CN210850329U - 助力式仿生关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种助力式仿生关节，包括上关节组件、下关节组件和助力机构，助力机构包括谐波减速机和用于驱动谐波减速机的驱动电机，上关节组件与下关节组件转动相连，下关节组件包括并排设置的第一关节座和第二关节座，第一关节座与第二关节座之间具有用于容置助力机构的容纳腔，将具有驱动电机与谐波减速机的助力机构置于容纳腔中，从而实现将驱动上关节组件与下关节组件转动的助力机构内置于仿生关节内部，使助力式仿生关节结构紧凑、体型小、重量轻。则在使用时，驱动电机带动谐波减速机提供足够的助力，驱动上关节组件与下关节组件发生相对转动，并减小仿生关节的运动惯量，对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制较小。

Description

助力式仿生关节

技术领域

本实用新型属于仿生关节技术领域，更具体地说，是涉及一种助力式仿生关节。

背景技术

近年来，随着机电一体化技术/机器人技术的发展，仿生假肢或者仿生机器人也逐渐从低级、简单驱动控制向高级、复杂的智能驱动控制方向发展。由于仿生假肢或者仿生机器人，通常需要在运动肢体的活动关节处设置实现该肢体屈伸运动的动力型仿生关节，以降低仿生假肢或者仿生机器人在运动过程中的能量耗损。然而，当前应用于仿生假肢或者仿生机器人的动力型仿生关节，通常采用锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动或绳索滑轮传动的传动结构，不仅需要较大功率电机驱动，导致仿生关节运动惯量较大，稳定性较差，影响肢体正常的自由屈伸活动；而且导致仿生关节结构臃肿，体型大，重量重，对仿生假肢或者仿生机器人的正常屈伸运动的影响和限制较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种助力式仿生关节，旨在解决现有技术中存在的仿生假肢或者仿生机器人的动力型仿生关节，结构臃肿，体型大，稳定性较差的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种助力式仿生关节，包括上关节组件和下关节组件，所述上关节组件与所述下关节组件转动相连；所述助力式仿生关节还包括用于驱动所述上关节组件与所述下关节组件发生相对转动的助力机构，所述助力机构包括用于放大力矩并进行柔性减速传动的谐波减速机和用于驱动所述谐波减速机的驱动电机，所述下关节组件包括相互扣合相连的第一关节座和第二关节座，所述第一关节座与所述第二关节座之间形成有容纳腔，所述驱动电机与所述谐波减速机支撑于所述容纳腔中；所述谐波减速机的力矩输入端与所述驱动电机的输出端相连，所述第一关节座远离所述第二关节座的一端面上开设有露出所述谐波减速机的力矩输出端的通孔，所述谐波减速机的力矩输出端与所述上关节组件相连。

进一步地，所述谐波减速机包括与所述驱动电机的输出端相连的波形发生器、与所述波形发生器相连的柔轮和与所述柔轮相连的刚轮，所述柔轮伸出所述通孔并与所述上关节组件相连，所述刚轮与所述第一关节座固定相连。

进一步地，所述第二关节座设置成柱状，且所述第二关节座靠近所述第一关节座的一端开设有容置槽，所述驱动电机置于所述容置槽中；所述第一关节座设置成与所述第二关节座扣合配合的盖状。

进一步地，所述刚轮夹持于所述第一关节座与所述第二关节座之间，所述刚轮的一端面与所述第一关节座靠近所述第二关节座的一端面固定相连，所述刚轮的另一端面与所述第二关节座靠近所述第一关节座的一端面固定相连。

进一步地，所述驱动电机为无刷电机，所述无刷电机包括安装于所述容置槽中的电机定子、转动安装于所述电机定子中的电机转子和置于所述电机转子中的驱动轴，所述电机定子的外周面固定支撑于所述容置槽的内侧壁上，所述驱动轴与所述波形发生器相连。

进一步地，所述第二关节座上对应设有供所述驱动轴的一端置入的槽孔，所述驱动轴的一端转动支撑于所述槽孔中，所述驱动轴的另一端与所述波形发生器相连。

进一步地，所述助力式仿生关节还包括连接所述柔轮与所述上关节组件的刚性转盘和支撑所述刚性转盘的支撑轴承，所述支撑轴承套于所述刚性转盘上，所述第一关节座的内侧面上对应于所述通孔的位置开设有容置所述支撑轴承的凹槽。

