本申請涉及外骨骼的技術領域，具體公開了一種基于齒帶結構的集成動力系統，包括基板以及依次設置在基板上的驅動電機、齒輪組減速機構、同步帶動力傳輸機構和扭矩輸出機構，齒輪組減速機構包括用于對驅動電機的輸出轉速進行減速的第一齒輪組和第二齒輪組，第一齒輪組和第二齒輪組分別位于基板的兩側。還公開了一種外骨骼機器人，包括上述的集成動力系統，還包括主體背部結構、股骨部分腿部結構和腓骨部分腿部結構，股骨部分腿部結構與主體背部結構的腰部部分鉸接，股骨部分腿部機構與基體固定件連接，腓骨部分腿部結構與動作執行件連接。本申請通過齒輪組減速機構和同步帶動力傳輸布局，實現穩定靜音、高抗沖擊性、高精度的動力輸出設置。輸出設置。輸出設置。
【技術實現步驟摘要】
一種基于齒帶結構的集成動力系統及外骨骼機器人
[0001]本申請涉及外骨骼的
，尤其是涉及一種基于齒帶結構的集成動力系統及外骨骼機器人。
技術介紹
[0002]自20世紀60年代外骨骼開始被研發至今，已由軍事領域轉向民用市場，多以醫療和工業生產為主要目的，作為幫助工人負荷執行制造、搬運任務的輔助工具，目前正在向負重能力更強、控制力和靈活性能更高的方向研發。可穿戴的下肢外骨骼系統為穿戴者提供額外的動力或能力，從而增強人體機能，能夠在操作者的控制下完成一定的功能和任務。
[0003]相關技術中，下肢外骨骼系統的驅動裝置普遍安裝在下肢各個關節處，如左右兩側髖關節和膝關節。常采用的驅動裝置為動力伺服電機動力系統，而動力伺服電機動力系統多為齒輪直連或同軸減速形式，該種動力系統整體機構較大較重，應用不夠靈活方便，導致整機尺寸大和整機重量重的問題。
技術實現思路
[0004]為了減少應用在下肢外骨骼系統中驅動裝置的體積和重量，本申請提供了一種基于齒帶結構的集成動力系統及外骨骼機器人。
[0005]第一方面，本申請提供的一種基于齒帶結構的集成動力系統采用如下的技術方案：一種基于齒帶結構的集成動力系統，包括基板以及依次設置在基板上并進行動力傳輸的驅動電機、齒輪組減速機構、同步帶動力傳輸機構和扭矩輸出機構，所述齒輪組減速機構包括用于對驅動電機的輸出轉速進行減速的第一齒輪組和第二齒輪組，所述第一齒輪組和第二齒輪組分別位于基板的兩側，所述驅動電機與第二齒輪組位于基板的同一側，所述同步帶動力傳輸機構與第一齒輪組位于基板的同一側，所述扭矩輸出機構位于基板靠近第二齒輪組的一側。
[0006]通過采用上述技術方案，將第一齒輪組和第二齒輪組分別安裝在基板的兩側，同時，將同步帶動力傳輸機構以及扭矩輸出機構分別安裝在基板的兩側，能夠較大程度上減少動力系統的體積，通過齒輪組減速機構和同步帶動力傳輸布局，實現穩定靜音、高抗沖擊性、高精度的動力輸出設置；而且，第一齒輪組和第二齒輪組還能達到二級減速的效果。
[0007]可選的，所述第一齒輪組包括相互嚙合的動力齒輪和第一減速齒輪，所述動力齒輪固定安裝在驅動電機的輸出軸上，所述第一減速齒輪位于基板靠近動力齒輪的一側，并轉動安裝在基板上，所述第一減速齒輪的直徑大于動力齒輪的直徑。
[0008]通過采用上述技術方案，驅動電機帶動動力齒輪轉動，進而帶動第一減速齒輪轉動，以實現第一級減速。
[0009]可選的，所述基板位于第一齒輪組的一側安裝有保持板，所述保持板為多處鏤空的板狀結構，所述第一減速齒輪上的齒輪軸一端轉動安裝在基板上，另一端轉動安裝在保
持板上。
[0010]通過采用上述技術方案，利用保持板對第一減速齒輪進行安裝，能夠使得第一減速齒輪轉動更加穩定，保持較好的傳動效果。
