WO2018149039A1

WO2018149039A1 - 一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼

Info

Publication number: WO2018149039A1
Application number: PCT/CN2017/084433
Authority: WO
Inventors: 朱延河; 张国安; 李洪武; 赵杰
Original assignee: 哈尔滨工业大学
Priority date: 2017-02-17
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-08-23
Also published as: US20190380903A1; US11285069B2; CN106863268B; CN106863268A

Abstract

一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，大臂(A)、肘关节(B)、小臂(C)和手部(D)由左至右依次布置，大臂上杆(A1)和大臂下杆(A2)分别通过轴承与大臂肘关节壳体铰接，小臂上杆(C1)和小臂下杆(C2)分别通过轴承与小臂肘关节壳体铰接，大臂支撑杆(E)设置在大臂驱动机构(A4)与大臂肘关节组件(B1)之间，且大臂支撑杆的一端与大臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块(9)固接，大臂支撑杆的另一端与大臂丝杠螺母连接件两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆设置在小臂驱动机构(C4)与小臂肘关节组件(B2)之间，且小大臂支撑杆(K)的一端与小臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块固接，小大臂支撑杆的另一端与小臂丝杠螺母连接件两侧伸出轴通过轴承铰接，手部与腕关节铰接。用于助力搬运较重的货物或帮助随身携带某些物品。

Description

发明名称：一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼技术领域

[0001] 本发明涉及一种外骨骼机器人，具体涉及一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼背景技术

[0002] 目前，上肢被动外骨骼机器人以其独有的人机结合方式受到了广大的研究者的青睐，现有的上肢被动外骨骼多以弹簧为主动力来实现平衡，而当工况中载荷发生变化吋，基本依靠人工进行手动调整。这样的结构不但负载质量不高，而且使其平衡效果受到了很大的限制，不能很好的满足各个角度的重力平衡条件，而且调整过程过于繁琐，降低了工作效率。

技术问题

[0003] 本发明为解决现有外骨骼机器人负载质量不高，不能很好的满足各个角度的重力平衡条件，而且调整过程过于繁琐，降低了工作效率的问题，而提出一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼。

问题的解决方案

技术解决方案

[0004] 本发明的一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，其组成包括大臂、肘关节、小臂、手部、大臂支撑杆和小大臂支撑杆；

[0005] 大臂包括大臂上杆、大臂下杆、肩关节和大臂驱动机构，大臂驱动机构包括尾部固定件、气弹簧顶板、气弹簧、气弹簧滑轨、连接板、两个大臂支撑杆滑轨、两个大臂支撑杆滑块和两个气弹簧滑块，气弹簧的缸体尾部与尾部固定件固接，气弹簧的活塞杆与气弹簧顶板固接，连接板固装在气弹簧顶板的左侧，一个气弹簧滑块与连接板固接，两个气弹簧滑块均与气弹簧滑轨滑动连接，气弹簧滑轨与大臂下杆固接，两个大臂支撑杆滑轨上下平行设置且固装在气弹簧顶板的右侧，两个大臂支撑杆滑块与两个大臂支撑杆滑轨一一对应，大臂支撑杆滑块与大臂支撑杆滑轨滑动连接，大臂上杆与大臂下杆的结构相同，大臂上杆和大臂下杆对称设置在肩关节的上下端，肩关节位于大臂上杆和大臂下杆的左端，且肩关节分别通过轴承与大臂上杆和大臂下杆铰接，大臂驱动机构设置在大臂下杆中，且大臂驱动机构中的尾部固定件和大臂驱动机构中的两个气弹簧滑块均与大臂下杆固接；

[0006] 小臂包括小臂上杆、小臂下杆、腕关节和小臂驱动机构，小臂驱动机构与大臂驱动机构的结构相同，小臂上杆与小臂下杆的结构相同，小臂上杆和小臂下杆对称设置在腕关节的上下端，腕关节位于小臂上杆和小臂下杆的右端，且腕关节分别通过轴承与小臂上杆和小臂下杆铰接，小臂驱动机构设置在小臂上杆中，且小臂驱动机构中的尾部固定件和小臂驱动机构中的两个气弹簧滑块均与大臂下杆固接；