进一步地，所述上关节组件包括设置于所述第一关节座外侧的第一铰接支座和设置于所述第二关节座外侧的第二铰接支座，所述柔轮与所述第一铰接支座相连，所述第一铰接支座与所述第一关节座转动连接，所述第二铰接支座与所述第二关节座转动连接，且所述第一铰接支座与所述第二铰接支座相连。

进一步地，所述第一关节座外侧凸设有第一支撑环，所述第一铰接支座套于所述第一支撑环上；所述第二关节座的外侧凸设有第二支撑环，所述第二铰接支座套于所述第二支撑环上。

进一步地，所述第一铰接支座上设有第一连接臂，所述第二铰接支座上设有与所述第一连接臂相连的第二连接臂。

本实用新型提供的助力式仿生关节的有益效果在于：与现有技术相比，本实用新型提供的助力式仿生关节，在转动连接的上关节组件与下关节组件之间设置有具有驱动电机和谐波减速机的助力机构，并在下关节组件的第一关节座和第二关节座之间设有容纳腔，将驱动电机和谐波减速机置于容纳腔中，实现将助力机构内置于仿生关节内部，以高效稳定地驱动上关节组件与下关节组件相对发生转动，缩小助力式仿生关节的体积，使助力式仿生关节结构紧凑、体型小、重量轻。则在使用时，将与谐波减速机以同轴串联排布的驱动电机，内置于仿生关节内部，使驱动电机直接带动谐波减速机，谐波减速机减速传动并驱动上关节组件与下关节组件发生相对转动。在谐波齿轮减速传动的过程中，谐波减速机可对驱动电机的输出力矩进行放大，给仿生关节提供足够大的瞬时助力。并且，由于谐波减速机传动比大、传动平稳、无冲击、无噪音以及运动精度高，减小了仿生关节的运动惯量，使助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，从而降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的爆炸结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的侧视方向结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的谐波减速机的立体结构示意图；

图6为本实用新型实施例提供的助力式仿生关节的驱动电机的立体结构示意图；

图7为图6中驱动电机、驱动轴和支撑套的分解结构示意图。

其中，图中各附图主要标记：

1-上关节组件；11-第一铰接支座；111-第一环套；112-第一支撑臂；113-第一端盖；12-第二铰接支座；121-第二环套；122-第二支撑臂；123-第二端盖；13-第一连接臂；14-第二连接臂；15-正限位块；16-负限位块；

2-下关节组件；21-第一关节座；211-通孔；212-凹槽；213-第一支撑环；22-第二关节座；221-槽孔；222-容置槽；223-第二支撑环；23-第一轴承；24-机械限位块；25-第二轴承；

3-谐波减速机；31-波形发生器；32-柔轮；33-刚轮；

4-驱动电机；41-电机定子；42-电机转子；43-驱动轴；44-电机编码器；

5-第一连接头；6-支撑套；61-轴套；62-圆形环；

7-刚性转盘；8-支撑轴承；9-第二连接头；91-限位调节块；92-限位开关。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“连接于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请一并参阅图1至图7，现对本实用新型提供的助力式仿生关节进行说明。本实用新型提供的助力式仿生关节，包括上关节组件1、下关节组件2和助力机构，其中，上关节组件1用于与截肢患者的残余肢体或仿生机器人的第一肢体相连接，下关节组件2用于与第二肢体(仿生假肢)相连接，上关节组件1与下关节组件2转动相连，以使第二肢体(仿生假肢)能够相对于截肢患者的残余肢体或仿生机器人的第一肢体进行弯曲与伸展运动，实现仿生关节模拟人体关节正常活动的功能。助力机构用于驱动上关节组件1与下关节组件2发生相对转动，以使第二肢体(仿生假肢)能够相对于截肢患者的残余肢体或仿生机器人的第一肢体进行弯曲与伸展运动，助力机构包括用于放大力矩并产生柔性减速传动的谐波减速机3和用于驱动谐波减速机3的驱动电机4，驱动电机4与谐波减速机3以同轴串联排布，以使驱动电机4直接平稳地驱动谐波减速机3，克服传统锥齿轮传动、蜗轮蜗杆传动或绳索滑轮传动的传动结构传动效率低、磨损大、稳定性不高的缺陷。下关节组件2包括相互扣合相连的第一关节座21和第二关节座22，第一关节座21与第二关节座22之间形成有用于容置助力机构的容纳腔，将具有驱动电机4与谐波减速机3的助力机构置于容纳腔中，实现将驱动上关节组件1与下关节组件2转动的助力机构内置于仿生关节内部，缩小助力式仿生关节的体积，使助力式仿生关节结构更紧凑、体型更小、重量更轻，从而降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。具体地，谐波减速机3的力矩输入端与驱动电机4的输出端相连，第一关节座21远离第二关节座22的一端面上开设有露出谐波减速机3的力矩输出端的通孔211，谐波减速机3的力矩输出端与上关节组件1相连。则在使用时，驱动电机4带动谐波减速机3驱动上关节组件1与下关节组件2发生相对转动，给仿生关节提供足够大的瞬时助力。

