专利名称：一种新型的线性驱动装置的制作方法在现代的社会生产生活中，随着交通运输工具的迅速增长和人口老龄化程度的不 断加深，受神经损伤或者肢体损伤的人数也越来越多，老年人群和残疾人士的护理将成为 社会的一个重要负担，因此，设计与研发适宜于老年人使用的外骨骼机械腿具显得尤为重 要，用来帮助老年人或残疾人行走，完成跨步，上下台阶等任务，满足他们的生活所需。目前大部分机械腿主要采用旋转驱动器或普通的旋转电机加丝杠螺母形式的线 性驱动装置。由于电机转速过快，旋转驱动系统需要配置一个减速器，减速大，减速器的尺 寸往往也会很大，这会导致关节处机构过于庞大。同时，安装在机械腿外侧的驱动器会导致 重心向外偏移，影响患者的正常行走。线性驱动系统利用各种能产生直线位移的驱动器来 模拟相应关节处屈肌和伸肌所产生的屈伸运动，从而实现关节转动，符合仿生学拟人化的 原则。大多数的线性驱动器通常采用普通旋转电机加丝杠螺母的形式，此类驱动器整体尺 寸大、结构复杂，摩擦阻力大，驱动效果不是十分理想。
本发明的目的在于克服现有机械腿驱动技术存在的上述问题，提供一种新型的线 性驱动装置，具有结构简单紧凑，同轴性好，行程大，阻力小，传动误差小，控制容易等特点。为达到上述目的，本发明的构思是本新型线性驱动装置，包括驱动部分、传动部分、导向部分、安装定位部分和连接部分； 所述的驱动部分采用特种步进电机，电机和丝杆螺母做成一个整体，使整个驱动装置的机 构更加紧凑，丝杆螺母把电机的旋转运动转换为直线运动；所述的传动部分采用空心式的推杆，其内穿过丝杆，内端与丝杆螺母固定连接，外端固 定在连接耳上，推杆内孔和丝杆螺母外圆柱面采用基轴制配合，保证驱动装置具有良好的 同轴性；所述的导向部分主要包括柱形导套、法兰式导套和外套筒，是整个驱动装置中较为 关键的一个环节，柱形导套安装在内推杆内端上，其内孔与内推杆采用基孔制配合，外圆柱 面与外套筒内孔采用基轴制配合，在保证驱动器行程足够的前提下，加大柱形导套的长度， 使其具有较好的支撑作用，法兰式导套采用两半对合式结构，一方面便于加工，另一方面便 于安装及位置调整，其内表面与内推杆采用基孔制配合，外圆柱面与外套筒内孔采用基轴 制配合，利用法兰式结构固定在外套筒上；外套筒固定在电机箱上，并采用定位孔定位，使 其具有良好的同轴度。导向部分不仅起到了良好的导向支撑作用，而且限制了内推杆的轴 向转动，使其运动更加平稳，高精度的配合减少了摩擦阻力；所述的安装定位部分主要包括电机箱和电机箱后盖板，为了提高同轴度，电机箱内壁加工有定位孔，电机箱后盖板加工有 矩形凸台，与电机箱内壁配合。所述的连接部分用于和外部的机械腿相连接，主要包括连接 耳和连接耳座，分别与内推杆和电机箱后盖板相连，同样采用定位孔定位，提高同轴度。根据上述发明构思，本发明采用下述技术方案一种新型的线性驱动装置，其特征在于将一个特种步进电机安装在一个电机箱内；一 根内推杆采用空心式结构，其内穿过一根丝杆，内端与一个丝杆螺母固定相连，外端固定在 一个连接耳上；一个柱形导套固定在所述内推杆内端上，其外圆柱面与一个外套筒的内孔 相滑配；该外套筒呈工字型结构，一端固定连接在所述电机箱上，另一端固定连接一个法 兰式导套；该法兰式导套内孔与所述内推杆轴向滑动配合，而外圆柱面与所述外套筒的内 孔相配合；一个连接耳座固定在一个电机箱后盖板上；该电机箱后盖板固定在所述电机箱 上，其内表面加工有矩形凸台，与电机箱内壁相配合。上述特种步进电机，是将电机与丝杆和丝杆螺母做成一个整体；所述法兰式导套 内孔与内推杆轴向滑动配合的结构是内推杆的外圆柱面上铣有两个相互平行的平面，与 法兰式导套的内孔相配合，法兰式导套采用两半对合式结构，固定在外套筒上。本发明与现有技术相比较，具有如下显而易见的实质性特点和显著优点采用特种步 进电机，使驱动装置的整体结构更加紧凑，增大了线性驱动系统的行程，同时也有效的解决 了驱动装置与机械腿关节容易发生干涉的问题；导套的使用使得驱动系统的输出更加平 稳，解决了推杆容易发生轴向转动的问题，高精度的配合减少了驱动装置的内部摩擦阻力； 本发明装配时采用了较多配合和定位孔定位，使整个驱动装置具有很高的同轴度，解决了 以往因同轴度过低而导致摩擦阻力过大的问题，减少了传动误差，使其输出更加精确，更容 易控制。

