【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种双弹簧串联弹性驱动器及机器人，属于机器人的。
技术介绍
1、据健康调查显示，目前有2.3亿人存在腰背痛病情，每年针对此项的医疗支出达300亿；伴随着老龄化日益严重以及腰部疾病逐渐年轻化，患有腰间盘疾病的中年人以及因肌肉萎缩导致老年偏瘫患者日益增多等不能够正常起做的老年偏瘫患者数量在逐年增多。针对术后康复的病人以及偏瘫患者借助起坐训练能够促进病人和患者肢体功能回复，经过临床研究发现，可以借助腰部助力外骨骼机器人来对术后病人和偏瘫患者进行腰部康复训练。
2、目前，市场上腰部康复助力外骨骼机器人的驱动器存在刚性与柔性两种，刚性驱动器虽然可以实现力的快速控制，但是无法在突发和特定情况下保护腰部，会导致病人二次受伤。而现有的弹性驱动器往往只能实现单向的拉伸或者压缩，需要依靠电机提供反力，且输入端与输出端不在同一轴线上，会导致额外的偏转力矩产生。
3、目前市场上一部分腰部康复助力外骨骼机器人使用的串联弹性驱动器技术方案中存在以下技术缺陷：
4、1、目前大部分适用于腰部助力外骨骼的串联弹性驱动器只能承受单向载荷，或者只是由电机提供反力；
5、2、目前大部分适用于腰部助力外骨骼的串联弹性驱动器在工作时，输入端和输出端不同轴，会产生额外的偏转力矩。
技术实现思路
1、本专利技术提供了一种双弹簧串联弹性驱动器及机器人，可以实现串联弹性驱动器仅依靠弹簧实现弹性驱动器承受双向载荷并在不依靠电机的情况下提供反力，同时保证了弹性驱动器的输入端和
2、本专利技术的技术方案是：
3、根据本专利技术的第一方面，提供了一种双弹簧串联弹性驱动器，包括弹性输入模块2、驱动输出模块3，所述弹性输入模块2包括弹簧i17、弹簧ii15、弹簧限位块16、输入连接外套管18、关节轴承i19，所述驱动输出模块3包括驱动部、传动组件、关节轴承ii33；所述关节轴承i19一端与输入连接部相连接，所述关节轴承i19另一端与输入连接外套管18一端连接，输入连接外套管18另一端与弹簧限位块16一端连接，弹簧i17套在弹簧限位块16与输入连接外套管18相连接的一端上，弹簧ii15套在弹簧限位块16另一端上，且所述弹簧i17、弹簧ii15基于所述弹簧限位块16的限位分离部呈分开布置，通过关节轴承i19将力传递到弹簧i17或者弹簧ii15上；所述弹簧限位块16、输入连接外套管18设有相通的第一腔体用于安装传动组件且所述传动组件另一端从第一腔体中伸出以用于连接关节轴承ii33一端，所述关节轴承ii33另一端与输出连接部连接，驱动部提供动力经传动组件将动力传输至关节轴承ii33。
4、所述传动组件包括丝杆螺母26、齿轮i28、输出连接外套管32、丝杆34；所述齿轮i28固定于丝杆34远离关节轴承ii33一端，丝杆螺母26与丝杆34配合，且丝杆螺母26与输出连接外套管32一端固定连接，输出连接外套管32另一端与关节轴承ii33固定连接。
5、所述弹性输入模块2还包括输入模块支架5，所述输入模块支架5包括架体，所述架体上设有输入连接外套管限位凸台i23、第一弹簧限位块限位凸台21、第二弹簧限位块限位凸台21、弹簧限位块导向结构22、第一弹簧限位部、第二弹簧限位部；其中，输入连接外套管限位凸台i23用于与输入连接外套管18滑动配合，弹簧限位块导向结构22用于与所述弹簧限位块16的限位分离部滑动配合，弹簧限位块导向结构22一侧安装第一弹簧限位块限位凸台21，弹簧限位块导向结构22另一侧安装第二弹簧限位块限位凸台21，第一弹簧限位块限位凸台21、第二弹簧限位块限位凸台21用于所述限位分离部在第一预设方向限位；所述第一弹簧限位部安装在所述第一弹簧限位块限位凸台21靠近关节轴承i19一侧且设有开口槽，所述第二弹簧限位部安装在所述第二弹簧限位块限位凸台21远离关节轴承i19一侧且设有通孔。