本实用新型提供的助力式仿生关节，与现有技术相比，在转动连接的上关节组件1与下关节组件2之间设置有具有驱动电机4和谐波减速机3的助力机构，并在下关节组件2的第一关节座21和第二关节座22之间设有容纳腔，将驱动电机4和谐波减速机3置于容纳腔中，实现将助力机构完全内置于仿生关节内部，以高效稳定地驱动上关节组件1与下关节组件2相对发生转动，缩小助力式仿生关节的体积，使助力式仿生关节结构紧凑、体型小、重量轻。则在使用时，将与谐波减速机3以同轴串联排布的驱动电机4，内置于仿生关节内部，使驱动电机4直接带动谐波减速机3，谐波减速机3减速传动并驱动上关节组件1与下关节组件2发生相对转动。在谐波齿轮减速传动的过程中，谐波减速机3可对驱动电机4的输出力矩进行放大，给仿生关节提供足够大的瞬时助力。并且，由于谐波减速机3传动比大、传动平稳、无冲击、无噪音以及运动精度高，减小了仿生关节的运动惯量，使助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，从而降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。

进一步地，请一并参阅图2、图4及图5，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，谐波减速机3包括与驱动电机4的输出端相连的波形发生器31、与波形发生器31相连的柔轮32和与柔轮32相连的刚轮33，柔轮32伸出通孔211并与上关节组件1相连，刚轮33与第一关节座21固定相连。

则在使用时，驱动电机4平稳地带动波形发生器31转动，波形发生器31上装配的柔轮32产生可控弹性变形，柔轮32并与刚轮33相啮合以产生谐波齿轮减速传动。在谐波减速机3的减速传动过程中，使连接于柔轮32的上关节组件1与连接于刚轮33的下关节组件2(第一关节座21和第二关节座22)发生相对转动，以使第二肢体(仿生假肢)能够相对于截肢患者的残余肢体或仿生机器人的第一肢体进行弯曲与伸展运动，实现仿生关节模拟人体关节正常活动的功能。由于谐波减速机3传动比大、传动平稳、无冲击、无噪音以及运动精度高，减小了仿生关节的运动惯量，使助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，从而降低对仿生假肢或仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

优选地，谐波减速机3采用扁平型谐波减速机，以提高力矩控制精度，减小反驱动力矩，增强抗冲击能力，使助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，从而降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

进一步地，请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，第二关节座22设置成柱状，且第二关节座22靠近第一关节座21的一端开设有容置槽222，驱动电机4置于容置槽222中；第一关节座21设置成与第二关节座22扣合配合的盖状。

本实施例中，将第二关节座22设置成柱状，并在柱状的第二关节座22靠近第一关节座21的一端开设有内置驱动电机4的容置槽222，并将第一关节座21设置成与二关节座扣合配合的盖状，从而使得第一关节座21与第二关节座22形成结构紧凑的压盖组合结构，可将驱动电机4和谐波减速机3内置于下关节组件的内部，大幅度地缩小了仿生关节的体积，并且增强了仿生关节转动的稳定性。

