CN108096761A - 一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统 - Google Patents

一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，包括支架、固定机构以及动力机构，支架包括两根支撑杆、铰轴、限位带、限位盒；固定机构包括固定弧板、锁定机构以及连接带；锁定机构包括弧形板，动力机构包括套筒、活塞杆、磁铁、电磁铁、阻力调节螺母。本发明所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其结构合理，具有使用方便、安全、可靠等优点，有效解决传统肢干力量增强设备容易因为制约人体关节灵活度而导致发生意外的问题。

Description

一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统
技术领域
本发明涉及肢干力量增强设备领域，尤其是涉及一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统。
背景技术
已知技术中，肢干力量增强设备通常采用液压缸、气缸、电机等作为运动部件的动力，虽然解决了如何驱动运动部件的问题，但在使用过程中由于动力装置与运动部件之间往往是直接连接，运行指令执行效率低下，由于肢体与运动部件固定连接，遇到紧急情况时该种采用直接连接的结构还可能影响到人体关节本身的灵活度，进而导致意外发生，所以有必要发明一种安全可靠的肢干力量增强系统。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服上述中存在的问题，提供了一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其结构合理，具有使用方便、安全、可靠等优点，有效解决传统肢干力量增强设备容易因为制约人体关节灵活度而导致发生意外的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，包括支架、固定机构以及动力机构，所述的支架包括两根支撑杆、铰轴、限位带、限位盒；所述的两根支撑杆的一端通过铰轴相互铰接，两根支撑杆的自由端上分别设有连接座；
所述的限位盒是设置在其中一根支撑杆上，限位盒包括箱体以及设置在箱体内腔中的缓冲弹簧、压板，缓冲弹簧两端分别与箱体内壁、压板相互抵接；所述限位带的一端是穿入箱体与压板相互连接，限位带的另一端是与另一根支撑杆相互连接；
所述的固定机构是设置在两个连接座上，固定机构包括固定弧板、锁定机构以及设置在固定弧板、锁定机构上的连接带；所述固定弧板与连接座相互连接，固定弧板上设有连接轴；
所述的锁定机构包括两块中空结构的弧形板，其中一块弧形板上设有压杆，压杆的一端穿入弧形板内腔，压杆设置在弧形板内腔中的部分设有凸环以及若干卡板，凸环与弧形板内腔壁之间的压杆上套设有复位弹簧，压杆的另一端设置在弧形板外；另一块弧形板上设有若干弧形连接板，弧形连接板伸入设有压杆的弧形板内腔，并通过弧形连接板上设置的卡槽与卡板卡接；
所述的动力机构包括套筒、活塞杆、磁铁、电磁铁、阻力调节螺母；所述的套筒、活塞杆的一端相互套设，且套筒、活塞杆的另一端分别与连接轴相互铰接；所述的电磁铁是固定设置在套筒内腔中，磁铁是设置在活塞杆与套筒套接的一端上；所述的阻力调节螺母是与套筒上的螺纹孔相互连接，阻力调节螺母的螺柱上设有楔形槽。
进一步地，所述的两个连接座都设置在两根支撑杆可旋转方向的上方，限位带和限位盒则都设置在两根支撑杆可旋转方向的下方，即两个连接座的设置位置与限位带和限位盒的设置位置分别位于两根支撑杆两个可旋转方向上。
进一步地，所述的限位带是柔性带体，其内部嵌有金属丝，限位带上设有若干调节通孔，所述压板上设有与调节通孔相互连接的卡轴。
进一步地，所述的连接带是外部包裹有弹性防穿刺材料的气囊，连接带上设有用于充放气的气阀。
进一步地，所述的电磁铁与外部控制器连接，并通过控制器调节通入电磁铁的交流电的频率控制其与磁铁之间的相互运动。
进一步地，所述的楔形槽由螺帽往螺柱方向逐渐扩大以及加深。
进一步地，所述的连接带分别与固定弧板、两块弧形板的内弧面相互连接，且在两块弧形板的连接处断开。
本发明的有益效果是：一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，包括支架、固定机构以及动力机构，固定机构设置在支架的一侧并通过气囊与肢干连接，减小对人体的直接压迫，支架另一侧上设有相互配合的限位盒和限位带限制其转动的角度，防止动力机构带动支架旋转过度损伤肢干，动力机构利用磁铁之间的相互吸引或排斥为肢干提供助力，动力机构本身并不限制人体关节自身的运动；其结构合理，具有结构简单、使用方便、安全、可靠等优点，有效解决传统肢干力量增强设备容易因为制约人体关节灵活度而导致发生意外的问题。
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是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的整体结构示意图；
图2是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的支架结构示意图；
图3是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的限位盒与限位带连接结构示意图；
图4是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的固定机构结构示意图；
图5是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的锁定机构结构示意图；
