绳传动外骨骼动力装置及外骨骼机器人的制作方法

1.本实用新型涉及外骨骼机器人技术领域，具体而言，涉及一种绳传动外骨骼动力装置及外骨骼机器人。


背景技术：

2.老年人随其年龄的不断增长，日常出现困难的问题越来越突出，而可穿戴式外骨骼机器人在辅助老年人行走等方面有很大的发展空间。绳传动外骨骼由于具有结构简单、重量轻等优点，因此，很适合辅助老年人行走。但是，由于传动绳的位移需要与肢体的动作匹配，故需要动力装置中的电机进行频繁地正反转，这就导致电能被大量消耗，从而导致电源利用率低，续航时间短。


技术实现要素：

3.本实用新型的第一个目的在于提供一种绳传动外骨骼动力装置，以解决现有绳传动外骨骼的电源利用率低，从而导致续航时间短的技术问题。
4.本实用新型提供的绳传动外骨骼动力装置，包括动力组件，所述动力组件包括旋转输出轴、传动绳、棘轮机构和限位件，所述棘轮机构传动连接于所述旋转输出轴与所述传动绳之间；所述限位件固定安装于所述绳传动外骨骼动力装置中的固定部件，所述限位件被配置为在设定步态周期断开所述旋转输出轴向所述传动绳的动力传递，以实现所述旋转输出轴分时牵引负载。
5.进一步地，所述棘轮机构包括棘爪、绞盘和弹性元件，所述绞盘具有能够与所述棘爪啮合的棘齿，其中，所述棘爪与所述旋转输出轴传动连接，所述传动绳固定连接于所述绞盘，所述弹性元件被配置为使所述棘爪始终具有与所述棘齿啮合的趋势。
6.所述限位件包括环形限位板，所述环形限位板环绕所述棘爪设置，且沿所述棘爪的运动路径，所述环形限位板具有使所述棘爪与所述棘齿啮合的传动段以及使所述棘爪与所述棘齿分离的分隔段。
7.进一步地，所述棘齿为内棘齿，所述绞盘与所述旋转输出轴共轴线。
8.进一步地，所述棘轮机构还包括传动轴套，所述传动轴套套设于所述旋转输出轴，且与所述旋转输出轴同步转动；所述传动轴套的外周形成有凸缘，所述凸缘固定设置有转轴，所述棘爪安装于所述转轴。
9.进一步地，所述弹性元件包括扭簧，所述扭簧套装于所述转轴，且所述扭簧的一个扭臂与所述棘爪抵接，所述扭簧的另一个扭臂与所述传动轴套抵接。
10.进一步地，所述动力组件还包括内轴承座和外轴承座，所述内轴承座和所述外轴承座均固定安装于所述固定部件，所述内轴承座和所述外轴承座分设于所述绞盘的两侧，其中，所述内轴承座安装有第一轴承，所述传动轴套通过所述第一轴承支承于所述内轴承座；所述外轴承座安装有第二轴承，所述绞盘通过所述第二轴承支承于所述外轴承座。
11.进一步地，所述内轴承座的端面朝向所述绞盘的一侧延伸，形成所述环形限位板。
12.进一步地，所述绞盘的外周面设置有容纳槽，所述容纳槽被配置为容纳收卷后的传动绳。
13.进一步地，所述传动绳的端部连接有固定块，所述绞盘的端面设置有限位槽，所述限位槽与所述容纳槽之间连通设置有绳槽，其中，所述限位槽被配置为容纳所述固定块，且所述限位槽能够阻止所述固定块沿所述绞盘的径向脱离所述限位槽；所述绳槽被配置为容纳所述传动绳的靠近所述固定块的绳段。
14.进一步地，所述动力组件还包括挡片，所述挡片可拆卸地安装于所述绞盘设置有所述限位槽的端面，所述挡片被配置为阻止所述固定块沿所述绞盘的轴向脱离所述限位槽。
15.进一步地，所述固定部件包括上壳体和下壳体，所述上壳体与所述下壳体连接形成容纳空间，所述动力组件设置于所述容纳空间；所述下壳体开设有绳孔，所述绳孔被配置为使所述传动绳穿出。
16.进一步地，所述动力组件的数量为两组，两组所述动力组件以竖直轴线为对称轴，呈中心对称布置。
17.本实用新型绳传动外骨骼动力装置带来的有益效果是：
18.通过在绳传动外骨骼动力装置中设置主要由旋转输出轴、传动绳、棘轮机构和限位件组成的动力组件，其中，旋转输出轴通过棘轮机构与传动绳传动连接，限位件与绳传动外骨骼动力装置中的固定部件固定连接，且限位件用于在设定步态周期断开旋转输出轴向传动绳的动力传递。
