,如此设置,可以最好的实现从第一侧传动轮421至第一导向轮41的换向(从第二方向至第一方向的换向),便于传动。
进一步地,所述关节线轮33的侧面沿其周向环绕形成有线槽331,所述传动线组50绕过所述线槽331,并贴合于所述关节线轮33。设置线槽331方便传动线组50绕过关节线轮33,从而带动关节线轮33转动。可以理解的是,该线槽331可以呈圆弧状环绕设于关节线轮33的侧面,只要能使传动线组50绕过关节线轮33即可。
进一步地,所述关节线轮33沿其轴向方向间隔设置有两线槽331;
所述动力传输机构100包括至少两传动线组50,所述联动装置20包括相对设置的第一侧边21和第二侧边22,一所述传动线组50的部分与所述第一侧边21固定连接,另一所述传动线组50的部分与所述第二侧边22固定连接;
一所述传动线组50绕过所述线槽331,并贴合于所述关节线轮33,一所述传动线组50邻近所述关节线轮33的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽331,与所述关节线轮33贴合。
在本申请的一实施例中,设置两套传动线组50,并在一关节线轮33设置两个间隔的线槽331,从而实现一传动线组50绕过一关节线轮33的线槽331。在本实施例中,联动装置20沿第二方向运动,每一套传动线组50均固定于联动装置20沿第一方向相对的一侧。如此设置,可以使联动装置20的两侧受力平衡,从而减小倾覆力矩,使传动线组50更好的带动关节线轮33转动。并且多套传动线组50可以更好的带动关节线轮33的转动,从而方便用户使用。需要说明的是,当采用两套线组时,需考虑相反侧的绕线方式,为了使固定端位于联动装置20两侧的传动线组50能以同样的转向带动关节线轮33转动,一组传动线组50必须在绕过关节线轮33前相互交叉(详见图4),如此设置可以使固定于联动装置20不同侧的传动线组50,实现联动传动的效果。可以理解的是,该动力传输机构100可以采用多套传动线组50,固定于联动装置20同一侧的传动线组50的绕线方式相同,从而实现动力传输机构100更好的传动。
参照图2、图3、图5,在本申请的一实施例中,所述关节组件30包括两同轴设置的关节线轮33;
所述动力传输机构100包括至少两传动线组50,所述联动装置20包括相对设置的第一侧边21和第二侧边22,一所述传动线组50的部分与所述第一侧边21固定连接,另一所述传动线组50的部分与所述第二侧边22固定连接;
一所述传动线组50绕过所述线槽331,并贴合于所述关节线轮33,一所述传动线组50邻近所述关节线轮33的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽331,与所述关节线轮33贴合。
在本申请的一实施例中,设置两套传动线组50,并设置两个同轴的关节线轮33,从而实现一传动线组50绕过一关节线轮33的线槽331,这样使传动线组50的传动效果更好。可以理解的是,两关节线轮33同步转动,从而同时驱动关节组件30转动。以及,当采用两套传动线组50时,对应的可以采用两第一导向组件40,两第一导向组件40相对支架80呈中心对称设置,如此设置,方便传动。
参照图1至图3,在本申请的一实施例中,所述动力传输机构100包括第二导向组件60,所述第二导向组件60位于所述联动装置20和所述关节线轮33之间,所述第二导向组件60包括至少两间隔设置的第二导向轮61,一所述传动线组50绕过两所述第二导向轮61,相互交叉设置。在本实施例中,通过设置第二导向组件60使传动线组50相互交叉。具体的,第二导向组件60包括至少两第二导向轮61,每一第二导向轮61均可转动地固定于支架80,该第二导向轮61的轴向与第三方向重合,需要说明的是,当两第二导向轮61的间距较大(位于关节线轮33沿平行第二方向的切线的延长线或其外侧)时,两第二导向轮61在第三方向上的安装高度可以一致,当两第二导向轮61的间距较小(位于关节线轮33沿平行第二方向的切线的延长线内侧)时,需要使一第二导向轮61在第三方向上的安装高度,高于另一第二导向轮61在第三方向上的安装高度,从而使得传动线组50较好地实现交叉,方便传动。
