本發(fā)明涉及用于助行的外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域,尤其涉及一種外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù):
目前下肢外骨骼機(jī)器人,就驅(qū)動(dòng)模式而言,主要有鏈條驅(qū)動(dòng)式、氣動(dòng)式、液壓驅(qū)動(dòng)式、四連桿機(jī)構(gòu)、減速電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)等硬體機(jī)械驅(qū)動(dòng)模式。這些驅(qū)動(dòng)模式具有一個(gè)共同的特點(diǎn),就是各關(guān)節(jié)均配有驅(qū)動(dòng)電機(jī),導(dǎo)致結(jié)構(gòu)體積大、重量重等不足。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 102327173 A外骨骼可穿戴下肢康復(fù)機(jī)器人,是利用諧波減速器作為驅(qū)動(dòng)單元來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng),由于諧波減速器具有一定的可逆性,即不具有完全自鎖功能,使用者長(zhǎng)久地站立時(shí)可能出現(xiàn)失穩(wěn)缺陷,而帶來(lái)安全隱患。
中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利CN 1586434 A可穿戴式的下肢步行外骨骼,是利用液壓缸來(lái)驅(qū)動(dòng)連桿從而實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng),結(jié)構(gòu)松散龐大,整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜,重量偏重,不適合便攜和穿戴。
由此,本發(fā)明人憑借多年從事相關(guān)行業(yè)的經(jīng)驗(yàn)與實(shí)踐,提出一種外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),以克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的在于提供一種外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),將各個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置集中在人體的腰部,以減輕外骨骼機(jī)器人下肢的重量。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的,一種外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),所述外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)組件、驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)、關(guān)節(jié)絞盤(pán)和驅(qū)動(dòng)線(xiàn);所述驅(qū)動(dòng)組件具有輸出軸,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)通過(guò)單向軸承連接在所述輸出軸上,所述驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng);所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)設(shè)置在相應(yīng)的關(guān)節(jié)處;所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)同時(shí)纏繞在所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的外部;所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)纏繞在其外部的所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)作纏繞運(yùn)動(dòng),通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)帶動(dòng)所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)均為圓柱體,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)及所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的圓柱表面均設(shè)有螺旋槽,所述螺旋槽用于所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的纏繞和導(dǎo)向。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)由能分離的兩段圓柱體軸向?qū)咏M成;第一段圓柱體與第二段圓柱體相對(duì)的對(duì)接端面上均設(shè)有壓緊凹槽;所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的一部分嵌入所述壓緊凹槽內(nèi)并被所述兩段圓柱體壓緊,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的另一部分纏繞在所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)及所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的所述螺旋槽內(nèi)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為環(huán)形柔性線(xiàn)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為直線(xiàn)型柔性線(xiàn),所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的兩端分別固定有圓柱接頭,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)拉直狀態(tài)時(shí)所述圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)垂直。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述第一段圓柱體與第二段圓柱體的對(duì)接端面上還設(shè)有接頭卡槽,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第一端的所述圓柱接頭嵌入到所述第一段圓柱體的所述接頭卡槽內(nèi);所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第二端的所述圓柱接頭嵌入到所述第二段圓柱體的所述接頭卡槽內(nèi);所述壓緊凹槽一端連接所述接頭卡槽,另一端連接到所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的所述螺旋槽,使所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)順著所述螺旋槽的旋向伸出到所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的外部。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述第一段圓柱體與所述第二段圓柱體的對(duì)接端面之間還設(shè)有壓緊墊片,所述壓緊墊片用于輔助壓緊嵌入到所述壓緊凹槽內(nèi)的所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括定滑輪組件和張緊機(jī)構(gòu),所述定滑輪組件包括至少一個(gè)定滑輪,所述定滑輪組件用于支撐和導(dǎo)向所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn);所述張緊機(jī)構(gòu)用于向所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)施加張緊力。