一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构的制作方法

本技术涉及医疗康复助力器械，尤其涉及一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构。

背景技术：

1、人口老龄化问题是世界各国高度关注问题之一，而随着老龄化现象的不断加剧，生理机能老化或脑卒等疾病导致的下肢功能衰退给高龄人群的生活带来了巨大困扰。现有的医疗资源和传统康复器械已经无法满足他们对健康的需求。因此，市场迫切需要一种装置，能够增强他们的下肢运动能力，并辅助进行科学的康复训练。

2、随着现代科技的不断进步和人们对健康需求的提高，下肢外骨骼机器人技术在近年来取得了显著的发展。下肢外骨骼机器人是一种智能穿戴装置，通过与人体协同运动来辅助行走，减少疲劳和损伤，提高身体机能。此外，下肢外骨骼技术在军事、工业生产等领域也具有广阔的发展前景。

3、目前外骨骼机器人在整体结构设计的驱动装置方面，大多采用多电机驱动，结构复杂也增加了控制难度。

技术实现思路

1、本实用新型提供了一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，解决了现有技术中存在的问题。

2、为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

3、一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构,包括腰部驱动组件，腰部驱动组件与外骨骼装置的膝关节组件相连，所述腰部驱动组件包括外壳，在外壳内设驱动电机、传动组件和执行组件，所述驱动电机经传动组件与执行组件传动相连；

4、所述传动组件包括对称设于驱动电机的输出端两侧的两套齿轮传动组件和套索拉动机构；所述执行组件包括设于各套索拉动机构端部的套索，各套索在驱动电机驱动传动组件时，实现对单侧膝关节组件的牵动。

5、进一步地，在外壳内还设置pcba主控制板，在pcba主控制板后侧设置调速器，pcba主控制板与驱动电机及调速器电连接。

6、进一步地，所述调速器为c620无刷电机调速器。

7、进一步地，所述驱动电机经一减速机与一第一锥齿轮相连，在第一锥齿轮两侧设置所述齿轮传动组件；所述齿轮传动组件包括与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮和第三锥齿轮，第二锥齿轮和第三锥齿轮分别连接锥齿轮轴；在各锥齿轮轴上设置第一直齿轮，在锥齿轮轴上方的外壳内设置直齿轮轴，在直齿轮轴上设置与所述第一直齿轮啮合的第二直齿轮；

8、所述套索拉动机构包括设于第二直齿轮外侧的直齿轮轴上的牙嵌式离合器、扭簧和套索盘，在套索盘上设置所述套索；套索为用于拉动膝关节组件动作的鲍登线；所述牙嵌式离合器一侧与第二直齿轮相连接，牙嵌式离合器另一侧与扭簧的一侧连接，扭簧的另一侧与套索盘相连。

9、进一步地，所述鲍登线包括鲍登线芯和鲍登线套。

10、进一步地，牙嵌式离合器在啮合、非啮合状态下，实现驱动电机传动第二直齿轮转动时，带动或不带动与牙嵌式离合器另一侧相连的套索盘的转动。

11、进一步地，在直齿轮轴的两端及锥齿轮轴的外端均设置轴承。

12、进一步地，牙嵌式离合器可采用电磁式、机械式、气动式、液压式操纵结构控制。

13、进一步地，在其中一锥齿轮轴外端的轴承外侧连接电池组。

14、进一步地，设于同一套索盘上的两鲍登线的顶端经套索固定块与套索盘上设置的绕线凹槽固定，鲍登线的底端向下穿出外壳设置。

15、进一步地，各套索盘上的两鲍登线在驱动电机驱动下实现对相应侧膝关节组件两相反方向的牵动。

16、进一步地，在外壳内设置两竖向隔板，两竖向隔板对称设于所述驱动电机的两侧；所述直齿轮轴的一端与竖向隔板相连，直齿轮轴的另一端与外壳侧壁相连；所述锥齿轮轴与竖向隔板相连；在外壳内底部还设置套索夹具，所述套索夹具用于使套索盘上的套索穿过并与外部膝关节组件相连。