在本申请的一实施例中,第二导向组件60还包括位于两第二导向轮61之间的滑槽组件(未图示),该滑槽组件具备在不同平面上的滑槽,一所述传动线组50的的部分穿过一滑槽,其相对的另一部分穿过另一滑槽,通过滑槽组件可以较好地导引传动线组50,从而使其在绕过关节线轮33前相互交叉。
在本申请的另一实施例中,第二导向组件60还包括两第二导向轮61之间的并与支架80转动连接的转动柱(未图示),该转动柱具备延其轴向间隔设置的两导引槽,一传动线组50的部分容纳于导引槽,并绕过转动柱,其相对的另一部分容纳于另一导引槽,通过转动柱可以较好地导引传动线组50,从而使其在绕过关节线轮33前相互交叉。
在本申请的又一实施例中,第二导向组件60还包括两第二导向轮61之间的两第三导向轮62,两第三导向轮62均可转动地固定于支架80,该第三导向轮62的轴向与第三方向重合,所述传动线组50包括沿第一方向相对的内表面和外表面,所述传动线组50绕过第二导向轮61和第三导向轮62,所述内表面贴合所述第二导向轮61的外沿,所述外表面贴合所述第三导向轮62的外沿。设置第三导向轮62,可以增加传动线组50与关节线轮33的接触面积,从而使传动线组50能更好地带动关节线轮33转动。可以理解的是,两第三导向轮62在的安装高度是不一致的,如此设置,方便传动线组50相互交叉。
在本申请的一实施例中,动力传输机构100还包括第二侧传动轮组63,所述第二侧传动轮组63包括相邻设置的第三侧传动轮631和第四侧传动轮632,所述第三侧传动轮631和第四侧传动轮632均可转动的固定于所述支架80,所述第三侧传动轮631和所述第四侧传动轮632的轴向与所述第一方向重合,所述传动组件包括沿第三方向相对设置的下表面和上表面,所述传动组件绕过所述第二侧传动轮组63,所述下表面贴合所述第三侧传动轮631的外沿,所述上表面贴合所述第四侧传动轮632的外沿。设置侧传动轮组一方面可以使传动线组50的固定位置和传动转向协调更方便,另一方面,使传动线组50的传输更平稳。
参照图8,在本申请的一实施例中,所述传动线组50包括第一传动线51,所述第一传动线51绕过所述线槽331,与所述关节线轮33贴合,所述第一传动线51摩擦带动所述关节线轮33转动。通过摩擦可以很好地带动关节线轮33转动。若是使用时间比较长,第一传动线51断裂或者拉伸变形,可以只更换第一传动线51,以降低维护的费用。第一传动线51可以采用钢丝线或者碳纤维线。
参照图2、图3、图9,在本申请的一实施例中,所述传动线组50还包括:
第二传动线52,所述第二传动线52绕过所述线槽331,与所述关节线轮33贴合,所述第二传动线52包括第一端部(未图示)和第三端部(未图示),所述第一端部与所述联动装置20固定连接,所述第三端部与所述关节线轮33固定连接;
第三传动线53,所述第三传动线53绕过所述线槽331背离所述第二传动线52的一侧,与所述关节线轮33贴合,所述第三传动线53包括第二端部(未图示)和第四端部(未图示),所述第二端部与所述联动装置20固定连接,所述第四端部与所述关节线轮33固定连接;
所述第二传动线52牵引所述关节线轮33转动或所述第三传动线53牵引所述关节线轮33转动。