[0007] 肘关节包括大臂肘关节组件、小臂肘关节组件、肘关节驱动机构、大臂过渡齿轮、大臂过渡齿轮轴、小臂过渡齿轮、小臂过渡齿轮轴和两个滚子轴承，大臂肘关节组件包括大臂丝杠螺母、大臂丝杠螺母连接件、大臂下滚珠轴承、大臂肘关节壳体、大臂丝杠、大臂上滚珠轴承、大臂传动齿轮和两个大臂滚针推力轴承，大臂丝杠螺母与大臂丝杠螺纹连接，大臂丝杠的上端由内至外依次套装有两个大臂滚针推力轴承和大臂上滚珠轴承，大臂丝杠的下端由内至外依次套装有大臂丝杠螺母连接件和大臂下滚珠轴承，大臂丝杠螺母与大臂丝杠螺母连接件固接，大臂上滚珠轴承、大臂下滚珠轴承和两个大臂滚针推力轴承均支撑在大臂肘关节壳体中，大臂丝杠的下端外露在大臂肘关节壳体外且与大臂传动齿轮固接；小臂肘关节组件包括小臂传动齿轮、小臂肘关节壳体、小臂丝杠螺母、小臂丝杠螺母连接件、小臂上滚珠轴承、小臂丝杠、两个小臂滚针推力轴承，小臂丝杠螺母与小臂丝杠螺纹连接，小臂丝杠的上端套装有小臂丝杠螺母连接件，小臂丝杠的下端套装有两个小臂滚针推力轴承，小臂丝杠螺母与小臂丝杠螺母连接件固接，小臂丝杠螺母连接件套装在小臂丝杠上，小臂上滚珠轴承和两个小臂滚针推力轴承均支撑在小臂肘关节壳体中，小臂丝杠的下端外露在小臂肘关节壳体外且与小臂传动齿轮固接；肘关节驱动机构包括减速器输出齿轮、减速器外壳、主轴、电机和减速器，减速器设置在减速器外壳中，减速器的输入端与电机连接，减速器的输出端与主轴连接，减速器输出齿轮固装在主轴上；大臂肘关节组件和小臂肘关节组件设置在肘关节驱动机构的左右侧，减速器外壳与大臂肘关节壳体和小臂肘关节壳体固接，大臂过渡齿轮设置在减速器输出齿轮与大臂传动齿轮之间，且大臂过渡齿轮同吋与减速器输出齿轮和大臂传动齿轮啮合，大臂过渡齿轮通过一个滚子轴承与大臂过渡齿轮轴连接，大臂过渡齿轮轴与大臂肘关节壳体固接，小臂过渡齿轮设置在减速器输出齿轮与小臂传动齿轮之间，且小臂过渡齿轮同吋与减速器输出齿轮和小臂传动齿轮啮合，小臂过渡齿轮通过另一个滚子轴承与小臂过渡齿轮轴连接，小臂过渡齿轮轴与小臂肘关节壳体固接；

[0008] 大臂、肘关节、小臂和手部由左至右依次布置，大臂上杆和大臂下杆分别通过轴承与大臂肘关节壳体铰接，小臂上杆和小臂下杆分别通过轴承与小臂肘关节壳体铰接，大臂支撑杆设置在大臂驱动机构与大臂肘关节组件之间，且大臂支撑杆的一端与大臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块固接，大臂支撑杆的另一端与大臂丝杠螺母连接件两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆设置在小臂驱动机构与小臂肘关节组件之间，且小大臂支撑杆的一端与小臂驱动机构中的两个大臂支撑杆滑块固接，小大臂支撑杆的另一端与小臂丝杠螺母连接件 41两侧伸出轴通过轴承铰接，手部与腕关节铰接。