进一步地，请一并参阅图1至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，刚轮33夹持于第一关节座21与第二关节座22之间，刚轮33的一端面与第一关节座21靠近第二关节座22的一端面固定相连，刚轮33的另一端面与第二关节座22靠近第一关节座21的一端面固定相连。

本实施例中，通过第一关节座21的内侧端部与第二关节座22的内侧端部将刚轮33起到固定夹持作用，结构牢固、紧凑，可缩小仿生关节的体积，增强仿生关节转动的稳定性。

进一步地，请一并参阅图2、图4、图6及图7，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，驱动电机4为无刷电机，无刷电机包括安装于容置槽222中的电机定子41、转动安装于电机定子41中的电机转子42和置于电机转子42中的驱动轴43，电机定子41的外周面固定支撑于容置槽222的内侧壁上，驱动轴43与波形发生器31相连。

本实施例中，驱动电机4采用无刷电机(无框电机)，将电机定子41固定于容置槽222中，并且容置槽222的形状大小与电机定子41的外部轮廓相适应，使得电机定子41与第二关节座22形成一个整体，以柱状第二关节座22为电机的外壳，减少设置电机外壳所需的空间，缩小仿生关节的体型，从而使助力式仿生关节结构更紧凑、体型更小、重量更轻，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。

优选地，驱动电机4还包括用于测量电机定子41与电机转子42之间转角的电机编码器44，且电机编码器44与电机转子42相连。使用时，通过电机编码器44为控制器控制驱动电机4的控制提供角度反馈，以提高驱动电机4对仿生关节驱动控制的精度。

进一步地，请一并参阅图4、图6、及图7，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，第二关节座22上对应设有供驱动轴43的一端置入的槽孔221，驱动轴43的一端转动支撑于槽孔221中，驱动轴43的另一端与波形发生器31相连。

本实施例中，在第二关节座22上设有槽孔221，驱动轴43的一端通过第一轴承23转动支撑于槽孔221中，在保证驱动轴43灵活旋转的同时，增强了驱动轴43抗径向冲击的强度，提高了驱动轴43与波形发生器31同轴传动的稳定性，防止驱动轴43发生径向偏移或跳动，从而保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。

优选地，请一并参阅图6及图7，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，电机转子42的两端分别设有用于支撑驱动轴43的支撑套6，各支撑套6包括轴套61和由轴套61一端沿该轴套61径向向外延伸的圆形环62，各轴套61置于中心轴孔内并套设于驱动轴43上，各圆形环62支撑于电机转子42的相应端面上。

使用时，在电机转子42的两端分别设有用于支撑驱动轴43的支撑套6，并且各支撑套6包括轴套61和由轴套61一端沿该轴套61径向向外延伸的圆形环62，各轴套61置于中心轴孔内并套设于驱动轴43上，各圆形环62支撑于电机转子42的相应端面上，以提高驱动轴43转动安装的稳定性，增强了抗径向冲击的强度，使波形发生器31的受力均匀，保证助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的影响和限制。

进一步地，请一并参阅图2、图4及图5，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，助力式仿生关节还包括连接柔轮32与上关节组件1的刚性转盘7和支撑刚性转盘7的支撑轴承8，支撑轴承8套于刚性转盘7上，第一关节座21的内侧面上对应于通孔211的位置开设有容置支撑轴承8的凹槽212。

本实施例中，通过刚性转盘7将柔轮32与第一铰接支座11进行连接，以使谐波减速机3的柔轮32输出的力矩均匀稳定地输出至第一铰接支座11，提高了谐波减速机3驱动第一铰接支座11的稳定性，避免柔轮32发生形变而影响第一铰接支座11转动的稳定性，从而保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

为了进一步提高刚性转盘7带动第一铰接支座11转动的稳定性，第一关节座21的内侧面上对应于通孔211的位置开设有凹槽212，凹槽212内容置有支撑轴承8，且支撑轴承8套于刚性转盘7上，使刚性转盘7通过支撑轴承8转动安装于第一关节座21上。则在使用时，刚性转盘7通过支撑轴承8转动安装于通孔211内，提高了谐波减速机3驱动第一铰接支座11的稳定性，避免柔轮32发生形变而影响第一铰接支座11转动的稳定性，从而保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，上关节组件1包括设置于第一关节座21外侧的第一铰接支座11和设置于第二关节座22外侧的第二铰接支座12，柔轮32与第一铰接支座11相连，第一铰接支座11与第一关节座21转动连接，第二铰接支座12与第二关节座22转动连接，且第一铰接支座11与第二铰接支座12相连。