在本实施例中,传动线组50包括一第二传动线52和一第三传动线53,采用两根传动线时,两根传动线的一端均固定于联动装置20,另一端均绕过关节线轮33的线槽331,再于关节线轮33固定连接。在本申请的一实施例中,传动线与联动装置20、传动线与关节线轮33可以通过采用在联动装置20或关节设置固定柱(未图示),将传动线绕过固定柱,并将传动线绑在固定柱上,或者在联动装置20或关节设置固定孔(未图示),将传动线穿过固定孔,并将传动线绑在固定孔的边缘。该固定柱和固定孔均可设于固定槽333内,该固定柱的一端与固定槽333的槽壁固定,另一端与固定槽333另一侧的槽壁固定;该线槽331内还可以设置与固定槽333的槽壁连接的固定板(未图示),该固定板的中部形成有贯穿孔,如此设置,方便传动线的固定。
在本申请的一实施例中,该关节线轮33的侧壁还凹陷形成固定槽333和设于槽内的固定块332,第二传动线52和第三传动线53的端部均设于固定槽333内,从而固定块332将第二传动线52和第三传动线53与关节线轮33固定。
参照图1至图3,在本申请的一实施例中,所述驱动组件10包括电机11和丝杠12,所述电机11驱动所述丝杠12转动,所述联动装置20包括套接部23和固定于所述套接部23侧面的固定件24,所述套接部23可活动地套接于所述丝杠12,所述固定件24将所述传动线组50固定。可以理解的是,丝杠12上还套接有丝杠螺母121,该套接部23套接固定于丝杠螺母121,固定件24用于将传动线组50固定。
参照图6、图7,在本申请的一实施例中,所述固定件24包括:
固定本体241,所述固定本体241与所述套接件固定连接,所述固定本体241还形成有至少两导向锁紧槽2411,一所述导向锁紧槽2411的端部将所述固定本体241的一侧面贯穿,另一所述导向锁紧槽2411的端部将所述固定本体241的相对的另一侧面贯穿;
所述传动线组50的部分分别伸入一所述导向锁紧槽2411;
至少两锁紧件2412,一所述锁紧件2412可活动地容置于一所述导向锁紧槽2411,将所述传动线组50的部分锁紧固定。
在本申请的一实施例中,固定件24还包括下连接板242,所述丝杠12还包括丝杠螺母121,所述下连接板242将所述套接部23与所述丝杠螺母121固定连接;固定件24还包括前传动板243和后传动板244,所述套接部23和所述丝杠螺母121均位于所述前传动板243和所述后传动板244之间。该前传动板243和后传动板244均设有供丝杠12穿过的通孔2441,从而便于动力传输机构100的传动。
优选的,所述前传动板243抵接所述套接部23,所述后传动板244抵接所述丝杠螺母121。以及在所述前传动板243和所述套接部23还可以设置防呆部件,或者将二者固定连接,从而方便传动;同样的,在所述后传动板244和所述丝杠螺母121之间也可以设置防呆部件,或者将二者固定连接,从而方便传动。
在本实施例中,前传动板243邻近所述固定本体241的一端与固定本体241固定连接。具体的,前传动板243和固定本体241二者之一具有连接孔2413,二者之另一具有与该连接孔2413连接的连接件2431,连接件2431和连接孔2413相互配合,从而将前传动板243和固定本体241相互固定。更进一步地,该连接件2431为螺接件,该连接孔2413为螺接孔。
在本申请的一实施例中,该固定件24包括两个,两所述固定件24设于套接部23相对第一方向的两侧面,从而使固定件24更好地固定多和传动线组50。并且减小倾覆力矩,便于传动。
在本申请的一实施例中,该固定件24还包括上固定板245,该上固定板245将设于套接部23两侧的固定件24固定连接,使两个固定件24带动传动线组50同步运动,从而使传动效果更好。
可以理解的是,在本实施例中,电机11将动力扭矩通过减速机传递至滚珠丝杠12,带动丝杠12转动,转动的丝杠12带动丝杠螺母121沿丝杠12的延伸方向运动,丝杠螺母121将驱动力传至套接部23,套接部23推动前传动板243或后传动板244运动,前传动板243或后传动板244带动固定件24运动,从而固定件24带动传动线组50运动,进而传动线组50带动关节线轮33运动。并通过上固定板245和下固定板,使联动装置20的整体结构更紧凑,固定效果更好,从而实现更好的传动效果。