[0011]可選的，所述第二齒輪組包括相互嚙合的中間齒輪和第二減速齒輪，所述中間齒輪和第二減速齒輪均轉動安裝在基板上，所述中間齒輪與所述第一減速齒輪同軸設置并同步轉動，所述第二減速齒輪的直徑大于中間齒輪的直徑，且所述中間齒輪的直徑小于第一減速齒輪的直徑。
[0012]通過采用上述技術方案，經由第一減速齒輪減速后，由中間齒輪和第二減速齒輪進行第二級減速，配合第一齒輪組能夠實現集成動力系統的二級減速效果。
[0013]可選的，所述同步帶動力傳輸機構包括同步皮帶以及轉動安裝在基板上的第一皮帶輪和第二皮帶輪，所述第一皮帶輪和第二皮帶輪設置在基板位于第一齒輪組的一側，所述同步皮帶纏繞在第一皮帶輪和第二皮帶輪上，所述第一皮帶輪與第二齒輪組中的第二減速齒輪同軸設置，所述第二皮帶輪的直徑大于第一皮帶輪的直徑。
[0014]通過采用上述技術方案，經由第二減速齒輪進行二級減速后，利用同步帶動力傳輸機構能夠進行第三級減速。
[0015]可選的，所述基板位于同步帶動力傳輸機構的一側分別設置有第一安裝座和第二安裝座，所述第一皮帶輪所在的轉軸一端轉動安裝在基板上，另一端轉動安裝在第一安裝座上，所述第二皮帶輪所在的轉軸一端轉動安裝在基板上，另一端轉動安裝在第二安裝座上。
[0016]通過采用上述技術方案，利用第一安裝座和第二安裝座分別對第一皮帶輪和第二皮帶輪進行安裝，使得兩者在運動時更加穩定。
[0017]可選的，所述扭矩輸出機構包括輸出軸和輸出盤，所述輸出軸位于基板靠近第二齒輪組的一側，所述輸出軸與第二皮帶輪同軸設置，且所述輸出軸與第二皮帶輪所在的轉軸固定，所述輸出盤則固定在輸出軸的端部，并位于基板靠近第二齒輪組的一側。
[0018]通過采用上述技術方案，輸出盤作為動力輸出部分，將其安裝在基板靠近第二齒輪組的一側，使得集成動力系統結構更加緊湊。
[0019]可選的，所述輸出盤上固定連接有動作執行件，所述基板靠近輸出盤的一側設置有固定盤，所述固定盤與所述輸出盤同軸設置，所述固定盤遠離基板的一側固定安裝有基體固定件。
[0020]通過采用上述技術方案，動作執行件作為集成動力系統中的最終動力執行元件，用于直接與其所要驅動的結構相連，而基體固定件則是用于對集成動力系統進行安裝固定，直接與和動作執行件連接的驅動機構所對應的固定機構連接，當動作執行件發生轉動時，能夠使得其所連接的驅動機構相對于固定機構發生相對轉動，以實現集成動力系統的動力輸出。
[0021]可選的，所述基體固定件遠離固定盤的一側固定設置有限位盤，所述限位盤與固定盤同軸設置，所述限位盤遠離基體固定件的一側安裝有第一周向限位塊，所述動作執行件靠近輸出盤的一側安裝有第二周向限位塊，所述第一周向限位塊和第二周向限位塊在輸出盤的軸線方向上有部分重疊。
[0022]通過采用上述技術方案，當驅動電機帶動動作執行件轉動時，由于第一周向限位
塊和第二周向限位塊的配合，能夠對動作執行件的轉動角度進行限位。
[0023]第二方面，本申請提供的一種外骨骼機器人采用如下的技術方案：一種外骨骼機器人，包括上述的一種基于齒帶結構的集成動力系統，還包括主體背部結構、股骨部分腿部結構和腓骨部分腿部結構，所述股骨部分腿部結構與主體背部結構的腰部部分鉸接，所述股骨部分腿部機構與基體固定件連接，腓骨部分腿部結構則與動作執行件連接。
