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一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构

阅读:381发布:2020-05-11

专利汇可以提供一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本实用新型公开了一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,包括靠 背板 和 电池 ,所述靠背板一侧设置有右侧 肩膀 丝传动 滑轮 基座 。有益效果在于:本实用新型通过改变 钢 丝的机械走位,来解耦肩关节外展内收的运动耦合问题,使得 电机 驱动端在远离肩关节上举的动作关 节点 的时候,依然可以通过电机的钢丝 直接驱动 ,并且不会受到被动或者主动的肩关节外展运动干扰,实现一个电机控制控制一个主动 自由度 ,并不干涉另一个欠驱动自由度,该方案应用在上肢 外骨骼 肩关节助 力 形式上尤为有效,降低系统的相应要求和系统反馈 频率 ,减少成本,并由于是 硬件 解耦,不存在 软件 补偿时 算法 带来的延迟,系统可靠性能高。(ESM)同样的 发明 创造已同日 申请 发明 专利,下面是一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构专利的具体信息内容。

1.一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:包括靠背板(7)和电池(20),所述靠背板(7)一侧设置有右侧肩膀丝传动滑轮基座(1),所述靠背板(7)另一侧设置有左侧肩膀丝传动滑轮基座(2),所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)正下方设置有肩部靠垫一(3),所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)正下方设置有肩部靠垫二(4),所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)一侧设置有右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5),所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)一侧设置有左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6),所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)正下方设置有右侧肩膀上举动作臂(8),所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)正下方设置有左侧肩膀上举动作臂(9),所述右侧肩膀上举动作臂(8)正下方设置有右侧手肘托架(10),所述左侧肩膀上举动作臂(9)正下方设置有左侧手肘托架(11),所述靠背板(7)正下方设置有背部固定带基座一(12),所述背部固定带基座一(12)正下方设置有背部固定带基座二(13),所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)内设置有右侧肩关节外展自由度(15),所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)内设置有左侧肩关节外展自由度(14),所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)顶部设置有右侧肩关节上举自由度(17),所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)顶部设置有左侧肩关节上举自由度(16),所述肩部靠垫一(3)背部设置有右侧驱动电机和反馈单元(19),所述肩部靠垫二(4)背部设置有左侧驱动电机和反馈单元(18),所述背部固定带基座二(13)背部设置有所述电池(20),所述左侧肩关节外展自由度(14)正下方设置有左肩关节外展绝对编码器(21),所述右侧肩关节外展自由度(15)正下方设置有右肩关节外展绝对编码器(22),所述左侧驱动电机和反馈单元(18)上设置有伺服电机驱动器散热组件一(24),所述右侧驱动电机和反馈单元(19)上设置有伺服电机驱动器和散热组件二(25),所述右侧驱动电机和反馈单元(19)顶部设置有主动丝轮一(30),所述右侧驱动电机和反馈单元(19)顶部设置有主动钢丝轮二(35),所