以及,为了减少联动装置20的质量,在保证各部件强度的前提下,可以适当设置减重孔25,从而提高机械效率。
在本申请的一实施例中,固定槽333的延伸向呈弧形设置,如此设置便于锁紧件2412将传动线组50固定于固定槽333内,并且方便对传动线组50进行导向,从而使传动更平稳。以及,该锁紧件2412包括锁紧块2412a和调节件2412b,该调节件2412b与固定本体241活动连接,通过驱动调节件2412b,从而带动锁紧块2412a将传动线组50固定于固定槽333内,具体的,该固定本体241还设有贯穿固定槽333的螺接孔,该调节件2412b为螺接件,通过驱动螺接件,从而带动锁紧块2412a将传动线组50固定。可以理解的是,固定件24还可以设置固定孔或固定柱,传动线组50直接绑紧固定在固定孔的边缘或固定柱上,从而将传动线组50与固定件24固定。
参照图1,、图5,在本申请的一实施例中,所述关节组件30包括:
一级连杆31,所述一级连杆31设有第一转接轴孔(未图示);
二级连杆32,所述二级连杆32与所述一级连杆31相对设置,所述二级连杆32邻近所述一级连杆31的一端设有第二转接轴孔(未图示);
第一转接轴34,所述第一转接轴34插接于所述第一转接轴孔,并插接于所述关节线轮33;
第二转接轴35,所述第二转接轴35插接于所述第二转接轴孔;
转动组件70,所述转动组件70设于所述一级连杆31和所述二级连杆32之间,并将所述一级连杆31和所述二级连杆32转动连接。
通过设置转动组件70,使一级连杆31绕第一转接轴34转动,和二级连杆32带动第二转接轴35相对一级连杆31转动,进而实现与第二转接轴35固定连接的二级连杆32实现变轴心运动,从而能够很好的模拟人体关节的运送形式,使得仿生机器人能够充分模拟生物自身的特性。
其中,一级连杆31可以为机架、机械臂或者上一关节输出端等,二级连杆32可以为末端执行器、下肢负载端、下一关节输出端等。
可以理解的是,关节线轮33带动第一转接轴34转动,从而通过转动组件70带动二级连杆32运动,或者关节线轮33带动转动组件70,从而带动二级连杆32运动,其具体点安装传动方式根据实际需要进行设置。
在本申请的一实施例中,所述转动组件70包括与所述一级连杆31固定连接的第一齿轮71,和与所述二级连杆32固定连接的第二齿轮72,所述第一齿轮71和所述第二齿轮72相互啮合。当一级连杆31固定,二级连杆32受外力转动时,二级连杆32带动第二齿轮72及第二转接轴35转动,由于第二齿轮72与第一齿轮71啮合,所以第二齿轮72在转动的过程中带动第一齿轮71转动,但由于第一齿轮71与一级连杆31固定连接,一级连杆31位置固定,因此,二级连杆32带动一级连杆31绕第一转接轴34转动,即第一齿轮71与第二齿轮72组成行星齿轮机构,第二齿轮72的变轴心转动,实现拟人化关节传动,提高关节组件30穿戴时的舒适性。
由于一级连杆31和二级连杆32的转动角度有限制,因此,第一齿轮71和第二齿轮72可以采用完全齿轮结构,也可以采用不完全齿轮结构。第一齿轮71和第二齿轮72采用不完全齿轮结构时能够减轻齿轮的重量进而减轻关节组件30的重量,减轻使用者的负重,且能够减少原料的使用量,降低关节组件30的成本。第一齿轮71和第二齿轮72结构中采用的齿形可以是直齿形,也可以是斜齿形。
以及可以将第一齿轮71与一级连杆31设为一体结构,将第二齿轮72与二级连杆32设为一体结构,以缩短关节组件30的整体宽度,也减少组装的零件,便于关节组件30的携带和组装。
参照图5,在本申请的一实施例中,所述转动组件70还包括与所述一级连杆31固定连接的第一转轮73,和与所述二级连杆32固定连接的第二转轮74;