本实施例中，上关节组件1包括第一铰接支座11和第二铰接支座12，将第一铰接支座11和第二铰接支座12分别设置于第一关节座21和第二关节座22外侧，且第一铰接支座11与第一关节座21转动连接，第二铰接支座12与第二关节座22转动相连，且第一铰接支座11与第二铰接支座12的顶端相连，保证助力式仿生关节两侧的转动支撑的一致性，使受力均衡，结构紧凑，提高了上关节组件1与下关节组件2之间转动连接的稳固性，保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

进一步地，请一并参阅图2及图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，第一关节座21的外侧凸设有第一支撑环213，第一铰接支座11套于第一支撑环213上；第二关节座22的外侧凸设有第二支撑环223，第二铰接支座12套于第二支撑环223上。

本实施例中，在第一关节座21的外侧凸设有第一支撑环213，将第一铰接支座11套于第一支撑环213上；并且，在第二关节座22的外侧凸设有第二支撑环223，将第二铰接支座12套于第二支撑环223上，使仿生关节的结构更加紧凑、牢固，有利于上关节组件1与下关节组件2之间转动连接的稳定性，使仿生关节两侧的转动支撑具有良好的一致性，从而保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

优选地，第一铰接支座11通过支撑轴承动套接于第一支撑环213上，第二铰接支座12通过第二轴承25转动套接于第二支撑环223上，以提高仿生关节转动的灵活性以及增强仿生关节径向的抗冲击能力。

进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，第一铰接支座11上设有第一连接臂13，第二铰接支座12上设有与第一连接臂13相连的第二连接臂14。

本实施例中，在第一铰接支座11和第二铰接支座12上分别设有第一连接臂13和第二连接臂14，并且将第一连接臂13远离第一铰接支座11的一端与第二连接臂14远离第二铰接支座12的一端相连，以使第一铰接支座11与第二铰接支座12整体形成一个双侧转动支撑的铰接支架，结构紧凑稳定，受力均衡，有利于上关节组件1与下关节组件2之间转动连接的稳定性，保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

具体地，第一铰接支座11包括套于第一支撑环213上的第一环套111和与第一连接臂13相连的第一支撑臂112，且第一环套111的外端面上该设有第一端盖113；其中，第一支撑臂112沿第一环套111的径向延伸，第一连接臂13沿第一环套111的轴向延伸。第二铰接支座12包括套于第二支撑环223上的第二环套121和与第二连接臂14相连的第二支撑臂122，且第二环套121的外端面上该设有第二端盖123；其中，第二支撑臂122沿第二环套121的径向延伸，第二连接臂14沿第二环套121的轴向延伸。上述结构紧凑，有利于上关节组件1与下关节组件2之间转动连接的稳定性，使仿生关节两侧的转动支撑具有良好的一致性，从而保证了助力式仿生关节在屈伸运动的过程中具有较好的稳定性，降低对仿生假肢或者仿生机器人正常屈伸运动的限制影响。

进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，助力式仿生关节还包括用于连接第一肢体的第一连接头5，第一连接头5与第一连接臂13及第二连接臂14相连，以提高上关节组件1与第一连接头5连接的稳固性，并且便于上关节组件1与截肢患者的残余肢体或仿生机器人的第一肢体之间的拆装。

进一步地，请一并参阅图2至图4，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，助力式仿生关节还包括用于连接第二肢体的第二连接头9，第二连接头9与第一关节座21和第二关节座22相连，以提高下关节组件2与第二连接头9连接的稳固性，并且便于下关节组件2与第二肢体(仿生假肢))之间的拆装。

具体地，第一连接头5和第二连接头9分别采用方锥连接头。

进一步地，请一并参阅图1及图3，作为本实用新型提供的助力式仿生关节的一种具体实施方式，第二连接头9上设有限位调节块91，限位调节块91上安装有限位开关92，上关节组件1上分别设有用于与限位开关92配合的正限位块15和负限位块16。使用时，正限位块15或负限位块16触发限位开关92前端的金属检测部件，控制器执行相应电气动作，达到电气限位的作用。并且，限位调节块91可左右上下微小调节，以使得正限位块15或负限位块16触发限位开关92时的电气触发精度良好。

