[发明专利]一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置

说明书

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人，具体涉及一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置。

背景技术

下肢外骨骼的关节驱动具有需求驱动力矩大且体积和重量尽量小的特点，而现有的下肢外骨骼关节驱动装置大多数是通过直接安装驱动电机在关节处的方式来实现，这样不但驱动力矩得不到提升，而且安装空间也占用较大，造成外骨骼机器人穿戴不便。

发明内容

本发明的目的在于提供一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置，解决解决目前的下肢外骨骼驱动装置力矩适用范围有限，整个装置所占空间较大以及装卸不便的问题。

为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置，包括高转速直流无刷电机、行星减速器、蜗杆、蜗轮和输出轴，所述蜗杆通过轴承固定安装在输入端外壳内，蜗轮通过两侧的挡板固定在输出端外壳内，所述蜗杆通过其上的蜗杆齿和蜗轮相互紧密咬合，所述高转速直流无刷电机和所述行星减速器轴连接，所述行星减速器通过固定连接座和蜗杆同步连接，所述蜗轮中部安装有同心轴承，所述输出轴通过花键联轴器安装在的同心轴承内。

更进一步的技术方案是，所述输入端外壳和输出端外壳为一体成型。

一种行走机器人，包括背部支撑装置、腰部支撑装置、大腿支撑装置、小腿支撑装置和脚部紧缚装置，所述腰部支撑装置和大腿支撑装置之间，以及大腿支撑装置和小腿支撑装置之间均设置有紧凑型下肢外骨骼驱动装置，所述紧凑型下肢外骨骼驱动装置包括高转速直流无刷电机、行星减速器、蜗杆、蜗轮和输出轴，所述蜗杆通过轴承固定安装在输入端外壳内，蜗轮通过两侧的挡板固定在输出端外壳内，所述蜗杆通过其上的蜗杆齿和蜗轮相互紧密咬合，所述高转速直流无刷电机和所述行星减速器轴连接，所述行星减速器通过固定连接座和蜗杆同步连接，所述蜗轮中部安装有同心轴承，所述输出轴通过花键联轴器安装在的同心轴承内。

更进一步的技术方案是，所述输入端外壳和输出端外壳为一体成型。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该装置结构紧凑，更能适用于外骨骼机器人这种安装位置和关节重量有限制的应用场合；该装置通过二级减速的方式，能够提供更大的关节驱动力矩；该装置具有反向自锁功能，能够应对紧急断电的情况，有效地对机构进行保护。

附图说明

图1为本发明一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置的结构示意图。

图2为图1的内部结构示意图。

图3为图1的输出端外壳内部结构示意图。

图4为本发明一种行走机器人一个实施例的结构示意图。

图中：1-高转速直流无刷电机，2-行星减速器，3-固定连接座，4-输入端外壳，5-蜗杆，6-轴承，7-输出端外壳，8-同心轴承，9-输出轴，10-挡板，11-蜗杆齿，12-蜗轮，13-花键联轴器，14-背部支撑装置，15-腰部支撑装置，16-大腿支撑装置，17-小腿支撑装置，18-脚部紧缚装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明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发明，并不用于限定本发明。

图1、图2和图3示出了本发明一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置的一个实施例：一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置，包括高转速直流无刷电机1、行星减速器2、蜗杆5、蜗轮12和输出轴9，所述蜗杆5通过轴承6固定安装在输入端外壳4内，蜗轮12通过两侧的挡板10固定在输出端外壳7内，所述蜗杆5通过其上的蜗杆齿11和蜗轮12相互紧密咬合，所述高转速直流无刷电机1和所述行星减速器2轴连接，所述行星减速器2通过固定连接座3和蜗杆5同步连接，所述蜗轮12中部安装有同心轴承8，所述输出轴9通过花键联轴器13安装在的同心轴承8内。

根据本发明一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置的一个优选实施例，所述输入端外壳4和输出端外壳7为一体成型。

本发明使用高转速直流无刷电机1作为动力源，其驱动端连接行星减速器2，然后将行星减速器2通过固定连接座3与蜗杆5相连，蜗杆5和蜗轮12之间通过蜗杆齿11来进行配合和传动，蜗杆5通过轴承6固定安装在输入端外壳4内，蜗轮12通过两侧的挡板10固定在输出端外壳7内，再通过花键联轴器13来完成输出轴9和蜗轮12之间的传动，从而整个驱动装置就完成了减速换向驱动以及反向自锁的功能。