所述第一转轮73与所述第二转轮74之间连接有牵引组件75,所述第一转轮73转动时,所述第一转轮73带动所述牵引组件75运动,所述牵引组件75带动所述第二转轮74转动,且所述第二转轮74的转动方向与所述第一转轮73的转动方向相反。
当一级连杆31固定,二级连杆32受外力转动时,二级连杆32能够带动第二转轮74和第二转接轴35转动,由于第二转轮74与第一转轮73通过牵引组件75连接,且牵引组件75使得第二转轮74与第一转轮73的转向相反,由于第一转轮73与一级连杆31固定连接,第二转轮74与二级连杆32固定连接,且第一转轮73与第一转接轴34转动连接,第二转轮74与第二转接轴35固定连接,因此,二级连杆32带动铰接连杆36绕第一转接轴34转动,即第二转轮74在自转的同时绕第一转轮73转动,第二转轮74带动二级连杆32形成变轴心转动,从而实现拟人化关节转动,从而提升关节组件30的模拟特性。上述的第一转轮73的转向为第一转轮73绕第一转接轴34转动方向,第二转轮74的转向为第二转轮74带动第二转接轴35绕第二转接轴35轴线转动的方向。
进一步地,所述第四传动线751包括第五端部(未图示)和第六端部(未图示);
所述固定块组件752包括第一固定块(未图示)、第二固定块(未图示)、第三固定块7521和第四固定块7522,所述第一固定块和所述第二固定块间隔设于所述第一转轮73侧壁;
所述第三固定块7521和所述第四固定块7522间隔设于所述第二转轮74侧壁;
或者,所述第三固定块7521和所述第四固定块7522间隔设于所述二级连杆32。
可以理解的是,第一转轮73和第二转轮74均包括绕线槽331,从而方便第四传动线751的环绕,该绕线槽331环绕第一转轮73或第二转轮74的侧面设置。
在本申请的一实施例中,固定块332沿长度方向设有穿过第四传动线751的固定孔,固定块332侧壁设有固定第四传动线751的固定部。例如,一第四传动线751的第一端穿过第一固定块的固定孔,第二端穿过第四固定块7522的固定孔,固定部分别固定第一端和第二端。为了避免紧固件脱落使第四传动线751端部无预紧后脱落,在第四传动线751的第一端和第二端均打结,或者是在第四传动线751的端部设有套筒(未图示),再进行打结,套筒设有两并列设置的通孔2441,第四传动线751端部依次穿过两通孔2441,然后压紧套筒,使套筒变形以夹紧第四传动线751,套筒材质可以为铝或者铁。固定部为设于固定块332上的紧定螺钉,用于固定第四传动线751在固定孔中的位置。
在本申请的另一实施例中,将第三固定块7521和第四固定块7522设于二级连杆32,如此设置可以增加第四传动线751在第二转轮74上的贴合距离更长,方便传动。并且还可以设置导轮321,使第四传动线751的布置更合理。
可以理解的是,关节组件30可以单独采用齿轮形式的传动,或者单独采用线轮形式的传动,或者采用二者组合的方式传动,在本申请中,同时采用齿轮和线轮的方式,如此设置,使关节组件30较好的贴合人体关节转动的,方便用户使用。
进一步地,所述关节组件30还包括铰接连杆36,所述铰接连杆36设有沿其长度方向间隔设置的第三转轴孔和第四转轴孔;
所述第一转接轴34伸出所述转动组件70形成第一伸出端,所述第一伸出端转动连接于所述第三转轴孔;
所述第二转接轴35伸出所述转动组件70形成第二伸出端,所述第二伸出端转动连接于所述第四转轴孔。
设置铰接连杆36使一级连杆31和二级连杆32的动力传输更好。可以理解的是,关节组件30两端分别设有两铰接连杆36,避免关节组件30在运动时发生侧向位移,提升关节组件30的模拟生物动作的特性。若是用于人体的运动康复,则能够避免人体受到侧向位移造成的伤害。
