[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

说明书

本实用新型涉及一种基于齿带结构的集成动力系统，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，齿带扭转及动力传输机构包括第一动力传输同步带；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，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；齿轮减速机构包括伺服电机系统、第一主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，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。同时还涉及一种包括上述集成动力系统的外骨骼机器人。本实用新型的基于齿带结构的集成动力系统以及外骨骼机器人，能有效解决现有外骨骼动力系统整体机构较大较重，应用不够灵活方便问题。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼技术领域，具体涉及一种基于齿带结构的集成动力系统以及外骨骼机器人。

背景技术

自20世纪60年代外骨骼开始被研发至今，已由军事领域转向民用市场，多以医疗和工业生产为主要目的，作为帮助工人负荷执行制造、搬运任务的辅助工具，目前正在向负重能力更强、控制力和灵活性能更高的方向研发。目前，大多数国家的科研机构对外骨骼的研究尚处于基础起步阶段，商用产品特别在煤矿作业场景下的产品仍然较少，主要应用领域为军事、民用和医疗，其中，比较领先的国家主要是美国和日本，法、俄、韩、以色列等国也在技术上有所建树，我国各科研机构也在奋起研发。目前外骨骼动力伺服电机动力系统多为齿轮直连或同轴减速形式，整体机构较大较重，应用不够灵活方便。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种基于齿带结构的集成动力系统以及外骨骼机器人，能有效解决现有外骨骼动力系统整体机构较大较重，应用不够灵活方便的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用了以下技术方案：

一种基于齿带结构的集成动力系统，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，并将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。

进一步地，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。

进一步地，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。

同时还公开一种外骨骼机器人，包括上述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。