6、所述双弹簧串联弹性驱动器还包括第一测量组件、第二测量组件，所述第一测量组件安装在输入模块支架5上，用于与所述弹簧限位块16配合；所述第二测量组件安装在所述第一腔体中，用于与所述传动组件中的所述丝杆螺母26配合。
7、所述弹簧限位块16包括限位分离部及位于所述限位分离部两侧呈对称布置的第一连接部、第二连接部，第一连接部一端连接限位分离部一侧，第一连接部另一端连接输入连接外套管18且限位分离部与第一弹簧限位部用于弹簧i17限位；第二连接部一端连接限位分离部另一侧，第二连接部另一端与第二弹簧限位部的通孔间隙配合且限位分离部与第二弹簧限位部用于弹簧ii15限位。
8、所述驱动输出模块3包括丝杆限位块44，丝杆限位块44固定于所述第二连接部另一端，所述丝杆限位块44设有贯通的第二腔体，用于所述传动组件中所述输出连接外套管32穿出。
9、所述驱动部包括齿轮ⅲ31、传动轴36、齿轮ii37、电机38；所述电机38提供动力带动齿轮ⅲ31转动，所述齿轮ⅲ31与安装在所述传动轴36上的所述齿轮ii37啮合，所述齿轮ii37与所述传动组件中的齿轮i28啮合。
10、根据本专利技术的第二方面，提供了一种机器人，所述机器人的驱动器为上述中任一项所述的双弹簧串联弹性驱动器。
11、本专利技术的有益效果是：本专利技术涉及的双弹簧串联弹性驱动器结构紧凑；通过两根弹簧实现弹性输入模块的拉伸与压缩，弹性驱动器可以承受双向载荷，同时保证了串联弹性驱动器的输入端和输出端在同一轴线上，有效的避免了额外偏转力矩的产生。更进一步地，当应用于穿戴式设备时以腰部外骨骼机器人为例，穿戴者腰部弯曲或者伸直时，可以利用本驱动器的双向柔性进行缓冲、有效防止穿戴者在康复训练时发生二次受伤。
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1.一种双弹簧串联弹性驱动器，其特征在于，包括弹性输入模块(2)、驱动输出模块(3)，所述弹性输入模块(2)包括弹簧I(17)、弹簧II(15)、弹簧限位块(16)、输入连接外套管(18)、关节轴承I(19)，所述驱动输出模块(3)包括驱动部、传动组件、关节轴承II(33)；所述关节轴承I(19)一端与输入连接部相连接，所述关节轴承I(19)另一端与输入连接外套管(18)一端连接，输入连接外套管(18)另一端与弹簧限位块(16)一端连接，弹簧I(17)套在弹簧限位块(16)与输入连接外套管(18)相连接的一端上，弹簧II(15)套在弹簧限位块(16)另一端上，且所述弹簧I(17)、弹簧II(15)基于所述弹簧限位块(16)的限位分离部呈分开布置，通过关节轴承I(19)将力传递到弹簧I(17)或者弹簧II(15)上；所述弹簧限位块(16)、输入连接外套管(18)设有相通的第一腔体用于安装传动组件且所述传动组件另一端从第一腔体中伸出以用于连接关节轴承II(33)一端，所述关节轴承II(33)另一端与输出连接部连接，驱动部提供动力经传动组件将动力传输至关节轴承II(33)。
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