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)内设置有左侧钢丝转向滑轮组(31),所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)内设置有右侧钢丝转向滑轮组(23),所述左侧钢丝转向滑轮组(31)上设置有左侧钢丝(29),所述右侧钢丝转向滑轮组(23)上设置有右侧钢丝(26),所述左侧钢丝(29)和所述右侧钢丝(26)一侧均设置有钢丝轮三(27),所述钢丝轮三(27)正下方设置有钢丝轮二(33),所述钢丝轮二(33)正下方设置有钢丝轮一(32),所述钢丝轮三(27)一侧设置有钢丝轮四(34),所述右侧钢丝转向滑轮组(23)和所述左侧钢丝转向滑轮组(31)外围均通过螺栓连接有刚性架(28),所述主动钢丝轮一(30)和所述主动钢丝轮二(35)正上方均啮合有从动钢轮(36)。
2.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)和所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)均与所述靠背板(7)通过螺栓连接,所述肩部靠垫一(3)与所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)通过螺栓连接。
3.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述肩部靠垫二(4)与所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)通过螺栓连接,所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)与所述右侧肩膀丝传动滑轮基座(1)通过螺栓连接。
4.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)与所述左侧肩膀丝传动滑轮基座(2)通过螺栓连接,所述右侧肩膀上举动作臂(8)与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)转动连接,所述左侧肩膀上举动作臂(9)与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述右侧手肘托架(10)与所述右侧肩膀上举动作臂(8)插接,所述左侧手肘托架(11)与所述左侧肩膀上举动作臂(9)插接,所述背部固定带基座一(12)和所述背部固定带基座二(13)均与所述靠背板(7)通过卡槽连接,所述右侧肩关节外展自由度(15)与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)转动连接,所述左侧肩关节外展自由度(14)与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)转动连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述右侧驱动电机和反馈单元(19)与所述肩部靠垫一(3)通过螺栓连接,所述左侧驱动电机和反馈单元(18)与所述肩部靠垫二(4)通过螺栓连接,所述电池(20)与所述靠背板(7)通过卡槽连接,所述左肩关节外展绝对编码器(21)与所述左侧肩关节外展自由度(14)铰接,所述右肩关节外展绝对编码器(22)与所述右侧肩关节外展自由度(15)铰接,所述伺服电机驱动器和散热组件一(24)与所述右侧驱动电机和反馈单元(19)通过卡压的方式连接,所述伺服电机驱动器和散热组件二(25)与所述左侧驱动电机和反馈单元(18)通过卡压的方式连接。
7.根据权利要求1所述的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,其特征在于:所述主动钢丝轮一(30)与所述左侧驱动电机和反馈单元(18)通过所述左侧钢丝(29)连接,所述左侧钢丝转向滑轮组(31)与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座(6)通过螺栓连接,所述右侧钢丝转向滑轮组(23)与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座(5)通过螺栓连接,所述主动钢丝轮二(35)与所述右侧驱动电机和反馈单元(19)通过所述右侧钢丝(26)连接,所述钢丝轮一(32)、所述钢丝轮二(33)、所述钢丝轮三(27)以及所述钢丝轮四(34)均与所述左侧钢丝(29)连接嵌套连接,所述钢丝轮一(32)、所述钢丝轮二(33)、所述钢丝轮三(27)以及所述钢丝轮四(34)均与所述右侧钢丝(26)连接嵌套连接。

