CN107456355B - 一种具有自发电功能的下肢康复装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及康复设备领域，公开了一种具有自发电功能的下肢康复装置，包括上部连接件、下部连接件、发电部件、驱动部件以及向驱动部件提供能量的电源部件，下部连接件可在驱动部件的驱动下相对上部连接件向上转动，并在重力作用下向下转动复位，且随下部连接件的转动，发电部件产生电能并将电能存储在电源部件中；发电部件包括发电机，发电机的驱动轴随下部连接件的转动而转动。本发明设置有发电部件，发电部件可随下部连接件的转动进行发电，从而可以延长康复装置的使用时间，同时也可以缩小电源部件的体积，减轻患者的负担。

Description

一种具有自发电功能的下肢康复装置
技术领域
本发明涉及康复设备领域，尤其是涉及一种下肢康复设备。
背景技术
下肢康复设备是近年来迅速发展的一门新兴技术，是机器人技术在医学领域的新应用。下肢康复设备可以固定在人身上，由驱动器驱动模仿正常人的步态，从而带动患者进行走步训练，使下肢有运动障碍的病人得到康复。现有康复设备的驱动器多数采用电控的液压系统，液压系统在工作过程中需要耗费较多的电量，影响康复设备的使用时间，同时患者需要携带大体积的电源，从而给患者带来不便。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种具有自发电功能的下肢康复装置，用于解决现有康复设备使用时间短、电源体积大携带不便的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种具有自发电功能的下肢康复装置，包括上部连接件、下部连接件、发电部件、驱动部件以及向驱动部件提供能量的电源部件，下部连接件可在驱动部件的驱动下相对上部连接件向上转动，并在重力作用下向下转动复位，且随下部连接件的转动，发电部件产生电能并将电能存储在电源部件中；发电部件包括发电机，发电机的驱动轴随下部连接件的转动而转动。
作为上述方案的进一步改进方式，还包括增程部件，增程部件包括曲柄、连杆与偏心轮，下部连接件上设有与上部连接件转动连接的转轴，曲柄与转轴连接并可与转轴一体转动，连杆的两端分别与曲柄、偏心轮转动连接，偏心轮带动发电机的驱动轴转动。
作为上述方案的进一步改进方式，偏心轮与发电机的驱动轴之间通过齿轮啮合结构连接。
作为上述方案的进一步改进方式，齿轮啮合结构包括相互啮合的第一锥齿轮与第二锥齿轮，第一锥齿轮与偏心轮连接，第二锥齿轮与发电机的驱动轴连接，偏心轮的转动轴心与驱动轴的转动轴心相互垂直。
作为上述方案的进一步改进方式，下部连接件上设有与上部连接件转动连接的转轴，转轴与发电机的驱动轴连接。
作为上述方案的进一步改进方式，还包括相互啮合的第一锥齿轮与第二锥齿轮，第一锥齿轮与转轴连接，第二锥齿轮与发电机的驱动轴连接，转轴的转动轴心与驱动轴的转动轴心相互垂直。
作为上述方案的进一步改进方式，驱动部件包括液压缸，液压缸的缸体与上部连接件转动连接，液压缸的驱动轴与下部连接件转动连接。
作为上述方案的进一步改进方式，还包括防锁杆，防锁杆的两端分别与下部连接件、液压缸的驱动轴转动连接；
还包括用于增加发电机转速的增速器。
作为上述方案的进一步改进方式，下部连接件由驱动部件驱动而相对上部连接件向上转动，并在重力作用下向下转动复位。
本发明的有益效果是：
设置有发电部件，发电部件可随下部连接件的转动进行发电，从而可以延长康复装置的使用时间，同时也可以缩小电源部件的体积，减轻患者的负担。
在本发明的优选实施例中，驱动部件仅在下部连接件相对上部连接件弯曲时起驱动作用，当下部连接件相对上部连接件伸直时停止工作，下部连接件在重力的作用下自然复位，从而可以减少驱动部件的能源消耗，进一步延长使用时间。
在本发明的优选实施例中，设置有增程部件，其可以提高发电机的转速，增加发电效率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一个方向上的立体示意图；
图2是本发明另一个方向上的立体示意图；
图3是本发明增程部件与发电机的连接示意图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的。
此外，除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。
参照图1、图2，分别示出了本发明不同方向上的立体示意图。如图所示，下肢康复装置包括上部连接件100、下部连接件200、脚掌300、发电部件400、驱动部件500以及向驱动部件500提供能量的电源部件(未示出)。其中，下部连接件200可在驱动部件500的驱动下相对上部连接件100转动，模拟正常人体的步态，且随下部连接件200的转动，发电部件400产生电能并将电能存储在电源部件中，以延长康复装置的使用时间，同时也可以缩小电源部件的体积，减轻患者的负担。
上部连接件100、下部连接件200与脚掌300采用符合人体工学的设计，其中上部连接件100与下部连接件200优选为壳体结构，分别包覆在大腿、小腿的外侧，下部连接件200与脚掌300之间优选采用弹性杆连接。
上部连接件100与下部连接件200之间转动连接以模拟膝关节，优选的，下部连接件200上设有转轴201，上部连接件100上设有转轴孔以及轴承，转轴201插接在转轴孔内并与轴承配合便可以实现上部连接件100与下部连接件200之间的转动。
本发明中的驱动部件500优选采用液压驱动系统，其包括液压缸501，液压缸501的缸体与上部连接件100转动连接，液压缸501的驱动轴与下部连接件200转动连接，随着液压缸501驱动轴的伸缩，下部连接件200相对上部连接件100伸直与弯曲，从而带动患者的小腿伸直与弯曲。更优选的，本实施例中驱动部件500仅在下部连接件200相对上部连接件100弯曲(即相对上部连接件100向上转动)时起驱动作用，当下部连接件200相对上部连接件100伸直(即相对上部连接件100向下转动)时停止工作，下部连接件200在重力的作用下自然复位，从而可以减少驱动部件500的能源消耗，进一步延长使用时间。
此外，为了避免液压缸501在驱动时发生自锁现象，本实施例还设置有防锁杆502，防锁杆502的两端分别与下部连接件200、液压缸501的驱动轴转动连接。
本实施例中的发电部件400优选采用发电机401，发电机401的驱动轴随下部连接件200的转动而转动，从而实现发电功能。发电机401可以直接由下部连接件200驱动，比如发电机401的驱动轴与下部连接件200上的转轴201固接，如此，随着下部连接件200的转动，发电机401的驱动轴也可以同步转动。然而此种方式发电机401的转速较低，发电效率难以满足需求，基于此，本实施例还设有增程部件。参照图3，示出了本发明增程部件与发电机的连接示意图，如图所示，增程部件包括曲柄601、连杆602与偏心轮603。偏心轮603连接在上部连接件100上并可绕自身的轴心转动，其与发电机401的驱动轴之间通过直接或者间接的方式连接，使得发电机401的驱动轴可随偏心轮603的转动而转动，偏心轮603上还设有偏离轴心的转轴。曲柄601与转轴201连接并可与转轴201一体转动，连杆602的一端与曲柄601转动连接，另一端与偏心轮603上的转轴转动连接，如此，随着下部连接件200的转动，转轴201通过连杆602驱动偏心轮603转动，进而驱动发电机401的驱动轴转动，且在此过程中可以极大的提高发电机401的转速，以增加发电效率。
进一步的，本实施例中还设有增速器604，增速器604可以进一步增加发电机401的转速。
此外，由于转轴201沿水平方向设置，如果发电机401与其直接连接将会增大康复装置整体的体积，基于此，本发明还包括有齿轮啮合结构，齿轮啮合结构优选包括相互啮合的第一锥齿轮605与第二锥齿轮606，第一锥齿轮605与偏心轮603连接并可与其同步转动，第二锥齿轮606与发电机401的驱动轴(图中经过增速器604间接连接)连接并可与其同步转动，从而使得偏心轮603的转动轴心与发电机401驱动轴的转动轴心相互垂直，便于调整发电机401的安装位置。
如果无需设置增程部件，则第一锥齿轮605与转轴201直接连接，第二锥齿轮606与发电机401的驱动轴连接即可。
齿轮啮合结构还可以采用蜗轮蜗杆结构，蜗杆与发电机401的驱动轴连接，蜗轮与转轴201连接(未设置增程部件时)，或者与曲柄601连接(设置增程部件时)。
需要说明的是，上述的液压缸、电源部件、发电机、增速器等均可以采用公知技术，本发明在此不作具体限定。
以上是对本发明的较佳实施进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本发明精神的前提下还可做出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (4)

