柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械，且更特別地涉及能夠使用少量驅(qū)動(dòng)裝置通過柔索驅(qū)動(dòng)多個(gè)關(guān)節(jié)的柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械。
【背景技術(shù)】
[0002]在自動(dòng)機(jī)械結(jié)構(gòu)中，關(guān)節(jié)數(shù)目與自動(dòng)機(jī)械的重量成比例。在關(guān)目節(jié)數(shù)增加時(shí)，用于驅(qū)動(dòng)每個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)裝置的數(shù)目增加，結(jié)果自動(dòng)機(jī)械的總重量增加。特別地，可穿戴自動(dòng)機(jī)械以在工人親自穿戴自動(dòng)機(jī)械時(shí)工人通過操作自動(dòng)機(jī)械執(zhí)行工作的方式設(shè)計(jì)，并且在自動(dòng)機(jī)械的重量增加時(shí)，穿戴者需要承受的負(fù)載增加，結(jié)果穿戴者可遭受疲勞，且在可穿戴自動(dòng)機(jī)械長(zhǎng)時(shí)間執(zhí)行工作時(shí)工作效率惡化。
[0003]相關(guān)領(lǐng)域中的自動(dòng)機(jī)械具有用于驅(qū)動(dòng)的多個(gè)關(guān)節(jié)，然而，驅(qū)動(dòng)裝置為每個(gè)關(guān)節(jié)設(shè)置，結(jié)果自動(dòng)機(jī)械的總重量增加，由此降低工人的工作效率。
[0004]作為本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)在上面提供的描述僅用于幫助理解本發(fā)明的【背景技術(shù)】，并且不應(yīng)解釋為包括在本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)中。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供與多個(gè)關(guān)節(jié)連接的柔索(而不是為每個(gè)關(guān)節(jié)提供驅(qū)動(dòng)裝置)，并且提供纏繞或松開柔索的驅(qū)動(dòng)裝置以向每個(gè)關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力而不為每個(gè)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)裝置。
[0006]在一個(gè)方面中，本發(fā)明提供柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械，其包括:臂部件對(duì)，其包括隨穿戴者的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)；連接到該對(duì)肩關(guān)節(jié)的肩柔索；通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開肩柔索，對(duì)肩關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力的肩驅(qū)動(dòng)單元；連接到該對(duì)肘關(guān)節(jié)的肘柔索；通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開肘柔索，對(duì)肘關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力的肘驅(qū)動(dòng)單元；連接到該對(duì)腕關(guān)節(jié)的腕柔索；以及通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開腕柔索，對(duì)腕關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力的腕驅(qū)動(dòng)單元。
[0007]每條柔索的兩端可分別連接到與之對(duì)應(yīng)的一對(duì)關(guān)節(jié)，并且各驅(qū)動(dòng)單元可連接到與之對(duì)應(yīng)的柔索的兩端之間，以纏繞或松開與之對(duì)應(yīng)的柔索。
[0008]柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械還可包括支承體，其兩側(cè)與一對(duì)臂部件可旋轉(zhuǎn)地連接，并且每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元可固定到支承體上。
[0009]當(dāng)穿戴者在與對(duì)應(yīng)柔索的纏繞方向相反的方向上旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的關(guān)節(jié)時(shí)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元可松開對(duì)應(yīng)柔索。
[0010]當(dāng)穿戴者在與對(duì)應(yīng)柔索的纏繞方向一致的方向上旋轉(zhuǎn)對(duì)應(yīng)于每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元的關(guān)節(jié)時(shí),每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元可纏繞對(duì)應(yīng)柔索。
[0011]柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械還可包括:張力檢測(cè)單元，其在每條柔索的一端與另一端之間為每條柔索設(shè)置，并且檢測(cè)對(duì)應(yīng)柔索的張力；以及控制器，其致動(dòng)對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元以纏繞或松開對(duì)應(yīng)柔索，從而在與每個(gè)張力檢測(cè)單元對(duì)應(yīng)的柔索所連接的關(guān)節(jié)樞轉(zhuǎn)以改變對(duì)應(yīng)柔索的張力時(shí)，允許對(duì)應(yīng)柔索保持預(yù)定的參考張力。