图1为本发明新型的线性驱动装置三维示意图。图2为本发明新型的线性驱动装置结构爆炸图。图3为本发明新型的线性驱动装置总装配图。


如下
参见图1、图2和图3，本新型线性驱动装置包括特种步进电机(1)、内推杆(2 )、柱形导 套(3)、外套筒(4)、法兰式导套(5)、连接耳(6)、电机箱(7)、电机箱后盖板(8)和连接耳座 (9)。特种步进电机(1)的最大特点是把电机和丝杆螺母做成一个整体，使得驱动装置的结 构变得更加紧凑；电机固定在电机箱(7)内，电机箱内壁加工有定位孔，使驱动装置具有良 好的同轴性；内推杆(2)采用空心式结构，穿过丝杆固定在丝杆螺母上，内推杆(2)的外圆 柱面上铣有两个相互平行的平面，与法兰式导套(5)的内孔相配合，法兰式导套(5)采用两 半对合式结构，外圆柱面与外套筒(4)的内孔相配合，法兰式导套(5)—方面起到比较好的导向支撑作用，另一方面限制了内推杆的轴向转动；柱形导套(3)固定在内推杆(2)的一 端，其内孔与内推杆(2)端面上的外圆柱面相配合，外圆柱面和外套筒(4)的内孔相配合， 在保证驱动器行程足够的前提下，加大柱形导套的长度；外套筒(4)固定在电机箱(7)上， 采用定位孔定位，电机箱后盖板(8)加工有矩形凸台，与电机箱(7)内壁配合，采取这种装 配方式，提高了驱动器的同轴性；连接耳(6)和连接耳座(9)分别固定在内推杆(2)和电机 箱后盖板(8)上，用于连接外部的机械腿。工作时，发送脉冲控制步进电机(1)转动，丝杠螺母把电机的旋转运动转换为内 推杆O)的直线运动，实现驱动装置的伸长与缩短。柱形导套(3)和法兰式导套(5)起导向 支撑作用，使内推杆(2)在整个运动过程变得更加平稳，并防止了内推杆(2)的轴向转动。本发明建立了一种新型的线性驱动装置，结构简单紧凑，同轴性好，行程大，阻力 小，传动误差小，控制容易。


本发明涉及一种新型的线性驱动装置。它主要由特种步进电机、内推杆、外套筒、电机箱、电机后盖板、连接耳和导套组成，利用丝杆螺母把电机的旋转运动转变为推杆的直线运动，从而调节驱动装置的长度，实现机械腿关节转动。采用特种步进电机使驱动装置的整体结构变得更加紧凑；导套一方面起到良好的导向支撑作用，另一方面限制了推杆的轴向转动。系统装配时采用了较多定位孔定位，使其具有较高的同轴度。该线性驱动装置结构紧凑，同轴性好，行程大，阻力小，传动误差小，控制容易。