CN105105896B - 用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，由左右对称的两个结构相同的调节结构组成；所述的两个结构相同的调节结构通过宽度固定板连接在一起；其中一个所述的调节机构由偏心夹具、两个光滑杆件、厚度调节板、腰部固定板、连杆滑块机构、宽度调节板、双头螺栓和转轮组成；本发明有效地解决了现有的外骨骼机人腰部固定不能连续调节宽度和厚度、操作繁琐、不满足互换性要求以及不能很好地适应不同体型的人体的问题。
Description
技术领域
本发明属于穿戴式下肢外骨骼机器人技术领域，具体涉及一种用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置。
背景技术
目前市场上的穿戴式下肢外骨骼机器人用于腰部固定时，几乎都不能调节宽度和厚度，因此不能很好地适应不同体型特征的人体；一个穿戴式下肢外骨骼机器人只能适用于一个人，无法做到批量生产；许多零件需要定制，损坏时不能做到有效快速地更换，因此也不能满足互换性的要求。极少数的能够调节宽度与厚度的装置，构造过于复杂，每次调节时都要将装置从人体上卸载下来，操作十分繁琐；不能进行连续的调节，因此不能适用于人体不同的身体姿态。另外，在穿戴时会出现左右摆动或前后摇晃的情况，不能满足穿戴者的舒适性的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，解决现有的外骨骼机人腰部固定不能连续调节宽度和厚度、操作繁琐、不满足互换性要求以及不能很好地适应不同体型的人体的问题。
本发明所采用的技术方案是：一种用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，其特征在于：由左右对称的两个结构相同的调节结构组成；所述的两个结构相同的调节结构通过宽度固定板连接在一起；其中一个所述的调节机构由偏心夹具、光滑杆件、厚度调节板、腰部固定板、连杆滑块机构、宽度调节板、双头螺栓和转轮组成；
所述的偏心夹具由夹具体和偏心卡扣组成；
所述的宽度调节板为L型，其与所述的宽度固定板连接端上设置有固定螺母和滑槽；
所述的宽度固定板上设置有导轨，同时还配置有前部固板；
所述的双头螺栓两端设置有十字榫头、中部设置有螺纹、螺纹上套设有中央限位转轮，同时还配置有套圈；
所述的两个光滑杆件均为U型，上下平行安装在所述的腰部固定板上；
所述的夹具体为U型，固定设置在所述的厚度调节板上；
所述的夹具体为U型，固定设置在厚度调节板上，所述的偏心卡扣套在夹具体的中间横杆上，同时由于约束作用，所述的偏心卡扣正好位于厚度调节板上方；
所述的夹具体通过上下两端设置的通孔可滑动地套设在所述的两个光滑杆件上，当所述偏心卡扣被扳动到远离所述厚度调节板时，所述偏心卡扣与所述厚度调节板之间存在间隙，从而能带动所述的厚度调节板沿所述的光滑杆件滑动，当所述偏心卡扣被扳动到靠近所述厚度调节板时，所述偏心卡扣与所述厚度调节板由于摩擦力作用产生自锁，两者不发生相对移动，从而保证所述的厚度调节板被固定在所述的光滑杆件某一位置处，实现腰部装置的厚度固定与调节；
所述的腰部固定板通过转动销与所述的宽度调节板可转动地连接在一起；同时所述的腰部固定板与所述的宽度调节板之间还设置有连杆滑块机构；
所述的宽度固定板与所述的宽度调节板通过所述的导轨和滑槽可滑动地连接在一起；
所述的双头螺栓穿过所述的固定螺母和宽度调节板上设置的通孔后与所述的转轮连接；
所述的前部固板通过螺栓固定安装在所述的宽度固定板上，此时由于存在的约束作用，所述的中央限位转轮恰好位于所述的前部固板中间位置的限位孔内，用于限定中央限位转轮与宽度固定板的相对位置，从而保证在腰部宽度调节时，所述的双头螺栓与所述宽度固定板两者的中心位置始终不发生变化；
所述的限位套圈固定套设在位于固定螺母一侧的双头螺栓上，对所述的宽度调节板的运动进行限位。
作为优选，所述的偏心夹具和光滑杆件上均设有与固定螺孔相适应的沉头孔以及螺栓。
作为优选，所述的连杆滑块机构由连杆和宽度调节板上设置的滑槽组成，所述的滑槽内固定设置有圆形滑杆，所述的圆形滑杆上依次套设有所述的弹簧、滑块和弹簧；所述的连杆为弯杆，其两端分别与所述的腰部固定板和滑块连接，形成连杆滑块机构。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：能够连续地调节宽度和厚度，使外骨骼机器人能与人体腰部更好地固定；可在不用卸载装备的情况下精确调节；操作简便并能提高安全性能；能够适用于不同体型和同一体型不同身体姿态的要求，同时降低外骨骼机器人在运动中相对于人体的位移，提高人体的舒适度；所用零件可采用标准件，能够满足批量生产时的互换性要求，并可以方便地更换相关零件。
