[实用新型]一种具有体外旋转中心的连杆机构

说明书

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，具体为一种具有体外旋转中心的连杆机构，包括第一组四杆机构和第二组四杆机构，所述第一组四杆机构包括上连接杆、第四连杆、第三连杆、第一连杆；所述第二组四杆机构包括第三连杆、第一连杆、第二连杆、下连接杆。本实用新型通过动力源与第一连杆固连，并提供与第二轴轴线即输入旋转轴1A重合的旋转运动，此时下连接杆将会带动下级机械臂绕输出旋转轴2A旋转。能够结构紧凑、简易可靠地实现绕体外固定轴线旋转这一动作。解决了弧形导轨本身存在体积大、成本高以及不宜维护等缺点，限制了外骨骼机器人的小型化、低成本化发展的问题。

技术领域

本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，具体为一种具有体外旋转中心的连杆机构。

背景技术

外骨骼机器人是一种用于增强使用者自身力量的可穿戴设备，在结构上与传统的臂形机器人相比拥有体积小、重量轻、结构紧凑等特点。

为了使外骨骼机器人的运动与使用者自身的运动协调一致，机器人的关节旋转轴线需要与人体关节的旋转轴线重合，但人体的某些关节运动如前臂的内外旋运动其旋转轴线在人体内，这就要求机器人的关节能够绕自身外部一轴线旋转，传统方法是使用弧形导轨连接机械臂上下连杆，使弧形导轨轨道中心轴与人前臂的内外旋运动轴线重合。然而弧形导轨本身存在体积大、成本高以及不宜维护等缺点，限制了外骨骼机器人的小型化、低成本化发展。为此，我们提出一种具有体外旋转中心的连杆机构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有体外旋转中心的连杆机构，能够结构紧凑、简易可靠地实现绕体外固定轴线旋转这一动作。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种具有体外旋转中心的连杆机构，包括第一组四杆机构和第二组四杆机构，所述第一组四杆机构包括上连接杆、第四连杆、第三连杆、第一连杆；第一连杆通过第五轴与第三连杆连接；所述上连接杆通过第一轴与第一连杆连接，并通过第二轴与和第四连杆连接；所述第四连杆通过第四轴与第三连杆连接；

所述第二组四杆机构包括第三连杆、第一连杆、第二连杆、下连接杆，第一连杆通过第三轴与第二连杆连接，所述下连接杆通过第六轴与第三连杆连接，并通过第七轴与第二连杆连接；

所述第一组四杆机构与第二组四杆机构共用同一节点的两根连杆第一连杆和第三连杆组成一个虚拟平行四边形的相邻两边，虚拟旋转中心点与共用节点第五轴互为对角；

所述第一轴、第二轴、第三轴和第四轴组成第一平行四边形P1，所述第三轴、第四轴、第五轴和第六轴组成第二平行四边形P2，所述第一轴、第四轴、第五轴和虚拟旋转中心点组成第三平行四边形P3。

优选的，所述上连接杆与上级机械臂固定，所述下连接杆与下级机械臂固定。

优选的，所述第二轴的轴线为输入旋转轴1A，所述虚拟旋转中心点为输出旋转轴2A。

优选的，所述第一连杆与动力源连接，所述动力源用于带动第一连杆相对上连接杆旋转，进而带动下连接杆沿虚拟旋转中心点旋转。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型通过动力源与第一连杆固连，并提供与第二轴轴线即输入旋转轴1A重合的旋转运动，此时下连接杆将会带动下级机械臂绕输出旋转轴2A旋转。能够结构紧凑、简易可靠地实现绕体外固定轴线旋转这一动作。解决了弧形导轨本身存在体积大、成本高以及不宜维护等缺点，限制了外骨骼机器人的小型化、低成本化发展的问题。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型结构原理图。

图中：1、上连接杆；2、第一连杆；3、第二连杆；4、第三连杆；5、第四连杆；6、下连接杆；7、第一轴；8、第二轴；9、第三轴；10、第四轴；11、第五轴；12、第六轴；13、第七轴。

具体实施方式