发明的有益效果

有益效果

[0009] 一、本发明利用气弹簧输出恒力的方式使得在转动过程中的各个角度都能够完美达到平衡效果。

[0010] 二、由于气弹簧是功率密度较高的被动储能装置，相比弹簧结构来说，极大程度提高了设备的负载能力和紧凑型，单臂负载能力可达 25kg以上。

[0011] 三、电机自动调整反馈系统的引入使得本发明可以具备在承载重物变化吋的快速切换能力，使得工作效率大大提升，并且扩大了其应用场合。

[0012] 四、本发明结构可以平衡掉由于货物重量产生的重力，减轻人体上肢的负重。

对附图的简要说明

附图说明

[0013] 图 1是本发明的整体结构立体图； [0014] 图 2是大臂 A与肘关节 B的连接关系立体图（去掉大臂下杆 A2) ；

[0015] 图 3是本发明的主剖视图；

[0016] 图 4是肘关节驱动机构 B3的主剖视图；

[0017] 图 5是肘关节 B的主剖视图；

[0018] 图 6是大臂支撑杆 E与大臂驱动机构 A4和大臂肘关节组件 B1之间的连接关系立体图；

[0019] 图 7是小大臂支撑杆 K与小臂驱动机构 C4和小臂肘关节组件 B2之间的连接关系立体图；

[0020] 图 8是手部 D的结构立体图；

[0021] 图 9是本发明的使用状态图；

[0022] 图 10是本发明的原理简图。

本发明的实施方式

[0023] 具体实施方式一：结合图 1〜图 8说明本实施方式，本实施方式包括大臂 A、肘关节 B、小臂 C、手部 D、大臂支撑杆 E和小大臂支撑杆 F;

[0024] 大臂 A包括大臂上杆 Al、大臂下杆 A2、肩关节 A3和大臂驱动机构 A4，大臂驱动机构 A4包括尾部固定件 3、气弹簧顶板 4、气弹簧 5、气弹簧滑轨 6、连接板 7、两个大臂支撑杆滑轨 8、两个大臂支撑杆滑块 9和两个气弹簧滑块 10，气弹簧 5的缸体尾部与尾部固定件 3固接，气弹簧 5的活塞杆与气弹簧顶板 4固接，连接板 7 固装在气弹簧顶板 4的左侧，一个气弹簧滑块 10与连接板 7固接，两个气弹簧滑块 10均与气弹簧滑轨 6滑动连接，气弹簧滑轨 6与大臂下杆 A2固接，两个大臂支撑杆滑轨 8上下平行设置且固装在气弹簧顶板 4的右侧，两个大臂支撑杆滑块 9与两个大臂支撑杆滑轨 8—一对应，大臂支撑杆滑块 9与大臂支撑杆滑轨 8滑动连接，大臂上杆 A1与大臂下杆 A2的结构相同，大臂上杆 A1和大臂下杆 A2对称设置在肩关节 A3的上下端，肩关节 A3位于大臂上杆 A1和大臂下杆 A2的左端，且肩关节 A3分别通过轴承与大臂上杆 A1和大臂下杆 A2铰接，大臂驱动机构 A4设置在大臂下杆 A2中，且大臂驱动机构 A4中的尾部固定件 3和大臂驱动机构 A4中的两个气弹簧滑块 10均与大臂下杆 2固接； [0025] 小臂 C包括小臂上杆 CI、小臂下杆 C2、腕关节 C3和小臂驱动机构 C4，小臂驱动机构 C4与大臂驱动机构 A4的结构相同，小臂上杆 C1与小臂下杆 C2的结构相同，小臂上杆 C1和小臂下杆 C2对称设置在腕关节 C3的上下端，腕关节 C3位于小臂上杆 C1和小臂下杆 C2的右端，且腕关节 C3分别通过轴承与小臂上杆 C1和小臂下杆 C2铰接，小臂驱动机构 C4设置在小臂上杆 C1中，且小臂驱动机构 C4中的尾部固定件 3和小臂驱动机构 C4中的两个气弹簧滑块 10均与大臂下杆 2固接；