附图说明
图1：为本发明实施例的结构示意图。
图2：为本发明实施例的腰部固定板和厚度调节板的各元件结构示意图。
图3：为本发明实施例的宽度调节板和宽度固定板的各元件结构示意图。
具体实施方式
为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述，应当理解，此处所描述的实施示例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
请见图1、图2和图3，本发明提供的一种用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，由左右对称的两个结构相同的调节结构组成；两个结构相同的调节结构通过U型宽度固定板7连接在一起；其中一个调节机构由偏心夹具1、两个光滑杆件2、厚度调节板3、腰部固定板4、连杆滑块机构5、宽度调节板6、双头螺栓8和转轮9组成；偏心夹具1由夹具体1.1和偏心卡扣1.2组成；偏心夹具1和光滑杆件2上均设有与固定螺孔相适应的沉头孔以及螺栓；宽度调节板6为L型，其与宽度固定板7连接端上设置有固定螺母6.1和滑槽6.2；宽度固定板7上设置有导轨7.1，同时还配置有前部固板7.2；双头螺栓8两端设置有十字榫头8.1、中部设置有螺纹8.3、螺纹8.3上套设有中央限位转轮8.4，同时还配置有套圈8.2；两个光滑杆件2均为U型，上下平行安装在腰部固定板4上；夹具体1.1为U型，固定设置在厚度调节板3上，偏心卡扣1.2套在夹具体1.1的中间横杆上、位于厚度调节板3上方；夹具体1.1通过上下两端设置的通孔可滑动地套设在两个光滑杆件2上，当偏心卡扣1.2被扳动到远离厚度调节板3时，偏心卡扣1.2与厚度调节板3之间存在间隙，从而能带动厚度调节板3沿光滑杆件2滑动，当偏心卡扣1.2被扳动到靠近厚度调节板3时，偏心卡扣1.2与厚度调节板3由于摩擦力作用产生自锁，两者不发生相对移动，从而保证厚度调节板3被固定在光滑杆件2某一位置处，实现腰部装置的厚度固定与调节；腰部固定板4通过转动销与宽度调节板6可转动地连接在一起；同时腰部固定板4与宽度调节板6之间还设置有连杆滑块机构5；连杆滑块机构5由连杆和宽度调节板6上设置的滑槽组成，滑槽内固定设置有圆形滑杆，圆形滑杆上依次套设有弹簧、滑块和弹簧；连杆为弯杆，其两端分别与腰部固定板4和滑块连接，形成连杆滑块机构5；宽度固定板7与宽度调节板6通过导轨7.1和滑槽6.2可滑动地连接在一起；双头螺栓8穿过固定螺母6.1和宽度调节板6上设置的通孔后与转轮9连接；前部固板7.2通过螺栓固定安装在宽度固定板7上，此时由于存在的约束作用，中央限位转轮8.4恰好位于前部固板7.2中间位置的限位孔7.3内，用于限定中央限位转轮8.4与宽度固定板7的相对位置，从而保证在腰部宽度调节时，双头螺栓8与所述宽度固定板7两者的中心位置始终不发生变化；限位套圈8.2固定套设在位于固定螺母6.1一侧的双头螺栓8上，对宽度调节板6的运动进行限位。
本实施例中，当偏心夹具1的偏心卡扣1.2处于松开状态时，偏心夹具1可沿光滑杆件2滑动，由于偏心夹具1固定在腰部固定板4上，光滑杆件2固定在厚度调节板3上，因此厚度调节板3可沿腰部固定板4来回滑动，当厚度调节在最佳位置时，使用者可以扳动偏心卡扣1.2，将两者进行固定。
本实施例中，当转动转轮9时，双头螺栓8将一起转动，由于两个固定螺母6.1沿螺纹8.3相向转动，将带动宽度调节板6外张或内合，当调整到最佳厚度时，松开转轮9，由于固定螺母6.1与螺纹8.3摩擦力的作用，将会导致双头螺栓8自锁，从而保证了宽度调节板6和宽度固定板7的相对位置的固定，确保在实际使用中装置腰部的厚度不会发生改变。
本实施例中，偏心夹具1和光滑杆件2上均设有与固定螺孔相适应的沉头孔以及螺栓，以保证偏心夹具1与厚度调节板3、光滑杆件2与腰部固定板4在连接时，螺栓不会超出相对应的板子平面，从而避免了不必要的摩擦，同时也增加了装置的美观性。