19.当外骨骼机器人使用上述绳传动外骨骼动力装置时，以外骨骼机器人对人体的踝关节进行助力为例进行说明。在做功阶段，棘轮机构发挥作用，将旋转输出轴的动力输出至传动绳，使得传动绳能够在旋转输出轴的动力作用下，按照设定的位移移动；在复位阶段，限位件发挥作用，将旋转输出轴向传动绳的动力传递断开，此时，旋转输出轴无负载空转，传动绳在踝关节运动的惯性作用下完成复位；在保持阶段，限位件依然发挥作用，旋转输出轴向传动绳的动力传递仍处于断开状态，此时，旋转输出轴继续无负载空转，传动绳位移为零。随着人体行走动作的继续，绳传动外骨骼动力装置将继续重复过程，实现人体行走的辅助。
20.由上述分析可见，该绳传动外骨骼动力装置在旋转输出轴的单向旋转下，即可达到踝关节在做功阶段、复位阶段和保持阶段的无缝衔接的目的，利用棘轮机构实现旋转输出轴分时牵引负载，无需使旋转输出轴频繁正反转，减少了绳传动外骨骼在工作过程中的能量消耗，从而有效地改善了现有技术中存在的绳传动外骨骼的电源利用率低而导致的续航时间短的问题。
21.此外，该绳传动外骨骼动力装置由于采用旋转输出轴单向旋转的设置形式，还降低了设置有旋转输出轴的部件的磨损，显著提高了这些部件的使用寿命，而且，旋转输出轴在工作过程中产生的噪音也会明显降低，即：降低了该绳传动外骨骼动力装置工作过程中产生的噪音。
22.本实用新型的第二个目的在于提供一种外骨骼机器人，以解决现有绳传动外骨骼的电源利用率低，从而导致续航时间短的技术问题。
23.本实用新型提供的外骨骼机器人，包括上述绳传动外骨骼动力装置。
24.进一步地，所述外骨骼机器人还包括腰带、电源和穿戴机构，所述电源和所述绳传动外骨骼动力装置均安装于所述腰带，所述穿戴机构被配置为与人体的外骨骼连接。
25.进一步地，所述电源与所述绳传动外骨骼动力装置沿人体的中线呈轴对称分布。
26.本实用新型外骨骼机器人带来的有益效果是：
27.通过在该外骨骼机器人中设置上述绳传动外骨骼动力装置，相应地，该外骨骼机器人具有上述绳传动外骨骼动力装置的所有优势，在此不再一一赘述。
附图说明
28.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
29.图1为现有绳传动外骨骼动力装置的电机和传动绳的位移曲线图；
30.图2为现有绳传动外骨骼动力装置的电机的速度曲线图；
31.图3为现有绳传动外骨骼动力装置的电能消耗曲线图；
32.图4为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的结构示意图；
33.图5为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的局部结构示意图，其中，上壳体未示出；
34.图6为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的动力组件的局部结构分解示意图一；
35.图7为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的动力组件的局部结构分解示意图二；
36.图8为采用本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置对踝关节进行助力时的过程示意图；
37.图9为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的电机和传动绳的位移曲线图；
38.图10为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的电机的速度曲线图；
39.图11为本实用新型实施例提供的绳传动外骨骼动力装置的电能消耗曲线图；
40.图12为本实用新型实施例提供的外骨骼机器人在使用状态下的示意图。
41.附图标记说明：
42.010
‑
绳传动外骨骼动力装置；020
‑
腰带；030
‑
电源；040
‑
穿戴机构；
43.100
‑
动力组件；200
‑
固定部件；
44.110
‑
旋转输出轴；120
‑
传动绳；130
‑
棘轮机构；140
‑
限位件；150
‑
内轴承座；160
‑
外轴承座；170
‑
挡片；180
‑
连接螺钉；111
‑
减速器；112
‑
电机；113
‑
主控板；114
‑
外编码器；115
‑
电机驱动器；116
‑
内编码器；
45.131
‑
棘爪；132
‑
绞盘；133
‑
弹性元件；134
‑