说明书全文

一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构

技术领域

[0001] 本实用新型涉及工业自动化技术领域,具体涉及一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构。

背景技术

[0002] 工业环境中许多工人每天需要使用重型的工具或头顶的工位操作,身体前侧作业任务等,长时间的重复和高强度的运动会导致工人疲劳,肌肉损伤等一系列安全和效率问题。
[0003] 目前常规的丝传动欠驱动技术,使用一个电机驱动两个自由度,当驱动电机远离驱动关节点,驱动肩关节的上举动作,钢丝走位必须通过肩部的外展内收关节时,通常会产生运动耦合,通过肩关节的外展内收位置传感器和电机主钢丝盘位置传感器,来判断耦合位置差,通过电机的旋转来做运动解耦,此类方法属于软件解耦,通常对电机的相应,编码器额位置反馈频率有较高的要求,系统的成本较高。实用新型内容
[0004] (一)要解决的技术问题
[0005] 为了克服现有技术不足,现提出一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,解决了常规的钢丝传动欠驱动技术,使用一个电机驱动两个自由度,此类方法通常对电机的相应,编码器额位置反馈频率有较高的要求,系统的成本较高的问题。
[0006] (二)技术方案
[0007] 本实用新型通过如下技术方案实现:本实用新型提出了一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,包括靠背板电池,所述靠背板一侧设置有右侧肩膀丝传动滑轮基座,所述靠背板另一侧设置有左侧肩膀丝传动滑轮基座,所述右侧肩膀丝传动滑轮基座正下方设置有肩部靠垫一,所述左侧肩膀丝传动滑轮基座正下方设置有肩部靠垫二,所述右侧肩膀丝传动滑轮基座一侧设置有右侧肩膀外展动作臂滑轮基座,所述左侧肩膀丝传动滑轮基座一侧设置有左侧肩膀外展动作臂滑轮基座,所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座正下方设置有右侧肩膀上举动作臂,所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座正下方设置有左侧肩膀上举动作臂,所述右侧肩膀上举动作臂正下方设置有右侧手肘托架,所述左侧肩膀上举动作臂正下方设置有左侧手肘托架,所述靠背板正下方设置有背部固定带基座一,所述背部固定带基座一正下方设置有背部固定带基座二,所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座内设置有右侧肩关节外展自由度,所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座内设置有左侧肩关节外展自由度,所述右侧肩膀丝传动滑轮基座顶部设置有右侧肩关节上举自由度,所述左侧肩膀丝传动滑轮基座顶部设置有左侧肩关节上举自由度,所述肩部靠垫一背部设置有右侧驱动电机和反馈单元,所述肩部靠垫二背部设置有左侧驱动电机和反馈单元,所述背部固定带基座二背部设置有所述电池,所述左侧肩关节外展自由度正下方设置有左肩关节外展绝对编码器,所述右侧肩关节外展自由度正下方设置有右肩关节外展绝对编码器,所述左侧驱动电机和反馈单元上设置有伺服电机驱动器散热组件一,所述右侧驱动电机和反馈单元上设置有伺服电机驱动器和散热组件二,所述左侧驱动电机设置有主动钢丝轮一,所述右侧驱动电机和反馈单元顶部设置有主动钢丝轮二,所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座内设置有左侧钢丝转向滑轮组,所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座内设置有右侧钢丝转向滑轮组,所述左侧钢丝转向滑轮组上设置有左侧钢丝,所述右侧钢丝转向滑轮组上设置有右侧钢丝,所述左侧钢丝和所述右侧钢丝一侧均设置有钢丝轮三,所述钢丝轮三正下方设置有钢丝轮二,所述钢丝轮二正下方设置有钢丝轮一,所述钢丝轮三一侧设置有钢丝轮四,所述右侧钢丝转向滑轮组和所述左侧钢丝转向滑轮组外围均通过螺栓连接有刚性架,所述主动钢丝轮一和所述主动钢丝轮二正上方均啮合有从动钢轮。
[0008] 进一步的,所述右侧肩膀丝传动滑轮基座和所述左侧肩膀丝传动滑轮基座均与所述靠背板通过螺栓连接,所述肩部靠垫一与所述右侧肩膀丝传动滑轮基座通过螺栓连接。
[0009] 进一步的,所述肩部靠垫二与所述左侧肩膀丝传动滑轮基座通过螺栓连接,所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座与所述右侧肩膀丝传动滑轮基座通过螺栓连接。