[0012]每個(gè)張力檢測(cè)單元可包括驅(qū)動(dòng)單元側(cè)懸掛部分，其一端連接到對(duì)應(yīng)于每個(gè)張力檢測(cè)單元的驅(qū)動(dòng)單元；臂部件側(cè)懸掛部分，其一端在對(duì)應(yīng)于每個(gè)張力檢測(cè)單元的柔索的兩端之間連接，并且另一端懸掛且與對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元側(cè)懸掛部分連接；以及壓力傳感器，其設(shè)置在驅(qū)動(dòng)單元側(cè)懸掛部分和臂部件側(cè)懸掛部分彼此接觸的部分，以檢測(cè)施加到接觸面的壓緊力。
[0013]在另一方面中，本發(fā)明進(jìn)一步提供柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械系統(tǒng)，其中臂部件對(duì)包括隨著穿戴者的運(yùn)動(dòng)而移動(dòng)的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)；肩柔索連接到該對(duì)肩關(guān)節(jié)；肩驅(qū)動(dòng)單元與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，以便通過纏繞或松開肩柔索而對(duì)肩關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力；肘柔索連接到該對(duì)肘關(guān)節(jié)；肘驅(qū)動(dòng)單元與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，以便通過纏繞或松開肘柔索而對(duì)肘關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力；腕柔索連接到該對(duì)腕關(guān)節(jié)；并且腕驅(qū)動(dòng)單元與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)，以便通過纏繞或松開腕柔索而對(duì)腕關(guān)節(jié)施加旋轉(zhuǎn)力。
[0014]根據(jù)具有上述結(jié)構(gòu)的柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械，可通過減少用于驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)目來減小自動(dòng)機(jī)械總重量，結(jié)果工人負(fù)擔(dān)減少，由此提高工人的工作效率。
[0015]進(jìn)一步地，驅(qū)動(dòng)單元的數(shù)目減少以節(jié)省成本。
【附圖說明】
[0016]現(xiàn)在將參考對(duì)附圖進(jìn)行說明的示例性實(shí)施方式描述本發(fā)明的上面和其他特征，在下文中給出的附圖僅用于舉例說明，因此不限制本發(fā)明，其中:
[0017]圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式驅(qū)動(dòng)柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的肩柔索的示意圖；
[0018]圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式驅(qū)動(dòng)柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的肘柔索的示意圖；
[0019]圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式驅(qū)動(dòng)柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的腕柔索的示意圖；且
[0020]圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的張力檢測(cè)單元的示意圖。
[0021]應(yīng)理解附圖不必按比例繪制，如在本文中所披露，僅呈現(xiàn)本發(fā)明的各種優(yōu)選特征的稍微簡(jiǎn)化的表示，包括例如具體尺寸、取向、位置和形狀的本發(fā)明的各種優(yōu)選特征將部分地由特別的既定用途和使用環(huán)境確定。
[0022]在附圖中，參考數(shù)字在整個(gè)附圖的數(shù)圖中指代本發(fā)明的相同或等同部件。
【具體實(shí)施方式】
[0023]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的各種實(shí)施方式，其示例在附圖中示出且在下面描述。雖然本發(fā)明將結(jié)合示例性的實(shí)施方式描述，但是應(yīng)當(dāng)理解本描述不旨在將本發(fā)明限制到那些示例性的實(shí)施方式。相反，本發(fā)明旨在不僅涵蓋示例性的實(shí)施方式，而且涵蓋可包括在所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明精神和范圍內(nèi)的各種替代、修改、等同方式和其他實(shí)施方式。
[0024]應(yīng)理解，在本文中使用的術(shù)語“車輛”或“車輛的”或其他類似術(shù)語一般包括機(jī)動(dòng)車輛，如客車，包括運(yùn)動(dòng)型多功能車(SUV)、公交車、貨車、各類商用車，船舶，包括各種船和艇，飛行器等，并包括混合動(dòng)力車、電動(dòng)車、插電式混合動(dòng)力電動(dòng)車、氫動(dòng)力汽車和其他替代燃料汽車(例如，來自石油以外的能源的燃料)。如在本文所提及的，混合動(dòng)力車是具有兩種或更多種動(dòng)力源的車輛，例如汽油動(dòng)力和電動(dòng)力的車輛。
[0025]本文使用的術(shù)語僅用于描述特定的實(shí)施方式，并不旨在限制本發(fā)明。如本文所使用的，單數(shù)形式“一個(gè)”、“一種”和“該”旨在同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文明確表明以外。進(jìn)一步要理解的是，術(shù)語“包括”和/或“含有”在本說明書中使用時(shí)，特指存在所陳述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素和/或組分，但不排除存在或加入一個(gè)或多個(gè)其他的特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、組分和/或其集合。如在此使用，本文使用的術(shù)語“和/或”包括關(guān)聯(lián)的列舉條目中的一個(gè)或多個(gè)的任何與全部組合。