传动轴套；135
‑
转轴；136
‑
容纳槽；137
‑
限位槽；138
‑
绳槽；139
‑
安装孔；
46.121
‑
固定块；
47.151
‑
第一轴承；152
‑
内轴承孔；
48.161
‑
第二轴承；162
‑
外轴承孔；
49.210
‑
上壳体；220
‑
下壳体；230
‑
支座；240
‑
安装壳；
50.221
‑
绳孔。
具体实施方式
51.近年来，随着机电一体化技术、机器人技术及运动意图感知技术的发展，可穿戴式外骨骼机器人技术取得了很大进步。在工业生产、户外运动等领域，对基于可穿戴式外骨骼机器人技术实现人体运动功能增强产生了很大的需求。同时，由人体自然衰老与疾病导致的神经及肢体运动功能障碍已经影响了越来越多老年人的日常生活与出行，因此，可穿戴式外骨骼机器人在行走助力、辅助康复等方面都有很大的发展空间。
52.外骨骼机器人是一种与人体并联的可穿戴智能机器人，穿戴者和外骨骼机器人需要融为一体进行辅助工作，理想状态下，外骨骼机器人就像是身体内的骨骼一样，为人体提供支撑和力量。通过穿戴合适的外骨骼机器人，能够帮助穿戴者正常站立行走，或者提高上肢运动性能，从而大大提升穿戴者的肢体机能力量。
53.传统的外骨骼(例如：bleex和hal等)通过在人的肢体上并联电机、连杆和铰链关节，来产生肢体驱动力，这种机械结构虽然能够产生较大的肢体驱动力，但是也存在较为明显的缺陷：首先，由于在肢体上增加了额外的质量和惯量，导致人体的正常运动特性显著改变，穿戴者的动作往往变得如机械般僵硬；其次，人体的关节旋转中心通常并不是固定的，无法使用简单的铰链关节来匹配，因此，这种外骨骼普遍存在着外骨骼关节与人体关节难以对准的问题。
54.绳传动外骨骼由于能够避免上述问题，因而得到了广泛的研究与应用。绳传动外骨骼不仅能够大大地降低外骨骼机器人机构的复杂度，而且，还能够实现多个活动关节更加灵活的布置，从而更能实现在小空间中进行长距离的力矩传递。绳传动外骨骼虽然能够降低肢体处的质量和惯量，解决外骨骼关节与人体关节难以对准的问题，但是也存在着能量(通常为电能)利用率低的缺陷。
55.电源续航问题一直都是机器人领域的一大瓶颈问题，特别是对于穿戴式的外骨骼机器人。目前，大部分可户外使用的外骨骼机器人续航时间都不超过3个小时，难以满足日常使用需求。延长续航时间可以从增大电源容量以及提高电源利用率两方面下手，但是，增大电源容量也意味着要增加外骨骼的体积和重量，而大部分外骨骼机器人对体积和重量有所限制，因此，设法提高外骨骼机器人的电源利用率成为了主要的突破方向。由于绳传动外骨骼的电机需要频繁正反转，故约有30％的电能消耗在了电机的加减速上，电源利用率较低。
56.图1为现有绳传动外骨骼动力装置的电机和传动绳120的位移曲线图。如图1所示，传动绳120完全由电机牵引，因此，电机位移与传动绳120位移相同，从图中可以看出，电机位移曲线与传动绳120位移曲线重合。根据电机位移，可以将绳传动外骨骼的工作过程划分为三个阶段：1.做功阶段(步态周期40
‑
69％)、2.复位阶段(步态周期69
‑
84％)以及3.保持阶段(步态周期0
‑
40％和84
‑
100％)。其中，在做功阶段时，电机正转，通过绞盘132拉伸传动绳120，此时，绳位移增大，绳处于拉紧状态，外骨骼对人体的关节做正功；在复位阶段时，电机反转将传动绳120释放，此时，绳位移减小，绳处于松弛状态，外骨骼对人体的关节不做
工；在保持阶段时，电机停止转动，传动绳120保持在原始位置，此时，外骨骼对人体的关节做负功(数值较小可忽略)。
57.图2为现有绳传动外骨骼动力装置的电机的速度曲线图。由图2可以看到，为了实现电机的正反转，电机不得不进行频繁的加速和减速。
58.图3为现有绳传动外骨骼动力装置的电能消耗曲线图。由图3可以看到，外骨骼动力装置的电能消耗主要起到两个作用，一是用于驱动负载(图中由45
°
剖面线填充的区域)，二是用于电机加减速(图中由
‑
45
°
剖面线填充的区域)。通过计算可以得到，用于电机加减速消耗的电能约占一个步态周期消耗总电能的30％，也就是说，约有30％的电能消耗在了电机正反转上，其作用仅仅是为了使电机加减速，对驱动负载没有帮助，从而造成了外骨骼电源利用率低的问题。