[0010] 进一步的,所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座与所述左侧肩膀丝传动滑轮基座通过螺栓连接,所述右侧肩膀上举动作臂与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座转动连接,所述左侧肩膀上举动作臂与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座转动连接。
[0011] 进一步的,所述右侧手肘托架与所述右侧肩膀上举动作臂插接,所述左侧手肘托架与所述左侧肩膀上举动作臂插接,所述背部固定带基座一和所述背部固定带基座二均与所述靠背板通过卡槽连接,所述右侧肩关节外展自由度与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座转动连接,所述左侧肩关节外展自由度与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座转动连接。
[0012] 进一步的,所述右侧驱动电机和反馈单元与所述肩部靠垫一通过螺栓连接,所述左侧驱动电机和反馈单元与所述肩部靠垫二通过螺栓连接,所述电池与所述靠背板通过卡槽连接,所述左肩关节外展绝对编码器与所述左侧肩关节外展自由度铰接,所述右肩关节外展绝对编码器与所述右侧肩关节外展自由度铰接,所述伺服电机驱动器和散热组件一与所述右侧驱动电机和反馈单元通过卡压的方式连接,所述伺服电机驱动器和散热组件二与所述左侧驱动电机和反馈单元通过卡压的方式连接。
[0013] 进一步的,所述主动钢丝轮一与所述左侧驱动电机和反馈单元通过所述左侧钢丝连接,所述左侧钢丝转向滑轮组与所述左侧肩膀外展动作臂滑轮基座通过螺栓连接,所述右侧钢丝转向滑轮组与所述右侧肩膀外展动作臂滑轮基座通过螺栓连接,所述主动钢丝轮二与所述右侧驱动电机和反馈单元和反馈单元通过所述右侧钢丝连接,所述钢丝轮一、所述钢丝轮二、所述钢丝轮三以及所述钢丝轮四均与所述左侧钢丝连接嵌套连接,所述钢丝轮一、所述钢丝轮二、所述钢丝轮三以及所述钢丝轮四均与所述右侧钢丝连接嵌套连接。
[0014] (三)有益效果
[0015] 本实用新型相对于现有技术,具有以下有益效果:
[0016] 为解决常规的钢丝传动欠驱动技术,使用一个电机驱动两个自由度,此类方法通常对电机的相应,编码器额位置反馈频率有较高的要求,系统的成本较高的问题,本实用新型通过改变钢丝的机械走位,来解耦肩关节外展内收的运动耦合问题,使得电机驱动端在远离肩关节上举的动作关节点的时候,依然可以通过电机的钢丝直接驱动,并且不会受到被动或者主动的肩关节外展运动干扰,实现一个电机控制控制一个主动自由度,并不干涉另一个欠驱动自由度。该方案应用在上肢外骨骼肩关节助形式上尤为有效,降低系统的相应要求和系统反馈频率,减少成本,并由于是硬件解耦,不存在软件补偿时算法带来的延迟,系统可靠性能高。附图说明
[0017] 图1是本实用新型所述一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构的主视图;
[0018] 图2是本实用新型所述一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构的后侧面结构示意图;
[0019] 图3是本实用新型所述一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构中右侧肩膀外展动作臂滑轮基座结构示意图;
[0020] 图4是本实用新型所述一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构中左侧肩膀外展动作臂滑轮基座结构示意图;
[0021] 图5是本实用新型所述一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构中右侧肩关节耦合解耦纯丝传动走向示意图。
[0022] 附图标记说明如下:
[0023] 1、右侧肩膀丝传动滑轮基座;2、左侧肩膀丝传动滑轮基座;3、肩部靠垫一;4、肩部靠垫二;5、右侧肩膀外展动作臂滑轮基座;6、左侧肩膀外展动作臂滑轮基座;7、靠背板;8、右侧肩膀上举动作臂;9、左侧肩膀上举动作臂; 10、右侧手肘托架;11、左侧手肘托架;12、背部固定带基座一;13、背部固定带基座二;14、左侧肩关节外展自由度;15、右侧肩关节外展自由度;16、左侧肩关节上举自由度;17、右侧肩关节上举自由度;18、左侧驱动电机和反馈单元;19、右侧驱动电机和反馈单元;20、电池;21、左肩关节外展绝对编码器;22、右肩关节外展绝对编码器;23、右侧钢丝转向滑轮组;24、伺服电机驱动器和散热组件一;25、伺服电机驱动器和散热组件二;26、右侧钢丝; 27、钢丝轮三;28、刚性架;29、左侧钢丝;30、主动钢丝轮一;31、左侧钢丝转向滑轮组;32、钢丝轮一;33、钢丝轮二;34、钢丝轮四;35、主动钢丝轮二;36、从动钢轮。