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述驅(qū)動(dòng)組件包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī);所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán);所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)包括髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)和膝關(guān)節(jié)絞盤(pán);所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn);所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)分別通過(guò)第一單向軸承和第二單向軸承連接在所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上;所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)和所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)分別設(shè)在髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)處;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)同時(shí)纏繞在所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的外部,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)同時(shí)纏繞在所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)的外部;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)通過(guò)所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)帶動(dòng)所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng);所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)通過(guò)所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)帶動(dòng)所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)由能分離的第一段圓柱體與第二段圓柱體軸向?qū)咏M成;所述第一段圓柱體與第二段圓柱體的對(duì)接端面上均設(shè)有第一壓緊凹槽;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的圓柱表面設(shè)有第一螺旋槽,所述第一螺旋槽用于所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的纏繞和導(dǎo)向;
所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)由能分離的第三段圓柱體與第四段圓柱體軸向?qū)咏M成;所述第三段圓柱體與第四段圓柱體的對(duì)接端面上均設(shè)有第二壓緊凹槽;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的圓柱表面設(shè)有第二螺旋槽,所述第二螺旋槽用于所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的纏繞和導(dǎo)向。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)為圓柱體,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的圓柱表面設(shè)有第三螺旋槽;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的一部分嵌入所述第一壓緊凹槽內(nèi)并被壓緊固定,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的另一部分纏繞在所述第一螺旋槽及所述第三螺旋槽內(nèi);
所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)為圓柱體,所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)的圓柱表面設(shè)有第四螺旋槽;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的一部分嵌入所述第二壓緊凹槽內(nèi)并被壓緊固定,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的另一部分纏繞在所述第二螺旋槽及所述第四螺旋槽內(nèi)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)及所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)均為直線(xiàn)型柔性線(xiàn),所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的兩端分別固定有第一圓柱接頭,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)拉直狀態(tài)時(shí)所述第一圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)垂直;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的兩端分別固定有第二圓柱接頭,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)拉直狀態(tài)時(shí)所述第二圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)垂直。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述第一段圓柱體與第二段圓柱體的對(duì)接端面上設(shè)有第一接頭卡槽,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第一端的所述第一圓柱接頭嵌入到所述第一段圓柱體的所述第一接頭卡槽內(nèi);所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第二端的所述第一圓柱接頭嵌入到所述第二段圓柱體的所述第一接頭卡槽內(nèi);所述第一壓緊凹槽一端連接所述第一接頭卡槽,另一端連接到所述第一螺旋槽,使所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)順著所述第一螺旋槽的旋向伸出到所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的外部;