[0026] 肘关节 B包括大臂肘关节组件 Bl、小臂肘关节组件 B2、肘关节驱动机构 B3、大臂过渡齿轮 B4、大臂过渡齿轮轴 B5、小臂过渡齿轮 B6、小臂过渡齿轮轴 B7和两个滚子轴承 B8，大臂肘关节组件 Bl包括大臂丝杠螺母 18、大臂丝杠螺母连接件 1 9、大臂下滚珠轴承 20、大臂肘关节壳体 22、大臂丝杠 23、大臂上滚珠轴承 24、大臂传动齿轮 21和两个大臂滚针推力轴承 17，大臂丝杠螺母 18与大臂丝杠 23螺纹连接，大臂丝杠 23的上端由内至外依次套装有两个大臂滚针推力轴承 17和大臂上滚珠轴承 24，大臂丝杠 23的下端由内至外依次套装有大臂丝杠螺母连接件 1 9和大臂下滚珠轴承 20，大臂丝杠螺母 18与大臂丝杠螺母连接件 19固接，大臂上滚珠轴承 24、大臂下滚珠轴承 20和两个大臂滚针推力轴承 17均支撑在大臂肘关节壳体 22中，大臂丝杠 23的下端外露在大臂肘关节壳体 22外且与大臂传动齿轮 2 1固接，这样设置，通过大臂传动齿轮 21可以将转动传递到大臂丝杠 23上，使得大臂丝杠螺母 18带动大臂丝杠螺母连接件 19上下移动；小臂肘关节组件（B2) 包括小臂传动齿轮 38、小臂肘关节壳体 39、小臂丝杠螺母 40、小臂丝杠螺母连接件 41、小臂上滚珠轴承 42、小臂丝杠 43、两个小臂滚针推力轴承 44，小臂丝杠螺母 40与小臂丝杠 43螺纹连接，小臂丝杠 43的上端套装有小臂丝杠螺母连接件 41，小臂丝杠 43的下端套装有两个小臂滚针推力轴承 44，小臂丝杠螺母 40与小臂丝杠螺母连接件 41固接，小臂丝杠螺母连接件 41套装在小臂丝杠 43上，小臂上滚珠轴承 42和两个小臂滚针推力轴承 44均支撑在小臂肘关节壳体 39中，小臂丝杠 43的下端外露在小臂肘关节壳体 39外且与小臂传动齿轮 38固接；这样设置，通过小臂传动齿轮 38可以将转动传递到小臂丝杠 43上，使得小臂丝杠螺母 4 0带动小臂丝杠螺母连接件 41上下移动；肘关节驱动机构 B3包括减速器输出齿轮 25、减速器外壳 26、主轴 27、电机 28和减速器 29，减速器 29设置在减速器外壳 2 6中，减速器 29的输入端与电机 28连接，减速器 29的输出端与主轴 27连接，减速器输出齿轮 25固装在主轴 27上；大臂肘关节组件 B 1和小臂肘关节组件 B2设置在肘关节驱动机构 B3的左右侧，减速器外壳 26与大臂肘关节壳体 22和小臂肘关节壳体 39固接，大臂过渡齿轮 B4设置在减速器输出齿轮 25与大臂传动齿轮 21之间，且大臂过渡齿轮 B4同吋与减速器输出齿轮 25和大臂传动齿轮 21啮合，大臂过渡齿轮 B4通过一个滚子轴承 B8与大臂过渡齿轮轴 B5连接，大臂过渡齿轮轴 B5与大臂肘关节壳体 22固接，小臂过渡齿轮 B6设置在减速器输出齿轮 25与小臂传动齿轮 38之间，且小臂过渡齿轮 B6同吋与减速器输出齿轮 25和小臂传动齿轮 38啮合，小臂过渡齿轮 B6通过另一个滚子轴承 B8与小臂过渡齿轮轴 B7连接，小臂过渡齿轮轴 B7与小臂肘关节壳体 39固接；

[0027] 大臂 A、肘关节 B、小臂 C和手部 D由左至右依次布置，大臂上杆 A1和大臂下杆 A2分别通过轴承与大臂肘关节壳体 22铰接，小臂上杆 C1和小臂下杆 C2分别通过轴承与小臂肘关节壳体 ₃₉铰接，大臂支撑杆 E设置在大臂驱动机构 A4与大臂肘关节组件 B1之间，且大臂支撑杆 E的一端与大臂驱动机构 A4中的两个大臂支撑杆滑块 9固接，大臂支撑杆 E的另一端与大臂丝杠螺母连接件 19两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆 F设置在小臂驱动机构 C4与小臂肘关节组件 B2之间，且小大臂支撑杆 F的一端与小臂驱动机构 C4中的两个大臂支撑杆滑块 9固接，小大臂支撑杆 F的另一端与小臂丝杠螺母连接件 41两侧伸出轴通过轴承铰接，手部 D与腕关节 C3铰接。