具体实施方式

[0024] 为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,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。
[0025] 如图1-图5所示,一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构,包括靠背板7 和电池20,靠背板7一侧设置有右侧肩膀丝传动滑轮基座1,靠背板7另一侧设置有左侧肩膀丝传动滑轮基座2,右侧肩膀丝传动滑轮基座1正下方设置有肩部靠垫一3,左侧肩膀丝传动滑轮基座2正下方设置有肩部靠垫二4,右侧肩膀丝传动滑轮基座1一侧设置有右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5,左侧肩膀丝传动滑轮基座2一侧设置有左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6,右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5正下方设置有右侧肩膀上举动作臂8,左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6 正下方设置有左侧肩膀上举动作臂9,右侧肩膀上举动作臂8正下方设置有右侧手肘托架10,左侧肩膀上举动作臂9正下方设置有左侧手肘托架11,靠背板7 正下方设置有背部固定带基座一12,背部固定带基座一12正下方设置有背部固定带基座二13,右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5内设置有右侧肩关节外展自由度15,左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6内设置有左侧肩关节外展自由度14,右侧肩膀丝传动滑轮基座1顶部设置有右侧肩关节上举自由度17,左侧肩膀丝传动滑轮基座2顶部设置有左侧肩关节上举自由度16,肩部靠垫一3背部设置有右侧驱动电机和反馈单元19,肩部靠垫二4背部设置有左侧驱动电机和反馈单元
18,背部固定带基座二13背部设置有电池20,左侧肩关节外展自由度14正下方设置有左肩关节外展绝对编码器21,右侧肩关节外展自由度15正下方设置有右肩关节外展绝对编码器
22,左侧驱动电机和反馈单元18上设置有伺服电机驱动器和散热组件一24,右侧驱动电机和反馈单元19上设置有伺服电机驱动器和散热组件二25,左侧驱动电机设置有主动钢丝轮一30,右侧驱动电机和反馈单元19顶部设置有主动钢丝轮二35,左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6内设置有左侧钢丝转向滑轮组31,右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5内设置有右侧钢丝转向滑轮组23,左侧钢丝转向滑轮组31上设置有左侧钢丝29,右侧钢丝转向滑轮组23上设置有右侧钢丝26,左侧钢丝29和右侧钢丝26一侧均设置有钢丝轮三27,钢丝轮三27正下方设置有钢丝轮二33,钢丝轮二33正下方设置有钢丝轮一32,钢丝轮三27一侧设置有钢丝轮四34,右侧钢丝转向滑轮组23和左侧钢丝转向滑轮组31外围均通过螺栓连接有刚性架28,主动钢丝轮一30和主动钢丝轮二35正上方均啮合有从动钢轮36。
[0026] 如图1所示,右侧肩膀丝传动滑轮基座1和左侧肩膀丝传动滑轮基座2均与靠背板7通过螺栓连接,肩部靠垫一3与右侧肩膀丝传动滑轮基座1通过螺栓连接。
[0027] 如图1所示,肩部靠垫二4与左侧肩膀丝传动滑轮基座2通过螺栓连接,右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5与右侧肩膀丝传动滑轮基座1通过螺栓连接。
[0028] 如图1所示,左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6与左侧肩膀丝传动滑轮基座2 通过螺栓连接,右侧肩膀上举动作臂8与右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5转动连接,左侧肩膀上举动作臂9与左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6转动连接。