所述第三段圓柱體與第四段圓柱體的對(duì)接端面上設(shè)有第二接頭卡槽,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第一端的所述第二圓柱接頭嵌入到所述第三段圓柱體的所述第二接頭卡槽內(nèi);所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第二端的所述第二圓柱接頭嵌入到所述第四段圓柱體的所述第二接頭卡槽內(nèi);所述第二壓緊凹槽一端連接所述第二接頭卡槽,另一端連接到所述第二螺旋槽,使所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)順著所述第二螺旋槽的旋向伸出到所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的外部。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)為階梯狀圓柱體,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的中部為大直徑段,所述大直徑段的圓柱表面設(shè)置所述第三螺旋槽;所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的兩端為小直徑段,兩端的所述小直徑段上分別套設(shè)有分離定滑輪,所述分離定滑輪抵靠在所述大直徑段的端面并能相對(duì)所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)分別繞過(guò)兩端的所述分離定滑輪,所述分離定滑輪將所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的運(yùn)動(dòng)相互分離。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,在所述大直徑段的端面與所述分離定滑輪之間還設(shè)有減摩墊片。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括髖關(guān)節(jié)支撐座和髖關(guān)節(jié)支撐蓋;所述髖關(guān)節(jié)支撐座包括座底和座體側(cè)壁,所述座體側(cè)壁垂直所述座底并圍繞在所述座底四周形成一側(cè)敞口的盒體結(jié)構(gòu);所述髖關(guān)節(jié)支撐蓋蓋在所述座體側(cè)壁上;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)固定在所述座底并垂直伸出在所述髖關(guān)節(jié)支撐座外部,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸伸入所述髖關(guān)節(jié)支撐座內(nèi);所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)、所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)均位于所述髖關(guān)節(jié)支撐座內(nèi)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述座體側(cè)壁在所述髖關(guān)節(jié)支撐座的一端部斷開(kāi)形成驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端;所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)從所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端伸出;所述座體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的位置設(shè)有第一張緊機(jī)構(gòu),所述座體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的位置設(shè)有第二張緊機(jī)構(gòu)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述第一張緊機(jī)構(gòu)和所述第二張緊機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同,均包括張緊擺動(dòng)臂、張緊滑輪和張緊力調(diào)節(jié)桿;所述張緊擺動(dòng)臂的一端鉸接在所述座體側(cè)壁上,另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述張緊滑輪形成擺動(dòng)端;所述座體側(cè)壁上設(shè)有螺紋孔,所述張緊力調(diào)節(jié)桿螺紋連接在所述螺紋孔中,所述張緊力調(diào)節(jié)桿一端位于所述座體側(cè)壁外面,另一端抵靠在所述張緊擺動(dòng)臂上。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述座底上設(shè)有第一定滑輪,所述第一定滑輪用于支撐所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn);兩個(gè)所述分離定滑輪的下方分別設(shè)有第二定滑輪和第三定滑輪,所述第二定滑輪和所述第三定滑輪同軸設(shè)置;所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)上方設(shè)有第四定滑輪和第五定滑輪,所述第四定滑輪和所述第五定滑輪同軸設(shè)置;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)從所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)伸出后繞過(guò)所述分離定滑輪、所述第二定滑輪、所述第四定滑輪、所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)、所述第五定滑輪、所述第三定滑輪、所述分離定滑輪、所述第一定滑輪后回到所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)。
在本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式中,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致,所述第三螺旋槽的旋向與所述第一螺旋槽的旋向相反;所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,所述第四螺旋槽與所述第二螺旋槽的旋向一致。
由上所述,本發(fā)明的外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),其驅(qū)動(dòng)組件可以集中布置于腰部,只在各個(gè)關(guān)節(jié)處設(shè)置關(guān)節(jié)絞盤(pán),通過(guò)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán),通過(guò)驅(qū)動(dòng)組件帶動(dòng)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng),利用驅(qū)動(dòng)線(xiàn)來(lái)帶動(dòng)各關(guān)節(jié)處的關(guān)節(jié)絞盤(pán)同步運(yùn)動(dòng),以實(shí)現(xiàn)外骨骼機(jī)器人的起坐行走等步態(tài)運(yùn)動(dòng)。簡(jiǎn)化了各個(gè)關(guān)節(jié)處的結(jié)構(gòu),減輕了外骨骼機(jī)器人下肢的重量。
附圖說(shuō)明
以下附圖僅旨在于對(duì)本發(fā)明做示意性說(shuō)明和解釋?zhuān)⒉幌薅ū景l(fā)明的范圍。其中:
圖1:為本發(fā)明線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分解結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2:為本發(fā)明線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的主視圖。
圖3:為圖2中A-A截面的剖視圖。
圖4:為本發(fā)明中髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖5:為圖4中B-B截面的剖視圖。
圖6:為圖4中C-C截面的剖視圖。
圖7:為本發(fā)明中膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖8:為圖7中D-D截面的剖視圖。
圖9:為圖7中E-E截面的剖視圖。
圖10:為本發(fā)明中髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
圖11:為本發(fā)明中髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)的分解示意圖。
圖12:為本發(fā)明中膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)的結(jié)構(gòu)剖視圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照附圖說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