本实用新型还提出一种机器人(未图示),包括动力传输机构100,所述动力传输机构100包括驱动组件10,所述动力传输机构100还包括:
联动装置20,所述驱动组件10驱动所述联动装置20运动;
关节组件30,所述关节组件30包括关节线轮33,所述关节线轮33位于所述联动装置20的一侧;
第一导向组件40,所述第一导向组件40位于所述联动装置20背离所述关节线轮33一侧;
传动线组50,所述传动线组50的至少部分与所述联动装置20固定连接,所述传动线组50分别绕过所述关节线轮33和所述第一导向组件40;
所述驱动组件10驱动所述联动装置20运动,所述联动装置20带动传动线组50绕所述关节线轮33运动,所述传动线组50带动所述关节线轮33转动。由于本机器人采用了上述所有实施例的全部技术方案,因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是在本实用新型的实用新型构思下,利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换,或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种动力传输机构,所述动力传输机构包括驱动组件,其特征在于,所述动力传输机构还包括:
联动装置,所述驱动组件驱动所述联动装置运动;
关节组件,所述关节组件包括关节线轮,所述关节线轮位于所述联动装置的一侧;
第一导向组件,所述第一导向组件位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧;
传动线组,所述传动线组的至少部分与所述联动装置固定连接,所述传动线组分别绕过所述关节线轮和所述第一导向组件;
所述联动装置带动传动线组绕所述关节线轮运动,所述传动线组带动所述关节线轮转动。
2.如权利要求1所述的动力传输机构,其特征在于,所述第一导向组件包括至少一第一导向轮,所述第一导向轮位于所述联动装置背离所述关节线轮一侧,所述传动线组绕过所述第一导向轮。
3.如权利要求1所述的动力传输机构,其特征在于,所述关节线轮的侧面沿其周向环绕形成有线槽,所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮。
4.如权利要求3所述的动力传输机构,其特征在于,所述关节线轮沿其轴向方向间隔设置有两线槽;
所述动力传输机构包括至少两传动线组,所述联动装置包括相对设置的第一侧边和第二侧边,一所述传动线组的部分与所述第一侧边固定连接,另一所述传动线组的部分与所述第二侧边固定连接;
一所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮,一所述传动线组邻近所述关节线轮的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合。
5.如权利要求3所述的动力传输机构,其特征在于,所述关节组件包括两同轴设置的关节线轮;
所述动力传输机构包括至少两传动线组,所述联动装置包括相对设置的第一侧边和第二侧边,一所述传动线组的部分与所述第一侧边固定连接,另一所述传动线组的部分与所述第二侧边固定连接;
一所述传动线组绕过所述线槽,并贴合于所述关节线轮,一所述传动线组邻近所述关节线轮的一侧相互交叉设置,并绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合。
6.如权利要求5所述的动力传输机构,其特征在于,所述动力传输机构包括第二导向组件,所述第二导向组件位于所述联动装置和所述关节线轮之间,所述第二导向组件包括至少两间隔设置的第二导向轮,一所述传动线组绕过两所述第二导向轮,相互交叉设置。
