[实用新型]基于齿带结构的集成动力系统以及外骨骼机器人

权利要求书

1.一种基于齿带结构的集成动力系统，其特征在于：包括齿轮减速机构、齿带扭转及动力传输机构以及动力输出机构，所述齿带扭转及动力传输机构包括第一动力传输同步带；所述齿轮减速机构和动力输出机构通过第一动力传输同步带传输动力，所述齿带扭转及动力传输机构控制第一动力传输同步带的旋转和动力传输；

所述齿轮减速机构包括伺服电机系统、输入传动轴、第一主动轮、第一从动轮和第二动力传输同步带，伺服电机系统通过输入传动轴输出动力，所述输入传动轴刚性连接第一主动轮，并使动力通过第二动力传输同步带带动第一从动轮，实现一级减速。

2.根据权利要求1所述的基于齿带结构的集成动力系统，其特征在于：所述齿轮减速机构还包括第一传动轴、第一从动齿轮和第二从动齿轮，所述第一传动轴的一端与第一从动轮刚性连接、另一端与第一从动齿轮刚性连接，所述第一从动齿轮与第二从动齿轮啮合，实现二级、三级减速。

3.根据权利要求2所述的基于齿带结构的集成动力系统，其特征在于：所述齿轮减速机构还包括第二传动轴和第二主动轮，所述第二从动齿轮的一端与第二传动轴刚性连接、另一端与第二主动轮刚性连接；所述动力输出机构还包括输出传动轴和第二从动轮，所述第二从动轮与输出传动轴刚性连接；所述齿带扭转及动力传输机构还包括扭转固定基座，所述第一动力传输同步带的一端与第二主动轮连接、另一端与第二从动轮连接，第一动力传输同步带的中部设有扭转固定基座，所述扭转固定基座上设有扭转及传动从动轮，所述扭转及传动从动轮控制第一动力传输同步带的扭转和方向，第二从动轮将动力传动到输出传动轴，实现四级、五级减速。

4.一种外骨骼机器人，其特征在于：包括权利要求1或2所述的基于齿带结构的集成动力系统，还包括集成主体背部结构和助力输出腿部结构；所述集成主体背部结构内设有电池模块、为基于齿带结构的集成动力系统供电；所述基于齿带结构的集成动力系统设在所述集成主体背部结构的下部、为髋部关节运动输出助力；其动力输出机构的输出端与助力输出腿部结构连接，带动助力输出腿部结构旋转。

5.一种外骨骼机器人，其特征在于：包括权利要求3所述的基于齿带结构的集成动力系统，还包括集成主体背部结构和助力输出腿部结构；所述集成主体背部结构内设有电池模块、为基于齿带结构的集成动力系统供电；所述基于齿带结构的集成动力系统设在所述集成主体背部结构的下部、为髋部关节运动输出助力；其动力输出机构的输出端与助力输出腿部结构连接，带动助力输出腿部结构旋转。

6.根据权利要求5所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述基于齿带结构的集成动力系统还包括位置控制系统，所述位置控制系统包括相对位置编码系统和绝对位置编码系统，所述伺服电机系统、输入传动轴以及激光读取器及码盘构成所述相对位置编码系统，所述激光读取器及码盘通过固定座与输入传动轴配合；所述输出传动轴以及绝对位置编码器及码盘构成所述绝对位置编码系统，所述绝对位置编码器及码盘通过紧固件与输出传动轴配合；基于齿带结构的集成动力系统通过相对位置编码系统读取电机速度及位置数据，通过绝对位置编码系统读取并判断助力输出腿部结构的位置和速度数据及其推衍数据。

7.根据权利要求6所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述齿轮减速机构通过输入固定基座和轴承固定基座固定在集成主体背部结构上，所述扭转固定基座远离扭转及传动从动轮的一面固定在集成主体背部结构上；所述动力输出机构通过输出固定基座与助力输出腿部结构上端相连。

8.根据权利要求5所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述集成主体背部结构呈T字型、包括主杆和侧杆，所述主杆构成背部主体，侧杆两端部向前侧弯曲构成髋关节主体；所述基于齿带结构的集成动力系统设有两组，且对称设在背部主体和髋关节主体的相接处。

9.根据权利要求8所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述背部主体的上端对称设有固定背带，髋关节主体前侧设有固定腰带，髋关节主体下方设有臀部固定带，助力输出腿部结构的下端设有腿部固定带。

10.根据权利要求9所述的外骨骼机器人，其特征在于：所述固定背带、固定腰带、臀部固定带以及腿部固定带上均设有软包结构。