[0028] 当大臂支撑杆 E在人的牵引作用下转动吋，会带动大臂支撑杆滑块 9与大臂支撑杆滑轨 8相对滑动的同吋带动气弹簧顶板 4沿着气弹簧 5的活塞杆伸缩方向移动，气弹簧 5的活塞杆随之产生伸缩运动。

[0029] 具体实施方式二：结合图 3和图 8说明本实施方式，本实施方式的手部 D包括手腕连接架 11、载重钩 12、第一销轴 13、力传感器 14、吊耳 15、第二销轴 16、握手 30和第三销轴 31，载重钩 12设置在手腕连接架 11的下面，且载重钩 12与手腕连接架 11通过第一销轴 13铰接，力传感器 14设置在载重钩 12与手腕连接架 11之间，且力传感器 14的上端与手腕连接架 11插接，力传感器 14的下端与吊耳 15螺纹连接，吊耳 15与载重钩 12通过第二销轴 16铰接，与手腕连接架 11通过第三销轴 31铰接。这样设置，当载重钩 12放上重物吋，通过杠杆的作用，力传感器 14 就会被拉伸达到测量质量的作用。握手 30具有翻转的自由度。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。

[0030] 具体实施方式三：结合图 3说明本实施方式，本实施方式的大臂丝杠 23与小臂丝杠 43的直径、螺距均相同。这样设置可以保证大臂 A和小臂 C同步转动。其它组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

[0031] 本发明的工作原理：

[0032] 在大臂 A上，通过大臂上杆 Al、肩关节 A3、大臂下杆 A2、大臂肘关节壳体 22 四个部件的铰链连接构成一个平行四边形，利用图 10所示的原理，将气弹簧 5伸缩运动，改变为手部 D的旋转运动，并且可以计算得出其与重力之间的关系式 F* H=G*L，其中， F—气弹簧活塞推力值、 H—丝杠螺母 18距离手臂连杆转轴距离、 G _重物的重力、 L—大臂上杆 A1与肩关节 A3的铰接中心至大臂上杆 A1与大臂肘关节壳体 22铰接中心（或者大臂下杆 A2与肩关节 A3的铰接中心至大臂下杆 A2与大臂肘关节壳体 22铰接中心）之间的距离。通过 F*H=G*L就可以实现针对不同重力的平衡效果。电机 28转动，通过减速器输出齿轮 25将运动分别经由大臂过渡齿轮 B4和小臂过渡齿轮 B6传递到大臂传动齿轮 21和小臂传动齿轮 3 8上，大臂传动齿轮 21可以将转动传递到大臂丝杠 23上，使得大臂丝杠螺母 18带动大臂丝杠螺母连接件 19上下移动。这样就实现了 H的调整，在实际工况中，可以根据末端力传感器 14采集的数据实吋的对 H进行调整，使其满足平衡效果，已达到被动平衡重力的条件。

[0033] 小臂 C的原理大臂 A相同。

Claims

权利要求书

[权利要求 1] 一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，其特征在于：所述上肢外骨骼包括大臂（A) 、肘关节（B) 、小臂（C) 、手部（D) 、大臂支撑杆 (E) 和小大臂支撑杆（K) ；

大臂（A) 包括大臂上杆（A1) 、大臂下杆（A2) 、肩关节（A3) 和大臂驱动机构（A4) ，大臂驱动机构（A4) 包括尾部固定件（3) 、气弹簧顶板（4) 、气弹簧（5) 、气弹簧滑轨（6) 、连接板（7) 、两个大臂支撑杆滑轨（8) 、两个大臂支撑杆滑块（9) 和两个气弹簧滑块（10) ，气弹簧（5) 的缸体尾部与尾部固定件（3) 固接，气弹簧（5) 的活塞杆与气弹簧顶板（4) 固接，连接板（7) 固装在气弹簧顶板（4) 的左侧，一个气弹簧滑块（10) 与连接板（7) 固接，两个气弹簧滑块（10) 均与气弹簧滑轨（6) 滑动连接，气弹簧滑轨