1.一种具有自发电功能的下肢康复装置，其特征在于，包括上部连接件、下部连接件、发电部件、驱动部件、增程部件以及向所述驱动部件提供能量的电源部件，所述下部连接件可在所述驱动部件的驱动下相对所述上部连接件向上转动，并在重力作用下向下转动复位，且随所述下部连接件的转动，所述发电部件产生电能并将电能存储在所述电源部件中；所述发电部件包括发电机，所述发电机的驱动轴随所述下部连接件的转动而转动；所述增程部件包括曲柄、连杆与偏心轮，所述下部连接件上设有与所述上部连接件转动连接的转轴，所述曲柄与所述转轴连接并可与所述转轴一体转动，所述连杆的两端分别与所述曲柄、偏心轮转动连接，所述偏心轮与所述发电机的驱动轴之间通过齿轮啮合结构连接。
2.根据权利要求1所述的具有自发电功能的下肢康复装置，其特征在于，所述齿轮啮合结构包括相互啮合的第一锥齿轮与第二锥齿轮，所述第一锥齿轮与所述偏心轮连接，所述第二锥齿轮与所述发电机的驱动轴连接，所述偏心轮的转动轴心与所述驱动轴的转动轴心相互垂直。
3.根据权利要求1或2所述的具有自发电功能的下肢康复装置，其特征在于，所述驱动部件包括液压缸，所述液压缸的缸体与所述上部连接件转动连接，所述液压缸的驱动轴与所述下部连接件转动连接。
4.根据权利要求3所述的具有自发电功能的下肢康复装置，其特征在于，还包括防锁杆，所述防锁杆的两端分别与所述下部连接件、液压缸的驱动轴转动连接；
还包括用于增加所述发电机转速的增速器。
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