[0029] 如图1所示,右侧手肘托架10与右侧肩膀上举动作臂8插接,左侧手肘托架11与左侧肩膀上举动作臂9插接,背部固定带基座一12和背部固定带基座二13均与靠背板7通过卡槽连接,右侧肩关节外展自由度15与右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5转动连接,左侧肩关节外展自由度14与左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6转动连接。
[0030] 如图1和图2所示,右侧驱动电机和反馈单元19与肩部靠垫一3通过螺栓连接,左侧驱动电机和反馈单元18与肩部靠垫二4通过螺栓连接,电池20与靠背板7通过卡槽连接,左肩关节外展绝对编码器21与左侧肩关节外展自由度14铰接,右肩关节外展绝对编码器22与右侧肩关节外展自由度15铰接,伺服电机驱动器和散热组件一24与右侧驱动电机和反馈单元19通过卡压的方式连接,伺服电机驱动器和散热组件二25与左侧驱动电机和反馈单元18通过卡压的方式连接。
[0031] 如图1-图5,主动钢丝轮一30与左侧驱动电机和反馈单元18通过左侧钢丝29连接,左侧钢丝转向滑轮组31与左侧肩膀外展动作臂滑轮基座6通过螺栓连接,右侧钢丝转向滑轮组23与右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5通过螺栓连接,主动钢丝轮二35与右侧驱动电机和反馈单元19和反馈单元19通过右侧钢丝26连接,钢丝轮一32、钢丝轮二33、钢丝轮三27以及钢丝轮四34均与左侧钢丝29连接嵌套连接,钢丝轮一32、钢丝轮二33、钢丝轮三27以及钢丝轮四34均与右侧钢丝26连接嵌套连接。
[0032] 本实用新型提到的一种基于欠驱动解耦的丝传动走位结构的工作原理:通过丝传动技术,将动力通过钢丝驱动链和转向定滑轮绕过肩关节,传递到上臂固定环,形成肩关节助力,整个外骨骼设备具备4个自由度,分别是左侧肩关节外展自由度14,右侧肩关节外展自由度15,左侧肩关节上举自由度16,右侧肩关节上举自由度17,两个电机分别负责控制左侧肩关节上举自由度16和右侧肩关节上举自由度17两个自由度的主动驱动,由于杠丝传动的驱动链技术的需求,需要将钢丝通过左侧肩关节外展自由度14,右侧肩关节外展自由度15两个自由度,由于钢丝滑轮的半径将导致运动耦合,本实用新型通过特殊的走线方式来完成硬件的解耦,不需要通过电机运动补偿,从而使得肩关节的上举运动不影响肩关节的外展运动,主驱动钢丝轮二35和右侧钢丝26通过刚性架28做刚性连接,右侧钢丝26通过右侧钢丝转向滑轮组23,右侧钢丝26的上半段经过换向后到达轴向钢丝轮三27,然后经过钢丝轮二33再次转向,在钢丝轮一32 和钢丝轮四34之间形成垂直钢丝段,中心线就是右侧肩关节外展自由度15,同样右侧钢丝26的下半段换向后到达轴向钢丝轮三27,然后经过钢丝轮二33再次转向,在钢丝轮一32和钢丝轮四34之间形成垂直钢丝段,转轴中心和运动中轴线右侧肩关节外展自由度15重合,从而右侧肩关节外展运动时,刚性架28 连接右侧肩膀外展动作臂滑轮基座5绕轴右侧肩关节外展自由度15进行旋转,由于在同一轴心,旋转将不产生钢丝周长变化,实现硬件解耦过程,主驱动钢丝轮二35的旋转将会直接驱动右侧钢丝26,经过右侧钢丝转向滑轮组23,到达从动钢丝轮35,从而转动右侧肩关节上举自由度17,完成右侧外骨骼的肩关节助力运动,左钢丝29是通过主动钢丝轮一30的旋转来驱动左侧肩膀上举动作臂9,运动解耦方式和右侧一致,参与耦合解耦的运动轴是左侧肩关节外展自由度
14,左钢丝29丝的垂直直线段也是通过左侧肩关节外展自由度14进行旋转,本实用新型通过改变钢丝的机械走位,来解耦肩关节外展内收的运动耦合问题,使得电机驱动端在远离肩关节上举的动作关节点的时候,依然可以通过电机的钢丝直接驱动,并且不会受到被动或者主动的肩关节外展运动干扰,实现一个电机控制控制一个主动自由度,并不干涉另一个欠驱动自由度。该方案应用在上肢外骨骼肩关节助力形式上尤为有效,降低系统的相应要求和系统反馈频率,减少成本,并由于是硬件解耦,不存在软件补偿时算法带来的延迟,系统可靠性能高。
[0033] 上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述,并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下,本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进,均应落入到本实用新型的保护范围,本实用新型请求保护的技术内容,已经全部记载在权利要求书中。
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