實(shí)施例一
本發(fā)明提供了一種外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),所述外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括驅(qū)動(dòng)組件、驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)、關(guān)節(jié)絞盤(pán)和驅(qū)動(dòng)線(xiàn)。所述驅(qū)動(dòng)組件具有輸出軸,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)通過(guò)單向軸承連接在所述輸出軸上,單向軸承為現(xiàn)有技術(shù),在此不做描述。所述驅(qū)動(dòng)組件驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng);設(shè)置單向軸承的目的是使驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)相對(duì)驅(qū)動(dòng)組件輸出軸反向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)不會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)組件產(chǎn)生干涉。驅(qū)動(dòng)組件可以采用電機(jī)或電機(jī)與減速裝置的總成。所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)設(shè)置在外骨骼機(jī)器人相應(yīng)的關(guān)節(jié)處,關(guān)節(jié)絞盤(pán)與關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中的其它部件配合,使關(guān)節(jié)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)同時(shí)纏繞在所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的外部,通過(guò)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)與驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán)之間的摩擦力來(lái)進(jìn)行傳動(dòng),驅(qū)動(dòng)線(xiàn)纏繞的圈數(shù)應(yīng)滿(mǎn)足有足夠的摩擦力而不產(chǎn)生滑動(dòng)的要求;所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)纏繞在其外部的所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)作纏繞運(yùn)動(dòng),通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)帶動(dòng)所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng),進(jìn)而帶動(dòng)相應(yīng)的關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng);驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)為主動(dòng)輪,各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)軸為從動(dòng)輪,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)實(shí)現(xiàn)類(lèi)似于皮帶的作用,帶動(dòng)各關(guān)節(jié)正反擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。根據(jù)各個(gè)關(guān)節(jié)之間的轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)系,可以通過(guò)改變驅(qū)動(dòng)線(xiàn)在驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán)上的纏繞方向來(lái)控制驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán)之間轉(zhuǎn)動(dòng)方向是一致還是相反。這樣的設(shè)計(jì)可以使控制各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)組件集中設(shè)置在外骨骼機(jī)器人的腰部,從而簡(jiǎn)化了各個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu),減輕了外骨骼機(jī)器人下肢的重量。
進(jìn)一步,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)均采用圓柱體形狀,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)及所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的圓柱表面均設(shè)有螺旋槽,螺旋槽從圓柱表面的一端盤(pán)旋環(huán)繞到另一端,所述螺旋槽用于所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的纏繞和導(dǎo)向,同時(shí)可以提高驅(qū)動(dòng)線(xiàn)與驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán)之間的摩擦力,提高關(guān)節(jié)的傳動(dòng)效率。螺旋槽的橫截面可以采用圓形截面、三角形截面、矩形截面、梯形截面、橢圓形截面以及異形截面等。本實(shí)施例采用圓形截面的螺旋槽。相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)可以采用封閉的環(huán)形柔性線(xiàn),也可以采用斷開(kāi)的直線(xiàn)型柔性線(xiàn)。本實(shí)施例采用直線(xiàn)型柔性線(xiàn),所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的每一端分別固定一個(gè)圓柱接頭,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)拉直狀態(tài)時(shí)所述圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)垂直,其接頭處相當(dāng)于丁字形。其中柔性線(xiàn)的材料可以是非金屬絲、線(xiàn)、繩,也可以是金屬絲、線(xiàn)、繩;本實(shí)施例采用鋼絲繩。
