[发明专利]驱动组件、有源外骨骼运动模组及有源外骨骼机器人

说明书

本发明提供一种驱动组件、有源外骨骼运动模组及有源外骨骼机器人。其中，所述驱动组件包括：电机、连杆以及配重块；所述电机的输出端与所述连杆的一端垂直连接，所述配重块与所述连杆的另一端相连接，所述电机能够通过所述连杆带动所述配重块进行非匀速圆周运动。本发明的有源外骨骼运动模组通过电机控制配重块进行非匀速圆周运动产生不同方向和大小的向心力，为所在肢干提供助力，不会影响到穿戴者本身的关节自由度，穿戴舒适感强。

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人技术领域，尤其涉及一种驱动组件、有源外骨骼运动模组及有源外骨骼机器人。

背景技术

有源外骨骼机器人是集成了智能控制、传感、移动计算、信息等技术的人机一体化动力机械装备。有源外骨骼机器人的作用是为穿戴者的运动提供助力和防护，目前主要应用于军事、民用和工业领域。

可穿戴有源外骨骼设备主要包括外形框架、驱动系统、控制系统、传动系统、执行系统、感知系统和绑缚系统七个基本部分。通过绑缚系统连接，助力到作用对象，即穿戴外骨骼的人。

工作原理是由驱动装置施加力矩，通过与骨骼平行的杆件和与人体相连接的绑缚装置进行力的传递；位于人体肌肉运动部位的姿态传感器感知人体的运动信息、生理信号等，将信息实时反馈给控制系统，控制系统综合计算输入的信息并不断输出控制参数给驱动装置。

然而，现有的有源外骨骼助力方式主要为在关节处安装电机直接施加力矩或者通过钢绳等牵引机构进行助力。

这两种方式需要进行关节对位并根据不同体型的穿戴者进行尺寸调整，这就造成了组装、穿戴繁琐，用户学习成本高，设备整体尺寸较大，配置不够灵活。在人体关节往复运动时，这些方式往往需要电机迅速变换方向以满足人体一定的运动频率，现有的技术条件很难达到理想的效果。

因此，针对上述问题，有必要提出进一步的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种驱动组件、有源外骨骼运动模组及有源外骨骼机器人，以克服现有技术中存在的不足。

为实现上述发明目的，本发明提一种驱动组件，其包括：电机、连杆以及配重块；

所述电机的输出端与所述连杆的一端垂直连接，所述配重块与所述连杆的另一端相连接，所述电机能够通过所述连杆带动所述配重块进行非匀速圆周运动。

作为本发明驱动组件的改进，所述驱动组件还包括一外壳，所述驱动组件收容于所述外壳中，所述外壳靠近所述电机的一端的内侧壁设置有内螺纹，所述外壳靠近所述配重块的一端的外侧壁设置有外螺纹。

为实现上述发明目的，本发明提一种有源外骨骼运动模组，其包括：本体、电池、主控板、姿态传感器以及如上所述的至少一个驱动组件；

所述电池、主控板、姿态传感器以及驱动组件集成于所述本体上；

所述电池为所述主控板、姿态传感器以及驱动组件供电；

所述姿态传感器能够识别所述有源外骨骼运动模组所助力的肢体的运动规律，并得出所述运动规律对应的助力轨迹；所述主控板控制所述驱动组件按照所述助力轨迹提供对应的助力。

作为本发明有源外骨骼运动模组的改进，所述驱动组件集成于所述本体一面的中间位置，所述电池、主控板、姿态传感器嵌入于所述本体中。

作为本发明有源外骨骼运动模组的改进，所述本体的另一面还设置有绑腹带。

作为本发明有源外骨骼运动模组的改进，所述驱动组件为多个时，多个驱动组件通过其两端的螺纹依次组装连接，且各驱动组件保持同轴设置。

作为本发明有源外骨骼运动模组的改进，所述有源外骨骼运动模组还包括一启动开关，所述启动开关控制所述电源的开启和关闭。

为实现上述发明目的，本发明提一种有源外骨骼机器人，其包括如上所述的有源外骨骼运动模组。