一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及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。该装置结构紧凑，能够提供更大的关节驱动力矩，具有反向自锁功能。
【专利说明】
【技术领域】
[0001] 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。 一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置
【背景技术】
[0002] 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】
[0003] 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。
[0004] 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。
[0005] 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。
[0006] -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。
[0007] 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。
[0008] 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。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 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。
[0010] 图2为图1的内部结构示意图。
[0011] 图3为图1的输出端外壳内部结构示意图。
[0012] 图4为本发明一种行走机器人一个实施例的结构示意图。
[0013] 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】
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 图4示出了本发明一种行走机器人的一个实施例：一种行走机器人，包括背部支 撑装置14、腰部支撑装置15、大腿支撑装置16、小腿支撑装置17和脚部紧缚装置18,所述 腰部支撑装置15和大腿支撑装置16之间，以及大腿支撑装置16和小腿支撑装置17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。
[0019] 在上述实施例中，所述输入端外壳4和输出端外壳7可以为一体成型。
[0020] 尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解， 本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申 请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可 以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布 局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。
【权利要求】
1. 一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置，其特征在于：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。
2. 根据权利要求1所述的一种紧凑型下肢外骨骼驱动装置，其特征在于：所述输入端 外壳（4)和输出端外壳（7)为一体成型。
3. -种行走机器人，包括背部支撑装置（14)、腰部支撑装置（15)、大腿支撑装置（16)、 小腿支撑装置（17)和脚部紧缚装置（18)，其特征在于：所述腰部支撑装置（15)和大腿支撑 装置（16)之间，以及大腿支撑装置（16)和小腿支撑装置（17)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（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。
4. 根据权利要求3所述的一种行走机器人，其特征在于：所述输入端外壳（4)和输出端 外壳（7)为一体成型。
【文档编号】A61F2/70GK104083236SQ201410332500
【公开日】2014年10月8日 申请日期:2014年7月11日 优先权日:2014年7月11日
【发明者】程洪, 黄瑞, 林西川, 过浩星 申请人:电子科技大学