59.针对绳传动外骨骼由于电机频繁正反转消耗大量电能，从而导致电源利用率低、续航时间短的问题，为了提高绳传动外骨骼的电源利用率，延长外骨骼的续航时间，本实用新型的目的旨在提供一种绳传动动力装置及外骨骼机器人。
60.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
61.图4为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的结构示意图，图5为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的局部结构示意图(上壳体210未示出)。如图4和图5所示，本实施例提供了一种绳传动外骨骼动力装置010，包括动力组件100，具体地，动力组件100包括旋转输出轴110、传动绳120、棘轮机构130和限位件140，其中，棘轮机构130传动连接于旋转输出轴110与传动绳120之间；限位件140固定安装于绳传动外骨骼动力装置010中的固定部件200，限位件140被配置为在设定步态周期断开旋转输出轴110向传动绳120的动力传递，以实现旋转输出轴110分时牵引负载。
62.当外骨骼机器人使用上述绳传动外骨骼动力装置010时，以外骨骼机器人对人体的踝关节进行助力为例进行说明。在做功阶段，棘轮机构130发挥作用，将旋转输出轴110的动力输出至传动绳120，使得传动绳120能够在旋转输出轴110的动力作用下，按照设定的位移移动；在复位阶段，限位件140发挥作用，将旋转输出轴110向传动绳120的动力传递断开，此时，旋转输出轴110无负载空转，传动绳120在踝关节运动的惯性作用下完成复位；在保持阶段，限位件140依然发挥作用，旋转输出轴110向传动绳120的动力传递仍处于断开状态，此时，旋转输出轴110继续无负载空转，传动绳120位移为零。随着人体行走动作的继续，绳传动外骨骼动力装置010将继续重复过程，实现人体行走的辅助。
63.由上述分析可见，该绳传动外骨骼动力装置010在旋转输出轴110的单向旋转下，即可达到踝关节在做功阶段、复位阶段和保持阶段的无缝衔接的目的，利用棘轮机构130实现旋转输出轴110分时牵引负载，无需使旋转输出轴110频繁正反转，减少了绳传动外骨骼在工作过程中的能量消耗，从而有效地改善了现有技术中存在的绳传动外骨骼的电源利用率低而导致的续航时间短的问题。
64.此外，该绳传动外骨骼动力装置010由于采用旋转输出轴110单向旋转的设置形式，还降低了设置有旋转输出轴110的部件的磨损，显著提高了这些部件的使用寿命，而且，旋转输出轴110在工作过程中产生的噪音也会明显降低，即：降低了该绳传动外骨骼动力装
置010工作过程中产生的噪音。
65.需要说明的是，本实施例中，仅仅是以该绳传动外骨骼动力装置010对人体踝关节的助力为例进行说明，可以理解的是，该绳传动外骨骼动力装置010还可以应用于其他关节的助力，本实施例仅仅为举例说明，不能看成是对本实用新型的限制。
66.请继续参照图4和图5，本实施例中，固定部件200包括上壳体210和下壳体220，具体地，上壳体210和下壳体220连接形成容纳空间，动力组件100设置于容纳空间；下壳体220开设有绳孔221，绳孔221被配置为使传动绳120穿出。
67.通过将该绳传动外骨骼动力装置010的固定部件200设置为主要由上壳体210和下壳体220组成的结构形式，将动力组件100安装于上壳体210和下壳体220两者形成的容纳空间中，一方面，避免了动力组件100主体结构的外露，实现了对动力组件100的保护，另一方面，还保证了本实施例绳传动外骨骼动力装置010的结构整体性。
68.图6为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的动力组件100的局部结构分解示意图一，图7为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的动力组件100的局部结构分解示意图二。请继续参照图4和图5，并结合图6和图7，本实施例中，棘轮机构130包括棘爪131、绞盘132和弹性元件133，绞盘132具有能够与棘爪131啮合的棘齿，具体地，棘爪131与旋转输出轴110传动连接，传动绳120固定连接于绞盘132，弹性元件133被配置为使棘爪131始终具有与棘齿啮合的趋势。