7.如权利要求6所述的动力传输机构,其特征在于,所述传动线组包括第一传动线,所述第一传动线绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合,所述第一传动线摩擦带动所述关节线轮转动。
8.如权利要求7所述的动力传输机构,其特征在于,所述传动线组还包括:
第二传动线,所述第二传动线绕过所述线槽,与所述关节线轮贴合,所述第二传动线包括第一端部和第三端部,所述第一端部与所述联动装置固定连接,所述第三端部与所述关节线轮固定连接;
第三传动线,所述第三传动线绕过所述线槽背离所述第二传动线的一侧,与所述关节线轮贴合,所述第三传动线包括第二端部和第四端部,所述第二端部与所述联动装置固定连接,所述第四端部与所述关节线轮固定连接;
所述第二传动线牵引所述关节线轮转动或所述第三传动线牵引所述关节线轮转动。
9.如权利要求1至8中任一项所述的动力传输机构,其特征在于,所述驱动组件包括电机和丝杠,所述电机驱动所述丝杠转动,所述联动装置包括套接部和固定于所述套接部侧面的固定件,所述套接部可活动地套接于所述丝杠,所述固定件将所述传动线组固定。
10.如权利要求9所述的动力传输机构,其特征在于,所述固定件包括:
固定本体,所述固定本体与所述套接部固定连接,所述固定本体还形成有至少两导向锁紧槽,一所述导向锁紧槽的端部将所述固定本体的一侧面贯穿,另一所述导向锁紧槽的端部将所述固定本体的相对的另一侧面贯穿;
所述传动线组的部分分别伸入一所述导向锁紧槽;
至少两锁紧件,一所述锁紧件可活动地容置于一所述导向锁紧槽,将所述传动线组的部分锁紧固定。
11.如权利要求10所述的动力传输机构,其特征在于,所述关节组件包括:
一级连杆,所述一级连杆设有第一转接轴孔;
二级连杆,所述二级连杆与所述一级连杆相对设置,所述二级连杆邻近所述一级连杆的一端设有第二转接轴孔;
第一转接轴,所述第一转接轴插接于所述第一转接轴孔,并插接于所述关节线轮;
第二转接轴,所述第二转接轴插接于所述第二转接轴孔;
转动组件,所述转动组件设于所述一级连杆和所述二级连杆之间,并将所述一级连杆和所述二级连杆转动连接。
12.如权利要求11所述的动力传输机构,其特征在于,所述转动组件包括与所述一级连杆固定连接的第一齿轮,和与所述二级连杆固定连接的第二齿轮,所述第一齿轮和所述第二齿轮相互啮合。
13.如权利要求11或12所述的动力传输机构,其特征在于,所述转动组件还包括与所述一级连杆固定连接的第一转轮,和与所述二级连杆固定连接的第二转轮;
所述第一转轮与所述第二转轮之间连接有牵引组件,所述第一转轮转动时,所述第一转轮带动所述牵引组件运动,所述牵引组件带动所述第二转轮转动,且所述第二转轮的转动方向与所述第一转轮的转动方向相反。
14.如权利要求13所述的动力传输机构,其特征在于,所述牵引组件包括至少两相互交叉设置的第四传动线,及固定所述第四传动线的固定块组件;
所述第四传动线包括第五端部和第六端部;
所述固定块组件包括第一固定块、第二固定块、第三固定块和第四固定块,所述第一固定块和所述第二固定块间隔设于所述第一转轮侧壁;
所述第三固定块和所述第四固定块间隔设于所述第二转轮侧壁;
或者,所述第三固定块和所述第四固定块间隔设于所述二级连杆。
15.如权利要求14所述的动力传输机构,其特征在于,所述关节组件还包括铰接连杆,所述铰接连杆设有沿其长度方向间隔设置的第三转轴孔和第四转轴孔;
所述第一转接轴伸出所述转动组件形成第一伸出端,所述第一伸出端转动连接于所述第三转轴孔;
所述第二转接轴伸出所述转动组件形成第二伸出端,所述第二伸出端转动连接于所述第四转轴孔。
16.一种机器人,其特征在于,包括动力传输机构,该动力传输机构包括如权利要求1至15中任一项所述的动力传输机构。
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