本技術(shù)涉及外骨骼機(jī)器人的，特別是涉及一種外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置。

背景技術(shù)：

1、根據(jù)不同的分類(lèi)原則，外骨骼機(jī)器人可以被劃分為多個(gè)不同類(lèi)別，若依據(jù)是否有電力驅(qū)動(dòng)來(lái)分類(lèi)則可劃分為有源外骨骼機(jī)器人和無(wú)源外骨骼機(jī)器人兩種，而電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置是有源外骨骼機(jī)器人常用的一種驅(qū)動(dòng)執(zhí)行組件，因此電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置設(shè)計(jì)技術(shù)作為外骨骼機(jī)器人領(lǐng)域的一項(xiàng)關(guān)鍵核心技術(shù)，當(dāng)前在世界范圍內(nèi)已開(kāi)展了廣泛的研究。為使各類(lèi)有源外骨骼機(jī)器人穿戴更加舒適、助力效果更加明顯、環(huán)境適應(yīng)性更強(qiáng)，電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置的質(zhì)量、體積、輸出性能和防護(hù)能力等指標(biāo)是重點(diǎn)研究的內(nèi)容。

2、外骨骼機(jī)器人用有源電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置常見(jiàn)的組成形式是電機(jī)加減速器再加編碼器，其中減速器大多使用行星齒輪減速器或諧波減速器，諧波減速器雖精度較高、傳動(dòng)平穩(wěn)但效率較低且質(zhì)量較大，而相比之下具有相同減速比的行星齒輪減速器可以有更低的質(zhì)量并具有更高的傳動(dòng)效率，因此常見(jiàn)的足式機(jī)器人和外骨骼機(jī)器人大多采用具有行星齒輪減速機(jī)構(gòu)的減速器。

3、現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人雖然能滿足使用的需要，但是其關(guān)節(jié)裝置防水防塵的防護(hù)能力不足，亟需一種防護(hù)能力較高的外骨骼機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有的外骨骼機(jī)器人關(guān)節(jié)裝置防護(hù)能力不足的問(wèn)題，本技術(shù)提供一種外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置。

2、本技術(shù)所提供的，采用如下的技術(shù)方案：

3、一種外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置，包括外殼、關(guān)節(jié)框架、電機(jī)組件和執(zhí)行組件；其中，所述外殼密封扣合于所述關(guān)節(jié)框架的一側(cè)；所述關(guān)節(jié)框架朝向所述外殼的一側(cè)形成有安裝部；所述安裝部上密封扣合有齒輪密封端蓋；所述關(guān)節(jié)框架向背離所述外殼的表面形成有電機(jī)安裝部和輸出部；所述電機(jī)組件包括電機(jī)端蓋；所述電機(jī)端蓋扣合于所述電機(jī)安裝部背離所述外殼的一側(cè)；所述執(zhí)行組件包括輸出密封端蓋；所述輸出密封端蓋密封扣合于所述輸出部背離所述外殼的一側(cè)；所述外殼與所述齒輪密封端蓋之間形成第一容納空間；所述齒輪密封端蓋與所述關(guān)節(jié)框架之間形成第二容納空間；所述齒輪密封端蓋與所述電機(jī)端蓋之間形成第三容納空間；所述齒輪密封端蓋與所述輸出密封端蓋之間形成第四容納空間；所述第三容納空間和所述第四容納空間通過(guò)所述第二容納空間連通；所述電機(jī)組件設(shè)置在所述第二容納空間和所述第三容納空間內(nèi)；所述執(zhí)行組件設(shè)置在所述第二容納空間和所述第四容納空間內(nèi)；所述關(guān)節(jié)框架與所述外殼的接合面上設(shè)置有第一密封結(jié)構(gòu)，用于所述第一容納空間的密封；所述安裝部與所述齒輪密封端蓋的接合面處設(shè)置有第二密封結(jié)構(gòu)；所述輸出部與所述輸出密封端蓋之間設(shè)置有第三密封結(jié)構(gòu)；所述第二密封結(jié)構(gòu)用于配合所述第三密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)所述第二容納空間和所述第四容納空間的密封；所述關(guān)節(jié)框架具有固定安裝平面；所述固定安裝平面用于在電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置與外骨骼機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)連接時(shí)作為接合面；所述固定安裝平面上設(shè)置有第四密封結(jié)構(gòu)；所述第四密封結(jié)構(gòu)用于配合所述外骨骼機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)所述第三容納空間的密封。

4、可選的，所述電機(jī)組件包括電機(jī)端蓋、電機(jī)定子、電機(jī)軸和電機(jī)轉(zhuǎn)子；所述電機(jī)定子和所述電機(jī)轉(zhuǎn)子均設(shè)置在所述第三容納空間內(nèi)；所述電機(jī)軸的兩端分別位于所述第二容納空間和第三容納空間內(nèi)，其通過(guò)軸承架設(shè)在所述電機(jī)端蓋和所述關(guān)節(jié)框架上，實(shí)現(xiàn)軸向定位；所述電機(jī)定子與所述電機(jī)安裝部固定連接；所述電機(jī)轉(zhuǎn)子與所述電機(jī)軸固定連接連接后設(shè)置在所述電機(jī)定子之間。