69.请继续参照图5至图7，限位件140包括环形限位板，环形限位板环绕棘爪131设置，且沿棘爪131的运动路径，环形限位板具有使棘爪131与棘齿啮合的传动段以及使棘爪131与棘齿分离的分隔段。
70.图8为采用本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010对踝关节进行助力时的过程示意图。如图8所示，当采用该绳传动外骨骼动力装置010为踝关节进行助力时，旋转输出轴110逆时针转动，在做功阶段(步态周期40
‑
69％)，棘爪131在弹性元件133的作用下与棘齿保持接触，从而带动绞盘132逆时针旋转，此时，传动绳120按照设定的位移移动；在复位阶段(步态周期69
‑
84％)，随着旋转输出轴110的继续转动，棘爪131将由限位件140的传动段运动至其分隔段，也就是说，限位件140将棘爪131与棘齿分隔开，断开棘爪131与棘齿的啮合，从而断开旋转输出轴110向绞盘132的动力传递，此时，棘爪131在限位件140上滑动，旋转输出轴110无负载逆时针空转，传动绳120由于人体踝关节运动的惯性完成复位；在保持阶段(步态周期0
‑
40％以及84
‑
100％)，棘爪131与棘齿仍处于被限位件140分隔开的状态，此时，旋转输出轴110仍然处于无负载逆时针空转的状态，传动绳120位移为零。
71.请继续参照图5至图7，本实施例中，动力组件100还包括电机112和减速器111，具体地，下壳体220固定安装有支座230，减速器111安装于支座230，减速器111的输出轴形成旋转输出轴110，电机112的输出轴与减速器111传动连接，以将旋转驱动力输出至旋转输出轴110。通过设置减速器111，实现了对电机112的输出轴输出力矩的放大。
72.需要说明的是，当动力组件100中只设置有电机112未设置减速器111时，电机112的输出轴即形成旋转输出轴110。
73.图9为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的电机112和传动绳120的位移曲线图。请继续参照图8，并结合图9，在本实施例绳传动外骨骼动力装置010的工作过程中，旋转输出轴110始终逆时针旋转。在做功阶段，绞盘132的旋转方向与旋转输出轴110的转动
方向相同，踝关节趾屈(顺时针旋转)，传动绳120在旋转输出轴110的牵引下主动输入踝关节趾屈辅助力f1，辅助踝关节趾屈蹬地，以减小人体行走时的能量消耗和踝关节力矩；在复位阶段，绞盘132的旋转方向与旋转输出轴110的转动方向相反，踝关节背屈(逆时针旋转)，旋转输出轴110与传动绳120之间的动力分离，传动绳120被动承受踝关节背屈力f2，在人体踝关节背屈运动的惯性作用下完成复位；在保持阶段，绞盘132静止不动。
74.其中，传动绳120仅在做功阶段棘爪131与棘齿啮合时由旋转输出轴110牵引，当棘爪131与棘齿分开后，传动绳120受到人体踝关节运动的牵引，因此，旋转输出轴110的位移与传动绳120的位移仅在做功阶段相同，即：电机112的输出轴的位移与传动绳120的位移仅在做功阶段相同。
75.图10为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的电机112的速度曲线图。由图10可以看出，本实施例中，电机112以恒定速度旋转。
76.图11为本实施例提供的绳传动外骨骼动力装置010的电能消耗曲线图。由图11可以看出，本实施例中，由于电机112以恒定速度旋转，因此，用于电机112加减速的电能消耗为零，电能全部用于驱动负载(图中由剖面线填充的区域)，从而使得电源利用率得以提高。
77.请继续参照图5和图6，本实施例中，棘齿为内棘齿，绞盘132与旋转输出轴110共轴线。如此设置，使得旋转输出轴110和绞盘132沿直线排布，从而节约了绞盘132的侧向空间。