進(jìn)一步,所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)由能分離的兩段圓柱體軸向?qū)咏M成,兩段圓柱體對(duì)稱(chēng),對(duì)接后通過(guò)螺釘軸向緊固在一起。第一段圓柱體與第二段圓柱體相對(duì)的對(duì)接端面上均設(shè)有壓緊凹槽;所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的一部分嵌入所述壓緊凹槽內(nèi)并被所述兩段圓柱體壓緊固定,不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng),所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)的另一部分纏繞在所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)及所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)的所述螺旋槽內(nèi)。所述第一段圓柱體與第二段圓柱體的對(duì)接端面上還設(shè)有接頭卡槽,所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第一端的所述圓柱接頭嵌入到所述第一段圓柱體的所述接頭卡槽內(nèi),所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)第二端的所述圓柱接頭嵌入到所述第二段圓柱體的所述接頭卡槽內(nèi);嵌入時(shí)圓柱接頭的軸向垂直于對(duì)接端面,通過(guò)圓柱接頭卡接在接頭卡槽內(nèi)使驅(qū)動(dòng)線(xiàn)在受到較大拉力時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。所述壓緊凹槽一端連接所述接頭卡槽,另一端連接到所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的所述螺旋槽。壓緊凹槽根據(jù)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)纏繞的方向設(shè)置成曲線(xiàn)形,使所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)順著所述螺旋槽的旋向伸出到所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)的外部,進(jìn)而纏繞在螺旋槽內(nèi)。本實(shí)施例中,壓緊凹槽為S形走向。為進(jìn)一步增加壓緊力,所述第一段圓柱體與所述第二段圓柱體的對(duì)接端面之間還設(shè)有壓緊墊片,所述壓緊墊片用于輔助壓緊嵌入到所述壓緊凹槽內(nèi)的所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)。壓緊墊片的形狀與對(duì)接面的形狀一致,需要開(kāi)設(shè)穿孔的地方開(kāi)設(shè)有穿孔。
進(jìn)一步,所述外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)還包括定滑輪組件和張緊機(jī)構(gòu)。所述定滑輪組件包括至少一個(gè)定滑輪,所述定滑輪組件用于支撐和導(dǎo)向所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)。驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)和關(guān)節(jié)絞盤(pán)上的螺旋槽的旋向可以一致也可以相反,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)繞過(guò)定滑輪后可以產(chǎn)生換向,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)通過(guò)以上的方向變化組合來(lái)適應(yīng)不同關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)關(guān)系的情況。所述張緊機(jī)構(gòu)用于向所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)施加張緊力,防止驅(qū)動(dòng)線(xiàn)變松而影響傳動(dòng)效率。
實(shí)施例二
本實(shí)施例是在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上,結(jié)合具體的外骨骼機(jī)器人的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例。外骨骼機(jī)器人具有腰肩綁縛系統(tǒng)和下肢運(yùn)動(dòng)系統(tǒng),下肢運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)有本發(fā)明的線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1、大腿運(yùn)動(dòng)部件、小腿運(yùn)動(dòng)部件。腰肩綁縛系統(tǒng)的兩側(cè)各固定有一套所述線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1。大腿運(yùn)動(dòng)部件與所述線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1之間由髖關(guān)節(jié)連接,大腿運(yùn)動(dòng)部件和小腿運(yùn)動(dòng)部件通過(guò)膝關(guān)節(jié)連接。
如圖1、圖2和圖3所示,本發(fā)明的外骨骼機(jī)器人線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)2.1包括髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19和髖關(guān)節(jié)支撐蓋2.1.20;所述髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19包括座底和座體側(cè)壁,所述座體側(cè)壁垂直所述座底并在底座的一側(cè)圍繞在所述座底四周,形成一側(cè)敞口的盒體結(jié)構(gòu);所述髖關(guān)節(jié)支撐蓋2.1.20蓋在所述座體側(cè)壁上,將髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19一側(cè)的敞口遮蓋。其中驅(qū)動(dòng)組件包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1;所述驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9;所述關(guān)節(jié)絞盤(pán)包括髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6和膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11;所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)包括髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1固定在所述座底上,并垂直伸出在所述髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19外部,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2的輸出軸和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1的輸出軸伸入所述髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19內(nèi);所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9分別通過(guò)第一單向軸承和第二單向軸承連接在所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2的輸出軸和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1的輸出軸上;即髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2的輸出軸與第一單向軸承的內(nèi)圈固定連接,第一單向軸承的外圈固定連接在髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3的中心孔內(nèi)?,F(xiàn)有技術(shù)中有很多單向軸承的具體結(jié)構(gòu)和應(yīng)用,在此不再對(duì)單向軸承過(guò)多描述。同樣,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9通過(guò)第二單向軸承連接在所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1的輸出軸上。