17、进一步地，在所述套索夹具为4个，4个套索夹具两两对称设于外壳内左、右两侧，同侧的两套索夹具分别实现该侧套索盘上的两鲍登线穿过。

18、进一步地，在外壳靠近人体的外侧壁上固定腰部柔性绑带，在腰部柔性绑带上方的外壳壁两侧固定背部柔性绑带。

19、本实用新型的有益效果：

20、本实用新型的单电机离合式驱动结构，采用在对称的单一膝关节装置上方的腰部驱动组件内设置一个驱动电机，由该驱动电机驱动其两侧对称设置的传动组件和执行组件，可以分别对单侧膝关节组件进行牵动，从而分别实现外骨骼装置对膝关节组件的力传递。相比现有外骨骼装置的驱动装置采用多电机驱动结构，降低了复杂性，简化了控制难度。由于在腰部驱动组件上设置了背部柔性绑带和腰部柔性绑带，增加了该腰部驱动组件与人体接触面积，提升了舒适度和稳固性，更利于提高力传递效率。

技术特征：

1.一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，包括腰部驱动组件，腰部驱动组件与外骨骼装置的膝关节组件相连，其特征在于，所述腰部驱动组件包括外壳，在外壳内设驱动电机、传动组件和执行组件，所述驱动电机经传动组件与执行组件传动相连；

2.根据权利要求1所述的外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，其特征在于，所述驱动电机经一减速机与一第一锥齿轮相连，在第一锥齿轮两侧设置所述齿轮传动组件；所述齿轮传动组件包括与第一锥齿轮相啮合的第二锥齿轮和第三锥齿轮，第二锥齿轮和第三锥齿轮分别连接锥齿轮轴；在各锥齿轮轴上设置第一直齿轮，在锥齿轮轴上方的外壳内设置直齿轮轴，在直齿轮轴上设置与所述第一直齿轮啮合的第二直齿轮；

3.根据权利要求2所述的外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，其特征在于，设于同一套索盘上的两鲍登线的顶端经套索固定块与套索盘上设置的绕线凹槽固定，鲍登线的底端向下穿出外壳设置。

4.根据权利要求2所述的外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，其特征在于，在外壳内设置两竖向隔板，两竖向隔板对称设于所述驱动电机的两侧；所述直齿轮轴的一端与竖向隔板相连，直齿轮轴的另一端与外壳侧壁相连；所述锥齿轮轴与竖向隔板相连；在外壳内底部还设置套索夹具，所述套索夹具用于使套索盘上的套索穿过并与外部膝关节组件相连。

5.根据权利要求4所述的外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，其特征在于，所述套索夹具为4个，4个套索夹具两两对称设于外壳内左、右两侧，同侧的两套索夹具分别实现该侧套索盘上的两鲍登线穿过。

6.根据权利要求1所述的外骨骼装置用单电机离合式驱动结构，其特征在于，在外壳靠近人体的外侧壁上固定腰部柔性绑带，在腰部柔性绑带上方的外壳壁两侧固定背部柔性绑带。

技术总结
本技术涉及医疗康复助力器械技术领域，尤其涉及一种外骨骼装置用单电机离合式驱动结构。该外骨骼装置用单电机离合式驱动结构包括腰部驱动组件，腰部驱动组件与外骨骼装置的膝关节组件相连，腰部驱动组件包括外壳，在外壳内设驱动电机、传动组件和执行组件，驱动电机经传动组件与执行组件传动相连；传动组件包括对称设于驱动电机输出端两侧的两套齿轮传动组件和套索拉动机构；执行组件包括设于各套索拉动机构端部的套索，各套索在驱动电机驱动传动组件时，实现对单侧膝关节组件的牵动。

技术研发人员：杨明星,董立杰,汪红亮,王正宇,尤国胜
受保护的技术使用者：马鞍山市人民医院
技术研发日：20231120
技术公布日：2024/5/16