78.在其他实施例中，旋转输出轴110与绞盘132也可以并排设置。
79.请继续参照图6和图7，本实施例中，棘轮机构130还可以包括传动轴套134，具体地，传动轴套134套设于旋转输出轴110，且与旋转输出轴110同步转动；传动轴套134的外周形成有凸缘，凸缘固定设置有转轴135，棘爪131安装于转轴135。
80.在绳传动外骨骼动力装置010工作过程中，传动轴套134作为棘轮机构130的原动件，实现对棘爪131的驱动。如此设置，实现了棘爪131与旋转输出轴110之间的传动连接，从而保证了旋转作用力向棘爪131的可靠传递。
81.具体地，本实施例中，旋转输出轴110与传动轴套134通过键连接。
82.请继续参照图6和图7，本实施例中，弹性元件133可以包括扭簧，具体地，扭簧套装于转轴135，且扭簧的一个扭臂与棘爪131抵接，扭簧的另一个扭臂与传动轴套134抵接。
83.这种利用扭簧实现棘爪131复位的设置形式，不仅结构简单，且便于弹性元件133在棘轮机构130中的布置。
84.请继续参照图6和图7，本实施例中，动力组件100还可以包括内轴承座150和外轴承座160，具体地，内轴承座150和外轴承座160均固定安装于固定部件200，内轴承座150和外轴承座160分设于绞盘132的两侧，其中，内轴承座150安装有第一轴承151，传动轴套134通过第一轴承151支承于内轴承座150；外轴承座160安装有第二轴承161，绞盘132通过第二轴承161支承于外轴承座160。
85.本实施例中，内轴承座150开设有内轴承孔152，第一轴承151的外圈与内轴承孔152固定套装，传动轴套134与第一轴承151的内圈固定套装；外轴承座160开设有外轴承孔162，第二轴承161的外圈与外轴承孔162固定套装，绞盘132的中心轴与第二轴承161的内圈固定套装。如此设置，实现了对绞盘132的转动支撑，保证了绞盘132转动的顺畅性。
86.请继续参照图6和图7，本实施例中，内轴承座150的端面朝向绞盘132的一侧延伸，形成环形限位板。
87.如此设置，不仅实现了对棘爪131的可靠阻挡，以保证棘爪131与棘齿的顺利分隔，而且，还提高了内轴承座150的结构强度，从而延长了内轴承座150的使用寿命。
88.请继续参照图6和图7，本实施例中，绞盘132的外周面设置有容纳槽136，其中，容纳槽136被配置为容纳收卷后的传动绳120。
89.通过在绞盘132的外周面设置容纳槽136，实现了对收卷后的传动绳120的容纳，使得传动绳120能够集中收卷于绞盘132的相应部位，避免了传动绳120与其他部件的运动干涉，而且，容纳槽136的设置，还起到了对传动绳120限位的作用，避免收卷后的传动绳120沿绞盘132的轴向发生滑移。
90.请继续参照图7，本实施例中，传动绳120的端部连接有固定块121，绞盘132的端面设置有限位槽137，限位槽137与容纳槽136之间连通设置有绳槽138，具体地，限位槽137被配置为容纳固定块121，且限位槽137能够阻止固定块121沿绞盘132的径向脱离限位槽137；绳槽138被配置为容纳传动绳120的靠近固定块121的绳段。
91.在将传动绳120连接至绞盘132时，可以将设置于传动绳120端部的固定块121放置于限位槽137中，并将传动绳120的靠近固定块121的绳段容置在绳槽138中。
92.如此设置，不仅实现了传动绳120与绞盘132的连接，而且，在传动绳120受到拉力作用时，还能够利用限位槽137为传动绳120提供一定的反作用力，降低传动绳120与绞盘132分离的风险。另外，这种设置形式，还能够在使用一段时间后当传动绳120出现磨损时，及时对传动绳120进行更换，以保证本实施例绳传动外骨骼动力装置010的正常使用。
93.此外，绳槽138与容纳槽136连通的设置形式，还能够引导传动绳120收卷至容纳槽136中，对传动绳120起到一定的引导作用。
94.请继续参照图7，本实施例中，动力组件100还可以包括挡片170，具体地，挡片170可拆卸地安装于绞盘132设置有限位槽137的端面，其中，挡片170被配置为阻止固定块121沿绞盘132的轴向脱离限位槽137。