該線(xiàn)纏繞驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)在工作中,髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1朝設(shè)定的一個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),相應(yīng)的單向軸承閉鎖,使髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1分別帶動(dòng)髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9轉(zhuǎn)動(dòng),從而腿部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)穿戴者的腿部同步運(yùn)動(dòng);而當(dāng)穿戴者的腿部與腿部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)不同步時(shí),單向軸承的設(shè)置可以使髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2與髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3之間以及膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1與膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9之間產(chǎn)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng),避免穿戴者的腿部與腿部運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)不同步時(shí)對(duì)驅(qū)動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的干涉。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3、所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9和所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6均位于所述髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19內(nèi)。所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6和所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11分別設(shè)在髖關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)處。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4同時(shí)纏繞在所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的外部,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10同時(shí)纏繞在所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9和所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11的外部。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3通過(guò)所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4帶動(dòng)所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng);所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9通過(guò)所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10帶動(dòng)所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11進(jìn)行同步轉(zhuǎn)動(dòng)。本實(shí)施例中,髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19和髖關(guān)節(jié)支撐蓋2.1.20形成的盒體結(jié)構(gòu)基本上呈一個(gè)長(zhǎng)條狀,即具有兩個(gè)端部,其中一個(gè)端部設(shè)置髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1、髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9;膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1及膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9位于髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2及髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3的正上方。所述座體側(cè)壁在所述髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19的另一端部斷開(kāi)形成驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端與設(shè)置髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3和膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9的端部相對(duì);所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6設(shè)在所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端,被夾在座底和髖關(guān)節(jié)支撐蓋2.1.20之間并有一部分圓柱面漏出髖關(guān)節(jié)支撐座2.1.19;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10從所述驅(qū)動(dòng)線(xiàn)出口端伸出。
進(jìn)一步,驅(qū)動(dòng)線(xiàn)可以采用封閉的環(huán)形柔性線(xiàn),也可以采用斷開(kāi)的直線(xiàn)型柔性線(xiàn)。其中柔性線(xiàn)的材料可以是非金屬絲、線(xiàn)、繩,也可以是金屬絲、線(xiàn)、繩。本實(shí)施例的髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4及所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10均采用直線(xiàn)型鋼絲繩,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的兩端分別固定有第一圓柱接頭,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4拉直狀態(tài)時(shí)所述第一圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4垂直,形成丁字形接頭。所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的兩端分別固定有第二圓柱接頭,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10拉直狀態(tài)時(shí)所述第二圓柱接頭的軸線(xiàn)與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10垂直,形成丁字形接頭。