本实施例中，前部固板7.2的中心处设有限位孔7.3，限定双头螺栓8中间的中央限位转轮8.4与宽度固定板7相对位置的固定，从而保证在进行宽度调节以及正常行走时，宽度固定板7能够始终处于外骨骼机器人机架的中间，与人体的腰部位置相协调。
本实施例中，宽度调节板6的另一端是通过连杆滑块机构5分别和腰部固定板4相连接的，连杆滑块机构5可以在转向行走时提供缓冲，以保证人体转向行走时舒适安全。
尽管本说明书较多地使用了偏心夹具1、两个光滑杆件2、厚度调节板3、腰部固定板4、连杆滑块机构5、宽度调节板6、宽度固定板7、双头螺栓8和转轮9等术语，但并不排除使用其他术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便的描述本发明的本质，把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
应当理解的是，本说明书未详细阐述的部分均属于现有技术。
应当理解的是，上述针对较佳实施例的描述较为详细，并不能因此而认为是对本发明专利保护范围的限制，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明权利要求所保护的范围情况下，还可以做出替换或变形，均落入本发明的保护范围之内，本发明的请求保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1. 一种用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，其特征在于：由左右对称的两个结构相同的调节结构组成；所述的两个结构相同的调节结构通过宽度固定板（7）连接在一起；其中一个所述的调节机构由偏心夹具（1）、两个光滑杆件（2）、厚度调节板（3）、腰部固定板（4）、连杆滑块机构（5）、宽度调节板（6）、双头螺栓（8）和转轮（9）组成；
所述的偏心夹具（1）由夹具体（1.1）和偏心卡扣（1.2）组成；
所述的宽度调节板（6）为L型，其与所述的宽度固定板（7）连接端上设置有固定螺母（6.1）和滑槽（6.2）；
所述的宽度固定板（7）上设置有导轨（7.1），同时还配置有前部固板（7.2）；
所述的双头螺栓（8）两端设置有十字榫头（8.1）、中部设置有螺纹（8.3）、螺纹（8.3）上套设有中央限位转轮（8.4），同时还配置有套圈（8.2）；
所述的两个光滑杆件（2）均为U型，上下平行安装在所述的腰部固定板（4）上；
所述的夹具体（1.1）为U型，固定设置在厚度调节板（3）上，所述的偏心卡扣（1.2）套在夹具体（1.1）的中间横杆上、位于所述的厚度调节板（3）上方；所述的夹具体（1.1）通过上下两端设置的通孔可滑动地套设在所述的两个光滑杆件（2）上；
所述的腰部固定板（4）通过转动销与所述的宽度调节板（6）可转动地连接在一起；同时所述的腰部固定板（4）与所述的宽度调节板（6）之间还设置有连杆滑块机构（5）；
所述的宽度固定板（7）与所述的宽度调节板（6）通过所述的导轨（7.1）和滑槽（6.2）可滑动地连接在一起；
所述的双头螺栓（8）穿过所述的固定螺母（6.1）和宽度调节板（6）上设置的通孔后与所述的转轮（9）连接；
所述的前部固板（7.2）通过螺栓固定安装在所述的宽度固定板（7）上，此时由于存在的约束作用，所述的中央限位转轮（8.4）恰好位于所述的前部固板（7.2）中间位置的限位孔（7.3）内，用于限定中央限位转轮（8.4）与宽度固定板（7）的相对位置，从而保证在腰部宽度调节时，所述的双头螺栓（8）与所述宽度固定板（7）两者的中心位置始终不发生变化；
所述的套圈（8.2）固定套设在位于固定螺母（6.1）一侧的双头螺栓（8）上，对所述的宽度调节板（6）的运动进行限位。
2. 根据权利要求1所述的用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，其特征在于：所述的偏心夹具（1）和光滑杆件（2）上均设有与固定螺孔相适应的沉头孔以及螺栓。
3. 根据权利要求1所述的用于穿戴式下肢外骨骼机器人与人体腰部固定的调节装置，其特征在于：所述的连杆滑块机构（5）由连杆和宽度调节板（6）上设置的滑槽组成，所述的滑槽内固定设置有圆形滑杆，所述的圆形滑杆上依次套设有弹簧、滑块和弹簧；所述的连杆为弯杆，其两端分别与所述的腰部固定板（4）和滑块连接，形成连杆滑块机构（5）。
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