95.如此设置，实现了对固定块121的限位，保证了固定块121设置于限位槽137的可靠性，降低了传动绳120与绞盘132分离的风险。当需要将传动绳120从绞盘132上取下时，只需将挡片170拆卸下来即可，便于操作。
96.具体地，绞盘132设置有限位槽137的端面开设有安装孔139，安装孔139为螺纹孔，挡板通过连接螺钉180安装于安装孔139中。
97.请继续参照图5，本实施例中，动力组件100的数量为两组，两组动力组件100以竖直轴线为对称轴，呈中心对称布置。
98.通过设置两组动力组件100，使得每组动力组件100分别能够对人体的一个踝关节进行助力，也就是说，在使用这种设置有两个动力组件100的绳传动外骨骼动力装置010时，能够同时为人体的两个踝关节进行助力。
99.这种设置形式，使得在需要同时为人体的两个踝关节进行助力时，无需设置两个绳传动外骨骼动力装置010，为用户提供了极大的便利。
100.请继续参照图4和图5，本实施例中，该绳传动外骨骼动力装置010还包括主控板113，两组动力组件100均与主控板113电连接，由主控板113对两组动力组件100进行控制。
101.需要说明的是，如何利用主控板113对两组动力组件100进行控制，为本领域技术人员根据现有技术可以获得的，这并非本实用新型的改进点，故不再进行赘述。
102.请继续参照图4和图5，本实施例中，下壳体220在其侧向固定连接有安装壳240，主控板113设置于安装壳240中。如此设置，能够为主控板113提供一定的保护作用，以保证本实施例绳传动外骨骼动力装置010的工作可靠性。
103.请继续参照图5，本实施例中，在由上壳体210和下壳体220形成的容纳空间中还设置有电机驱动器115，电机驱动器115用于电机112底层控制。
104.请继续参照图5，容纳空间中还设置有内编码器116和外编码器114，其中，内编码器116用于对电机112的转动角度进行测量，外编码器114用于对绞盘132的转动角度进行测量。如此设置，能够实现对传动绳120位移的精确测量，以便对踝关节进行可靠助力。
105.本实施例还提供了一种外骨骼机器人，包括上述绳传动外骨骼动力装置010。
106.通过在该外骨骼机器人中设置上述绳传动外骨骼动力装置010，相应地，该外骨骼机器人具有上述绳传动外骨骼动力装置010的所有优势，在此不再一一赘述。
107.图12为本实施例提供的外骨骼机器人在使用状态下的示意图。如图12所示，该外骨骼机器人还可以包括腰带020、电源030和穿戴机构040，具体地，电源030和绳传动外骨骼动力装置010均安装于腰带020，穿戴机构040被配置为与人体的外骨骼连接。其中，电源030与绳传动外骨骼动力装置010的主控板113连接。
108.当需要使用该外骨骼机器人为人体的踝关节进行助力时，可以腰带020绑缚于用户的躯干部，并且，将穿戴机构040连接于人体的踝关节。电源030开启后，即可为绳传动外骨骼动力装置010中的用电部件供电，从而实现对人体踝关节的助力。
109.优选地，本实施例中，电源030与绳传动外骨骼动力装置010沿人体的中线呈轴对称分布。其中，电源030靠近人体的腹部设置，绳传动外骨骼动力装置010靠近人体的背部设置。
110.这种电源030与绳传动外骨骼动力装置010对称布置的形式，不仅能够方便用户的穿戴与拆卸，而且，还有利于人体负载的均匀分布，从而有效减轻本实施例外骨骼机器人为人体正常运动带来的影响和不适。
111.该外骨骼机器人结构简单、尺寸小、重量轻，适合轻量便携式可穿戴式外骨骼使用。
112.虽然本实用新型披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
113.最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
114.上述实施例中，诸如“上”、“下”、“侧”等方位的描述，均基于附图所示。
115.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定
义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。