优选地，下关节组件2上还设有机械限位块24，机械限位块24与第一连接头5、第二连接头9组成机械限位结构。具体地，机械限位块24包括分别设置于下关节组件2上的机械正限位块和机械负限位块，机械正限位块的限位角度范围为12°左右，电气开关的正限位块15的限位角度范围为5°左右，机械负限位块的限位角度范围为135°左右，电气开关的负限位块16的限位角度范围为115°左右。该限位角度为该助力式仿生关节应用于人体仿生关节假肢或者仿生机器人上的一个实施例。在需要其他关节角度限位时，可轻易通过调节机械及电气限位块实现。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种助力式仿生关节，包括上关节组件和下关节组件，所述上关节组件与所述下关节组件转动相连；其特征在于：所述助力式仿生关节还包括用于驱动所述上关节组件与所述下关节组件发生相对转动的助力机构，所述助力机构包括用于放大力矩并进行柔性减速传动的谐波减速机和用于驱动所述谐波减速机的驱动电机，所述下关节组件包括相互扣合相连的第一关节座和第二关节座，所述第一关节座与所述第二关节座之间形成有容纳腔，所述驱动电机与所述谐波减速机支撑于所述容纳腔中；所述谐波减速机的力矩输入端与所述驱动电机的输出端相连，所述第一关节座远离所述第二关节座的一端面上开设有露出所述谐波减速机的力矩输出端的通孔，所述谐波减速机的力矩输出端与所述上关节组件相连。

2.如权利要求1所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述谐波减速机包括与所述驱动电机的输出端相连的波形发生器、与所述波形发生器相连的柔轮和与所述柔轮相连的刚轮，所述柔轮伸出所述通孔并与所述上关节组件相连，所述刚轮与所述第一关节座固定相连。

3.如权利要求2所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述第二关节座设置成柱状，且所述第二关节座靠近所述第一关节座的一端开设有容置槽，所述驱动电机置于所述容置槽中；所述第一关节座设置成与所述第二关节座扣合配合的盖状。

4.如权利要求3所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述刚轮夹持于所述第一关节座与所述第二关节座之间，所述刚轮的一端面与所述第一关节座靠近所述第二关节座的一端面固定相连，所述刚轮的另一端面与所述第二关节座靠近所述第一关节座的一端面固定相连。

5.如权利要求3所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述驱动电机为无刷电机，所述无刷电机包括安装于所述容置槽中的电机定子、转动安装于所述电机定子中的电机转子和置于所述电机转子中的驱动轴，所述电机定子的外周面固定支撑于所述容置槽的内侧壁上，所述驱动轴与所述波形发生器相连。

6.如权利要求5所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述第二关节座上对应设有供所述驱动轴的一端置入的槽孔，所述驱动轴的一端转动支撑于所述槽孔中，所述驱动轴的另一端与所述波形发生器相连。

7.如权利要求2至6任一项所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述助力式仿生关节还包括连接所述柔轮与所述上关节组件的刚性转盘和支撑所述刚性转盘的支撑轴承，所述支撑轴承套于所述刚性转盘上，所述第一关节座的内侧面上对应于所述通孔的位置开设有容置所述支撑轴承的凹槽。

8.如权利要求2至6任一项所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述上关节组件包括设置于所述第一关节座外侧的第一铰接支座和设置于所述第二关节座外侧的第二铰接支座，所述柔轮与所述第一铰接支座相连，所述第一铰接支座与所述第一关节座转动连接，所述第二铰接支座与所述第二关节座转动连接，且所述第一铰接支座与所述第二铰接支座相连。

9.如权利要求8所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述第一关节座的外侧凸设有第一支撑环，所述第一铰接支座套于所述第一支撑环上；所述第二关节座的外侧凸设有第二支撑环，所述第二铰接支座套于所述第二支撑环上。

10.如权利要求8所述的助力式仿生关节，其特征在于：所述第一铰接支座上设有第一连接臂，所述第二铰接支座上设有与所述第一连接臂相连的第二连接臂。

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