[0026]在下文中，參考附圖描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式的柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械。
[0027]圖1到3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械的示意圖，并示出臂部件對(duì)100，其包括隨穿戴者的運(yùn)動(dòng)來操作的肩關(guān)節(jié)110、肘關(guān)節(jié)130和腕關(guān)節(jié)150 ;連接到該對(duì)肩關(guān)節(jié)110的肩柔索211 ;通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開肩柔索211，對(duì)肩關(guān)節(jié)110施加旋轉(zhuǎn)力的肩驅(qū)動(dòng)單元510 ;連接到該對(duì)肘關(guān)節(jié)130的肘柔索231 ;通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開肘柔索231，對(duì)肘關(guān)節(jié)130施加旋轉(zhuǎn)力的肘驅(qū)動(dòng)單元530 ;連接到該對(duì)腕關(guān)節(jié)150的腕柔索251 ;以及通過與穿戴者的運(yùn)動(dòng)相關(guān)聯(lián)地纏繞或松開腕柔索251，對(duì)腕關(guān)節(jié)150施加旋轉(zhuǎn)力的腕驅(qū)動(dòng)單元550。
[0028]更詳細(xì)地，柔索驅(qū)動(dòng)自動(dòng)機(jī)械進(jìn)一步包括支承體170，其兩側(cè)與該對(duì)臂100可旋轉(zhuǎn)地連接，并且每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元510、530或550優(yōu)選配置為固定到支承體170上。
[0029]定位于穿戴者的后側(cè)以面向穿戴者的背部的支承體170由穿戴者承載，并且該對(duì)臂100與支承體170的兩上端連接以與穿戴者的手臂一起操作。在此，該對(duì)臂100彼此獨(dú)立地移動(dòng)，且每個(gè)臂部件100的關(guān)節(jié)110、130和150形成為可在臂部件100中設(shè)置的多個(gè)聯(lián)桿之中相對(duì)旋轉(zhuǎn)，并且可由穿戴者握持的把手部(圖中未示出)在臂部件100的腕關(guān)節(jié)150的末端設(shè)置，結(jié)果，隨著穿戴者通過握持把手部移動(dòng)手臂，臂部件100可一起移動(dòng)。
[0030]其間，驅(qū)動(dòng)單元510、530和550在支承體170中設(shè)置，結(jié)果，重量集中在穿戴者的背部上，且驅(qū)動(dòng)單元510、530和550不在臂部件100中安裝，由此減小臂部件100的重量。因此穿戴者在移動(dòng)臂部件100中感到較少疲勞。
[0031]其間，每條柔索211、231或251的兩端分別連接到與之對(duì)應(yīng)的一對(duì)關(guān)節(jié)，并且優(yōu)選分別的驅(qū)動(dòng)單元510、530和550在與之對(duì)應(yīng)的柔索211、231和251的兩端之間連接，以纏繞或松開與之對(duì)應(yīng)的柔索211、231和251。
[0032]特別地，肩柔索211的兩端經(jīng)支承體170的頂部分別連接到一對(duì)肩關(guān)節(jié)110 ;肘柔索231的兩端經(jīng)支承體170的頂部和肩關(guān)節(jié)110連接到一對(duì)肘關(guān)節(jié)130 ;且腕柔索251的兩端經(jīng)支承體170的頂部、肩關(guān)節(jié)110和肘關(guān)節(jié)130連接到一對(duì)腕關(guān)節(jié)150。
[0033]通過纏繞柔索211、231或251作用于關(guān)節(jié)方向的旋轉(zhuǎn)力可根據(jù)每條柔索211、231或251所以連接的對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)的位置而改變，結(jié)果連接位置優(yōu)選根據(jù)自動(dòng)機(jī)械的使用和工人的工作模式?jīng)Q定。
[0034]然而，通常由于可穿戴自動(dòng)機(jī)械被制造為在工人舉起重物時(shí)添加輔助力，每條柔索211、231或251優(yōu)選根據(jù)工人的關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)方向連接到對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)。例如在肘關(guān)節(jié)的情況下，由于在工人舉起重物時(shí)關(guān)節(jié)向上旋轉(zhuǎn)，即朝向肩部旋轉(zhuǎn)，因此肘柔索231的末端優(yōu)選連接到向上移動(dòng)的肘關(guān)節(jié)130。
[0035]其間，其末端與對(duì)應(yīng)柔索211、231和251連接的肩驅(qū)動(dòng)單元柔索213、肘驅(qū)動(dòng)單元柔索233和腕驅(qū)動(dòng)單元柔索253分別在驅(qū)動(dòng)單元510、530和550中設(shè)置，并且肩驅(qū)動(dòng)單元510、肘驅(qū)動(dòng)單元530和腕驅(qū)動(dòng)單元550分別連接到驅(qū)動(dòng)單元柔索213、233和253，以用來纏繞或松開對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)單元柔索213、233和253。每個(gè)驅(qū)動(dòng)單元510、530或550優(yōu)選成為具有旋轉(zhuǎn)軸的電動(dòng)機(jī)。
[0036]例如，肩驅(qū)動(dòng)單元柔索213的一端在肩柔索211的兩端之間連接，并且肩驅(qū)動(dòng)單元柔索213的另一端連接到肩驅(qū)動(dòng)單元5