5、可選的，所述執(zhí)行組件還包括：第一齒輪、第二齒輪、第三齒輪、內(nèi)齒圈、行星輪、行星架和輸出端蓋壓板；所述第一齒輪、所述第二齒輪和所述第三齒輪的一部分位于所述第二容納空間內(nèi)；所述第三齒輪的另一部分，以及所述內(nèi)齒圈、所述行星輪、所述行星架均設(shè)置在所述第四容納空間內(nèi)；所述第一齒輪包括第一齒輪；所述第二齒輪包括第二齒輪；所述第一齒輪、第二齒輪以及第三齒輪位于所述第二容納空間內(nèi)的部分依次嚙合；所述內(nèi)齒圈固定連接在所述關(guān)節(jié)框架上；所述行星輪的數(shù)量為多個(gè)；每一個(gè)所述行星輪均嚙合在所述內(nèi)齒圈和所述第三齒輪位于所述第四容納空間內(nèi)的部分之間；所述行星架與所述第三齒輪同軸設(shè)置；每一個(gè)所述行星輪的轉(zhuǎn)軸均與所述行星架轉(zhuǎn)動(dòng)連接，使得所述行星輪自轉(zhuǎn)的同時(shí)可以帶動(dòng)所述行星架轉(zhuǎn)動(dòng)；所述輸出端蓋壓板安裝在所述輸出密封端蓋上，用于與所述齒輪密封端蓋配合，實(shí)現(xiàn)所述第三齒輪和所述行星架的軸向定位。

6、可選的，所述執(zhí)行組件還包括輸出連接件；所述輸出連接件安裝在所述行星架背離所述第三齒輪的一側(cè)，用于所述行星架與外骨骼機(jī)器人的連接。

7、可選的，所述第二密封結(jié)構(gòu)包括齒輪密封溝槽和第二密封圈；所述齒輪密封溝槽開(kāi)設(shè)于所述安裝部與所述齒輪密封端蓋相接觸的接合面上；所述第二密封圈設(shè)置在所述齒輪密封溝槽內(nèi)；所述第二密封結(jié)構(gòu)用于所述齒輪密封端蓋與所述安裝部之間的密封。

8、可選的，所述第三密封結(jié)構(gòu)包括輸出密封溝槽和第三密封圈；所述輸出密封溝槽開(kāi)設(shè)于所述輸出密封端蓋的周側(cè)；所述第三密封圈設(shè)置在所述輸出密封溝槽內(nèi)；所述第三密封結(jié)構(gòu)用于所述輸出密封端蓋與所述輸出部之間的密封。

9、可選的，所述第四密封結(jié)構(gòu)包括外部安裝用密封溝槽和第四密封圈；所述外部安裝用密封溝槽開(kāi)設(shè)于所述固定安裝平面上；所述第四密封圈設(shè)置在所述外部安裝用密封溝槽內(nèi)；所述第四密封結(jié)構(gòu)用于關(guān)節(jié)框架和外骨骼機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)之間的密封。

10、可選的，所述外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置還包括燈帶組件；所述燈帶組件包括led指示燈帶和燈帶控制模塊；所述led指示燈帶固定連接在所述外殼背離所述關(guān)節(jié)框架的一側(cè)；所述燈帶控制模塊與所述led指示燈帶通信連接；所述電機(jī)組件還包括電機(jī)控制模塊；所述燈帶控制模塊與所述電機(jī)控制模塊通信連接；所述電機(jī)控制模塊和所述燈帶控制模塊均設(shè)置在所述第一容納空間內(nèi)。

11、可選的，所述外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置還包括編碼器組件；所述編碼器組件包括第一磁鋼、第二磁鋼、第一霍爾傳感器探頭和第二霍爾傳感器探頭；所述第一磁鋼同軸設(shè)置在所述第一齒輪上；所述第二磁鋼同軸設(shè)置在所述第二齒輪上；所述第一霍爾傳感器探頭和第二霍爾傳感器探頭均設(shè)置在所述第一容納空間內(nèi)，且分別與所述第一磁鋼和第二磁鋼相對(duì)，進(jìn)而分別獲取所述第一齒輪和第二齒輪的單圈位置信息。

12、如上所述，本技術(shù)的外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置，至少具有以下有益效果：

13、1、本技術(shù)的外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置，通過(guò)第一密封結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了外殼與關(guān)節(jié)框架之間的密封，實(shí)現(xiàn)了對(duì)電動(dòng)關(guān)節(jié)組件內(nèi)部的電子元器件的密封保護(hù)；通過(guò)第二密封結(jié)構(gòu)和第三密封結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行組件中的兩級(jí)齒輪減速機(jī)構(gòu)的靜密封；通過(guò)第四密封結(jié)構(gòu)，對(duì)電動(dòng)關(guān)節(jié)組件連接外骨骼機(jī)器人機(jī)身結(jié)構(gòu)時(shí)作為接合面的固定安裝平面進(jìn)行密封。進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置整體的密封，使其具有不低于ip54級(jí)別的整體防護(hù)能力。

14、2、本技術(shù)的外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置通過(guò)在外殼1上設(shè)置燈帶組件，通過(guò)燈帶控制模塊12、電機(jī)控制模塊5或者總控制模塊，led指示燈帶的顏色和閃爍模式可以自由編程控制，可提升外骨骼機(jī)器人的人機(jī)交互特性。

15、3、本技術(shù)的外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置還采用了雙編碼器的設(shè)計(jì)，無(wú)需對(duì)兩編碼器單獨(dú)供電，也無(wú)需增加外的機(jī)械結(jié)構(gòu)，進(jìn)而使得外骨骼機(jī)器人用高防護(hù)能力電動(dòng)關(guān)節(jié)裝置布局緊湊、可靠性較高。