進(jìn)一步,如圖4、圖5和圖6所示,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3由能分離的第一段圓柱體2.1.31與第二段圓柱體2.1.32軸向?qū)咏M成,第一段圓柱體2.1.31與第二段圓柱體2.1.32對(duì)稱(chēng),對(duì)接之后通過(guò)螺釘軸向鎖緊成一體。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3的圓柱表面設(shè)有第一螺旋槽,所述第一螺旋槽用于所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的纏繞和導(dǎo)向,同時(shí)可以提高髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4與髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3之間的摩擦力,提高傳動(dòng)效率。所述第一段圓柱體2.1.31與第二段圓柱體2.1.32的對(duì)接端面上均設(shè)有第一壓緊凹槽2.1.321、第一接頭卡槽2.1.322,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4第一端的所述第一圓柱接頭嵌入到所述第一段圓柱體2.1.31的所述第一接頭卡槽2.1.322內(nèi),嵌入時(shí)圓柱接頭的軸向都是垂直于對(duì)接端面的;所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4第二端的所述第一圓柱接頭嵌入到所述第二段圓柱體2.1.32的所述第一接頭卡槽2.1.322內(nèi);所述第一壓緊凹槽2.1.321一端連接所述第一接頭卡槽2.1.322,另一端連接到所述第一螺旋槽,使所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4順著所述第一螺旋槽的旋向伸出到所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3的外部。如圖7、圖8和圖9所示,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9由能分離的第三段圓柱體2.1.91與第四段圓柱體2.1.92軸向?qū)咏M成;第三段圓柱體2.1.91與第四段圓柱體2.1.92對(duì)稱(chēng),對(duì)接之后通過(guò)螺釘軸向鎖緊成一體。所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9的圓柱表面設(shè)有第二螺旋槽,所述第二螺旋槽用于所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的纏繞和導(dǎo)向,同時(shí)可以提高膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10與膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9之間的摩擦力,提高傳動(dòng)效率。所述第三段圓柱體2.1.91與第四段圓柱體2.1.92的對(duì)接端面上均設(shè)有第二壓緊凹槽2.1.921、第二接頭卡槽2.1.922,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10第一端的所述第二圓柱接頭嵌入到所述第三段圓柱體2.1.91的所述第二接頭卡槽2.1.922內(nèi);所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10第二端的所述第二圓柱接頭嵌入到所述第四段圓柱體2.1.92的所述第二接頭卡槽2.1.922內(nèi);所述第二壓緊凹槽2.1.921一端連接所述第二接頭卡槽2.1.922,另一端連接到所述第二螺旋槽,使所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10順著所述第二螺旋槽的旋向伸出到所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9的外部。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4和所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10通過(guò)端部的圓柱接頭卡在相應(yīng)的接頭卡槽內(nèi),使驅(qū)動(dòng)線(xiàn)收到較大拉力時(shí)也不會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)。
如圖10、圖11所示,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6為階梯狀圓柱體,所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的中部為大直徑段,所述大直徑段的圓柱表面設(shè)置第三螺旋槽;所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的兩端為小直徑段,兩端的所述小直徑段上分別套設(shè)有分離定滑輪2.1.8,所述分離定滑輪2.1.8抵靠在所述大直徑段的端面并能相對(duì)所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6轉(zhuǎn)動(dòng),所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10分別繞過(guò)兩端的所述分離定滑輪2.1.8,所述分離定滑輪2.1.8將所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的轉(zhuǎn)動(dòng)與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的運(yùn)動(dòng)相互分離,膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10通過(guò)分離定滑輪2.1.8導(dǎo)向,髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的轉(zhuǎn)動(dòng)不會(huì)影響膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的運(yùn)動(dòng)。髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6可以采用同一種材料制成整體件,也可以采用不同材料制成組合件,本實(shí)施例采用不同材料制成的組合件,內(nèi)圈的光滑圓柱體采用高硬度金屬材料,外圈的階梯狀圓柱體采用低硬度金屬材料;內(nèi)圈圓柱體和外圈圓柱體之間為緊密固定連接,且兩端面平齊。分離定滑輪2.1.8的外圈采用但不限于低硬度金屬材料,內(nèi)圈采用耐磨的錫青銅或青銅金屬材料。為了減小大直徑段的端面與分離定滑輪2.1.8之間的摩擦力,在所述大直徑段的端面與所述分離定滑輪2.1.8之間還設(shè)有減摩墊片2.1.7;減摩墊片2.1.7可以采用耐磨的錫青銅或青銅金屬材料,也可以采用耐磨的非金屬材料。減摩墊片2.1.7還可以調(diào)整分離定滑輪2.1.8的軸向安裝尺寸。所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的一部分嵌入所述第一壓緊凹槽2.1.321內(nèi)并被壓緊固定,所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的另一部分纏繞在所述第一螺旋槽及所述第三螺旋槽內(nèi)。如圖12所示,所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11為圓柱體,所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11的圓柱表面設(shè)有第四螺旋槽;所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的一部分嵌入所述第二壓緊凹槽2.1.921內(nèi)并被壓緊固定,所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的另一部分纏繞在所述第二螺旋槽及所述第四螺旋槽內(nèi)。同樣,膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11可以采用一種材料制成整體件,也可以采用不同材料制成組合件,本實(shí)施例中的內(nèi)圈圓柱體采用高硬度金屬材料,外圈圓柱體采用低硬度金屬材料;內(nèi)圈圓柱體與外圈圓柱體之間緊密固定連接,并且兩端面平齊。所述第一螺旋槽至第四螺旋槽的橫截面可以采用圓形截面、三角形截面、矩形截面、梯形截面、橢圓形截面以及異形截面等。本實(shí)施例采用圓形截面的螺旋槽。