[0024]通過采用上述技術方案，當外骨骼機器人穿戴好后，人們行走時，腓骨部分腿部結構在集成動力系統的帶動下，能夠相對于股骨部分腿部結構發生轉動，以此來達到助力人們行走的效果，通過模塊化及與主殼體結合設計的方法，能有效解決現有外骨骼動力系統整體機構較大較重，應用不夠靈活方便的問題；同時實現外骨骼穩定靜音、高抗沖擊性、高精度的助力輸出。
[0025]綜上所述，本申請包括以下至少一種有益技術效果：1.集成動力系統具體在工作時，由驅動電機帶動動力齒輪轉動，并經由第一齒輪組進行一級減速，然后傳動之第二齒輪組進行二級減速，再經由同步帶動力傳輸機構進行三級減速，最終由動力輸出機構輸出；而且，第一齒輪組和第二齒輪組還能達到二級減速的效果；2.將第一齒輪組和第二齒輪組本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種基于齒帶結構的集成動力系統，其特征在于，包括基板（1）以及依次設置在基板（1）上并進行動力傳輸的驅動電機（2）、齒輪組減速機構（3）、同步帶動力傳輸機構（4）和扭矩輸出機構（5），所述齒輪組減速機構（3）包括用于對驅動電機（2）的輸出轉速進行減速的第一齒輪組（31）和第二齒輪組（32），所述第一齒輪組（31）和第二齒輪組（32）分別位于基板（1）的兩側，所述驅動電機（2）與第二齒輪組（32）位于基板（1）的同一側，所述同步帶動力傳輸機構（4）與第一齒輪組（31）位于基板（1）的同一側，所述扭矩輸出機構（5）位于基板（1）靠近第二齒輪組（32）的一側。2.根據權利要求1所述的一種基于齒帶結構的集成動力系統，其特征在于，所述第一齒輪組（31）包括相互嚙合的動力齒輪（311）和第一減速齒輪（312），所述動力齒輪（311）固定安裝在驅動電機（2）的輸出軸上，所述第一減速齒輪（312）位于基板（1）靠近動力齒輪（311）的一側，并轉動安裝在基板（1）上，所述第一減速齒輪（312）的直徑大于動力齒輪（311）的直徑。3.根據權利要求2所述的一種基于齒帶結構的集成動力系統，其特征在于，所述基板（1）位于第一齒輪組（31）的一側安裝有保持板（6），所述保持板（6）為多處鏤空的板狀結構，所述第一減速齒輪（312）上的齒輪軸一端轉動安裝在基板（1）上，另一端轉動安裝在保持板（6）上。4.根據權利要求2所述的一種基于齒帶結構的集成動力系統，其特征在于，所述第二齒輪組（32）包括相互嚙合的中間齒輪（321）和第二減速齒輪（322），所述中間齒輪（321）和第二減速齒輪（322）均轉動安裝在基板（1）上，所述中間齒輪（321）與所述第一減速齒輪（312）同軸設置并同步轉動，所述第二減速齒輪（322）的直徑大于中間齒輪（321）的直徑，且所述中間齒輪（321）的直徑小于第一減速齒輪（312）的直徑。5.根據權利要求2所述的一種基于齒帶結構的集成動力系統，其特征在于，所述同步帶動力傳輸機構（4）包括同步皮帶（41）以及轉動安裝在基板（1）上的第一皮帶輪（42）和第二皮帶輪（43），所述第一皮帶輪（42）和第二皮帶輪（43）設置在基板（1）位于第一齒輪組（31）的一側，所述同步皮帶（41）纏繞在第一皮帶輪（42）和第二皮帶輪（43）上，所述第一皮帶輪（42）與第二齒...
【專利技術屬性】
技術研發人員：徐振華，
申請(專利權)人：上海傲鯊智能科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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