(6) 与大臂下杆（A2) 固接，两个大臂支撑杆滑轨（8) 上下平行设置且固装在气弹簧顶板（4) 的右侧，两个大臂支撑杆滑块（9) 与两个大臂支撑杆滑轨（8) —一对应，大臂支撑杆滑块（9) 与大臂支撑杆滑轨（8) 滑动连接，大臂上杆（A1) 与大臂下杆（A2) 的结构相同，大臂上杆（A1) 和大臂下杆（A2) 对称设置在肩关节（A3) 的上下端，肩关节（A3) 位于大臂上杆（A1) 和大臂下杆（A2) 的左端，且肩关节（A3) 分别通过轴承与大臂上杆（A1) 和大臂下杆

(A2) 铰接，大臂驱动机构（A4) 设置在大臂下杆（A2) 中，且大臂驱动机构（A4) 中的尾部固定件（3) 和大臂驱动机构（A4) 中的两个气弹簧滑块（10) 均与大臂下杆（2) 固接；小臂（C) 包括小臂上杆（C1) 、小臂下杆（C2) 、腕关节（C3) 和小臂驱动机构（C4) ，小臂驱动机构（C4) 与大臂驱动机构（A4 ) 的结构相同，小臂上杆 (C1) 与小臂下杆 (C2) 的结构相同，小臂上杆（C1) 和小臂下杆（C2) 对称设置在腕关节（C3) 的上下端，腕关节（C3) 位于小臂上杆（C1) 和小臂下杆（C2) 的右端，且腕关节（C3) 分别通过轴承与小臂上杆（C1) 和小臂下杆（C2) 铰接，小臂驱动机构（C4) 设置在小臂上杆（C1) 中，且小臂驱动机构（C4) 中的尾部固定件（3) 和小臂驱动机构（C4) 中的两个气弹簧滑块（10) 均与大臂下杆（2) 固接；

肘关节（B) 包括大臂肘关节组件（B1) 、小臂肘关节组件（B2) 、肘关节驱动机构（B3) 、大臂过渡齿轮（B4) 、大臂过渡齿轮轴（B 5) 、小臂过渡齿轮（B6) 、小臂过渡齿轮轴（B7) 和两个滚子轴承

(B8) ，大臂肘关节组件（B1) 包括大臂丝杠螺母 18、大臂丝杠螺母连接件（19) 、大臂下滚珠轴承（20) 、大臂肘关节壳体（22) 、大臂丝杠（23) 、大臂上滚珠轴承（24) 、大臂传动齿轮（21) 和两个大臂滚针推力轴承（17) ，大臂丝杠螺母（18) 与大臂丝杠（23) 螺纹连接，大臂丝杠（23) 的上端由内至外依次套装有两个大臂滚针推力轴承（17) 和大臂上滚珠轴承（24) ，大臂丝杠（23) 的下端由内至外依次套装有大臂丝杠螺母连接件（19) 和大臂下滚珠轴承（20 ) ，大臂丝杠螺母（18) 与大臂丝杠螺母连接件（19) 固接，大臂上滚珠轴承（24) 、大臂下滚珠轴承（20) 和两个大臂滚针推力轴承（ 17) 均支撑在大臂肘关节壳体（22) 中，大臂丝杠（23) 的下端外露在大臂肘关节壳体（22) 外且与大臂传动齿轮（21) 固接；小臂肘关节组件（B2) 包括小臂传动齿轮（38) 、小臂肘关节壳体（39) 、小臂丝杠螺母（40) 、小臂丝杠螺母连接件（41) 、小臂上滚珠轴承

(42) 、小臂丝杠（43) 、两个小臂滚针推力轴承（44) ，小臂丝杠螺母（40) 与小臂丝杠（43) 螺纹连接，小臂丝杠（43) 的上端套装有小臂丝杠螺母连接件（41) ，小臂丝杠（43) 的下端套装有两个小臂滚针推力轴承（44) ，小臂丝杠螺母（40) 与小臂丝杠螺母连接件