進(jìn)一步,所述座體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的位置設(shè)有第一張緊機(jī)構(gòu)2.1.5,所述座體側(cè)壁上對(duì)應(yīng)所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的位置設(shè)有第二張緊機(jī)構(gòu)2.1.12。所述第一張緊機(jī)構(gòu)2.1.5和所述第二張緊機(jī)構(gòu)2.1.12的結(jié)構(gòu)相同,均包括張緊擺動(dòng)臂、張緊滑輪和張緊力調(diào)節(jié)桿;所述張緊擺動(dòng)臂的一端鉸接在所述座體側(cè)壁上,另一端轉(zhuǎn)動(dòng)連接所述張緊滑輪形成擺動(dòng)端;所述座體側(cè)壁上設(shè)有螺紋孔,所述張緊力調(diào)節(jié)桿螺紋連接在所述螺紋孔中,所述張緊力調(diào)節(jié)桿一端位于所述座體側(cè)壁外面,另一端抵靠在所述張緊擺動(dòng)臂上。當(dāng)旋轉(zhuǎn)張緊力調(diào)節(jié)桿時(shí),可以使其抵靠在張緊擺動(dòng)臂的一端向里或向外移動(dòng),從而使張緊擺動(dòng)臂連同張緊滑輪圍繞其鉸接端擺動(dòng)進(jìn)行張緊力的調(diào)節(jié)。第一張緊機(jī)構(gòu)2.1.5安裝在下部的座體側(cè)壁上,對(duì)髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4進(jìn)行張緊;第二張緊機(jī)構(gòu)2.1.12安裝在上部的座體側(cè)壁上,對(duì)膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10進(jìn)行張緊。
進(jìn)一步,所述座底上通過(guò)滑輪支撐軸2.1.13設(shè)有第一定滑輪2.1.14,所述第一定滑輪2.1.14用于支撐所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10,避免其與髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4干涉。兩個(gè)所述分離定滑輪2.1.8的下方分別設(shè)有第二定滑輪2.1.15和第三定滑輪2.1.16,所述第二定滑輪2.1.15和所述第三定滑輪2.1.16同軸設(shè)置,本實(shí)施例中設(shè)置在大腿運(yùn)動(dòng)部件上,用于膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10經(jīng)過(guò)分離定滑輪2.1.8導(dǎo)向后的定位支承,使膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的運(yùn)動(dòng)不受髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6運(yùn)動(dòng)的影響,即當(dāng)髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)大腿運(yùn)動(dòng)時(shí),膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10可以獨(dú)立的運(yùn)動(dòng)并傳輸膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9的轉(zhuǎn)矩。所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11上方設(shè)有第四定滑輪2.1.17和第五定滑輪2.1.18,所述第四定滑輪2.1.17和所述第五定滑輪2.1.18同軸設(shè)置,均設(shè)置在大腿運(yùn)動(dòng)部件上,用于改變膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10纏繞在膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11上的纏繞方向。所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10從所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9伸出后繞過(guò)所述分離定滑輪2.1.8、所述第二定滑輪2.1.15、所述第四定滑輪2.1.17、所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11、所述第五定滑輪2.1.18、所述第三定滑輪2.1.16、所述分離定滑輪2.1.8、所述第一定滑輪2.1.14后回到所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9。所述髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.3的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致,所述第三螺旋槽的旋向與所述第一螺旋槽的旋向相反;將髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.2輸出的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變成髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的拉力,通過(guò)其纏繞在髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的螺旋槽上,將髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.4的拉力又轉(zhuǎn)變成對(duì)髖關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.6的轉(zhuǎn)矩,以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的遠(yuǎn)距離傳輸(轉(zhuǎn)矩大小、方向)。所述膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11的轉(zhuǎn)動(dòng)方向與所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)絞盤(pán)2.1.9的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反,所述第四螺旋槽與所述第二螺旋槽的旋向一致;將膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)2.1.1輸出的轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變成膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的拉力,通過(guò)其纏繞在膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11的螺旋槽上,將膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)2.1.10的拉力又轉(zhuǎn)變成對(duì)膝關(guān)節(jié)絞盤(pán)2.1.11的轉(zhuǎn)矩,以實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)矩的遠(yuǎn)距離傳輸(轉(zhuǎn)矩大小、方向)。
以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式,并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員,在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改,均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。