(41) 固接，小臂丝杠螺母连接件（41) 套装在小臂丝杠（43) 上，小臂上滚珠轴承（42) 和两个小臂滚针推力轴承（44) 均支撑在小臂肘关节壳体（39) 中，小臂丝杠（43) 的下端外露在小臂肘关节壳体

(39) 外且与小臂传动齿轮（38) 固接；肘关节驱动机构（B3) 包括减速器输出齿轮（25) 、减速器外壳（26) 、主轴（27) 、电机（ 28) 和减速器（29) ，减速器（29) 设置在减速器外壳 (26) 中，减速器（29) 的输入端与电机（28) 连接，减速器（29) 的输出端与主轴（27) 连接，减速器输出齿轮（25) 固装在主轴（27) 上；大臂肘关节组件（B1) 和小臂肘关节组件（B2) 设置在肘关节驱动机构（B 3) 的左右侧，减速器外壳（26) 与大臂肘关节壳体（22) 和小臂肘关节壳体（39) 固接，大臂过渡齿轮（B4) 设置在减速器输出齿轮 (25) 与大臂传动齿轮（21) 之间，且大臂过渡齿轮（B4) 同吋与减速器输出齿轮（25) 和大臂传动齿轮（21) 啮合，大臂过渡齿轮（ B4) 通过一个滚子轴承（B8) 与大臂过渡齿轮轴（B5) 连接，大臂过渡齿轮轴（B5) 与大臂肘关节壳体（22) 固接，小臂过渡齿轮（B 6) 设置在减速器输出齿轮（25) 与小臂传动齿轮（38) 之间，且小臂过渡齿轮（B6) 同吋与减速器输出齿轮（25) 和小臂传动齿轮（3

8) 啮合，小臂过渡齿轮（B6) 通过另一个滚子轴承（B8) 与小臂过渡齿轮轴（B7) 连接，小臂过渡齿轮轴（B7) 与小臂肘关节壳体（3

9) 固接；

大臂（A) 、肘关节（B) 、小臂（C) 和手部（D) 由左至右依次布置，大臂上杆（A1) 和大臂下杆（A2) 分别通过轴承与大臂肘关节壳体（22) 铰接，小臂上杆（C1) 和小臂下杆（C2) 分别通过轴承与小臂肘关节壳体（39) 铰接，大臂支撑杆（E) 设置在大臂驱动机构（A4) 与大臂肘关节组件（B1) 之间，且大臂支撑杆（E) 的一端与大臂驱动机构（A4) 中的两个大臂支撑杆滑块（9) 固接，大臂支撑杆（E) 的另一端与大臂丝杠螺母连接件（19) 两侧伸出轴通过轴承铰接，小大臂支撑杆（K) 设置在小臂驱动机构（C4) 与小臂肘关节组件（B2) 之间，且小大臂支撑杆（K) 的一端与小臂驱动机构（ C4) 中的两个大臂支撑杆滑块（9) 固接，小大臂支撑杆（K) 的另一端与小臂丝杠螺母连接件（41) 两侧伸出轴通过轴承铰接，手部（ D) 与腕关节（C3) 铰接。

[权利要求 2] 根据权利要求 1所述的一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，其特征在于：所述手部（D) 包括手腕连接架（11) 、载重钩（12) 、第一销轴（13) 、力传感器（14) 、吊耳（15) 、第二销轴（16) 、握手 (30) 和第三销轴（31) ，载重钩（12) 设置在手腕连接架（11) 的下面，且载重钩（12) 与手腕连接架（11) 通过第一销轴（13) 铰接，力传感器（14) 设置在载重钩（12) 与手腕连接架（11) 之间，且力传感器（14) 的上端与手腕连接架（11) 插接，力传感器（14) 的下端与吊耳（15) 螺纹连接，吊耳（15) 与载重钩（12) 通过第二销轴（16) 铰接，与手腕连接架（11) 通过第三销轴（31) 铰接。

[权利要求 3] 根据权利要求 1或 2所述的一种负载自适应被动平衡上肢外骨骼，其特征在于：所述大臂丝杠（23) 与小臂丝杠（43) 的直径、螺距均相同