图6是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的压杆结构示意图；
图7是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的动力机构结构示意图；
图8是本发明所述一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统的阻力调节螺母结构示意图。
附图中标记分述如下：1、支架，11、支撑杆，111、连接座，12、铰轴，13、限位带，14、限位盒，141、箱体，142、缓冲弹簧，143、压板，144、调节通孔，145、卡轴，2、固定机构，21、固定弧板，211、连接轴，22、连接带，23、锁定机构，230、弧形板，231、压杆，2311、凸环，2312、卡板，232、复位弹簧，233、弧形连接板，234、卡槽，3、动力机构，31、套筒，32、活塞杆，33、磁铁，34、电磁铁，35、阻力调节螺母，351、楔形槽。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，包括支架1、固定机构2以及动力机构3。
如图2所示，所述的支架1包括两根支撑杆11、铰轴12、限位带13、限位盒14；所述的两根支撑杆11的一端通过铰轴12相互铰接，两根支撑杆11的自由端上分别设有连接座111，连接座111应设置在支撑杆11的同一侧上，即两根支撑杆11的中心轴线重合时连接座111皆设置在支撑杆11上方或者下方；
如图1、图3所述的限位盒14是设置在其中一根支撑杆11上，限位盒14包括箱体141以及设置在箱体141内腔中的缓冲弹簧142、压板143，缓冲弹簧142两端分别与箱体141内壁、压板143相互抵接；所述限位带13的一端是穿入箱体141与压板143相互连接，限位带13的另一端是与另一根支撑杆11相互连接；通过调节限位带13的外露长度达到限制两根支撑杆11之间的旋转角度，避免可旋转角度过大在动力机构3错误的带动下过度旋转对肢干造成损伤。
如图1、图4所示，所述的固定机构2是设置在两个连接座111上，由于连接座111可以设置在两个位置，所以固定机构2同样具有两个安装位置，即两根支撑杆11可以贴着肢干关节两个运动方向设置(如两根支撑杆11贴着膝关节的前后两个方向设置)；
所述的固定机构2包括固定弧板21、锁定机构23以及设置在固定弧板21、锁定机构23上的连接带22；所述固定弧板21与连接座111相互连接，固定弧板21上设有连接轴211，连接轴211应当于垂直连接座111的平面相互对称地固定设置在固定弧板21上；
如图5、图6所示，所述的锁定机构23包括两块中空结构的弧形板230，其中一块弧形板230上设有压杆231，压杆231的一端穿入弧形板230内腔，压杆231设置在弧形板230内腔中的部分设有凸环2311以及若干卡板2312，凸环2311与弧形板230内腔壁之间的压杆231上套设有复位弹簧232，复位弹簧232将压杆231向着弧形板230的内腔中拉或者向着弧形板230外推，压杆231的另一端设置在弧形板230外；
另一块弧形板230上设有若干弧形连接板233，弧形连接板233伸入设有压杆231的弧形板230内腔，并通过弧形连接板233上设置的卡槽234与卡板2312卡接锁定；将压杆231向弧形板230外拉或者推即可将弧形连接板233从弧形板230内腔中取出，解除锁定。
如图1、图7所示，所述的动力机构3包括套筒31、活塞杆32、磁铁33、电磁铁34、阻力调节螺母35；所述的套筒31、活塞杆32的一端相互套设，且套筒31、活塞杆32的另一端分别与连接轴211相互铰接；
所述的电磁铁34是固定设置在套筒31内腔中，磁铁33是设置在活塞杆32与套筒31套接的一端上，通过将电磁铁34通电产生具有极性的磁力，磁力与磁铁33上的磁力相互作用而使得活塞杆32与套筒31相互运动，进而带动支撑杆11和肢干运动；所述的阻力调节螺母35是与套筒31上的螺纹孔相互连接，如图8所示，所述的阻力调节螺母35的螺柱上设有楔形槽351，通过旋转阻力调节螺母35调节套筒31与活塞杆32之间腔体内的空气进出阻力，进而调节套筒31与活塞杆32之间的运动速度，避免电磁铁34与磁铁33相互作用时产生突然地速度变化。
由于磁性作用距离有限，且随着距离的增大相互作用力也会随之变小，加上限位带13和限位盒14的相互作用(避免磁铁33和电磁铁34接触过近)，紧急情况时肢体也可提供一定的外力将磁铁33和电磁铁34之间的距离拉大，基本上可以排除由于磁铁33和电磁铁34相互吸引或者相斥引起的关节外伸活动受限；当磁铁33和电磁铁34相斥，关节在紧急情况下需要弯曲活动避免危险发生时，可采取一定措施使得电磁铁34紧急断电，如通过传感器检测身体姿态和/或者肌肉表面的电学指标判断使用者的意图，通过控制器分析后发出断电命令，或者直接设置紧急断电开关在操作手柄或者操作平台上。
在如图1所示的实施例中，所述的两个连接座111都设置在两根支撑杆11可旋转方向的上方，限位带13和限位盒14则都设置在两根支撑杆11可旋转方向的下方，即两个连接座111的设置位置与限位带13和限位盒14的设置位置分别位于两根支撑杆11两个可旋转方向上。
在如图3所示的实施例中，所述的限位带13是柔性带体，其内部嵌有金属丝以增强其强度，限位带13上设有若干调节通孔144，所述压板143上设有与调节通孔144相互连接的卡轴145，调节与卡轴145卡接的调节通孔144进而调节限位带13的外伸长短，进而控制两根支撑杆11的可旋转角度范围。
在一种可能的实施例中，所述的连接带22是外部包裹有弹性防穿刺材料的气囊，连接带22上设有用于充放气的气阀。
在一种实施例中，所述的电磁铁34与外部控制器连接，并通过控制器调节通入电磁铁34的交流电的频率或者电流方向控制电磁铁34与磁铁33之间的相互运动(相互排斥或者相互吸引)。
在如图8所示的实施例中，所述的楔形槽351由螺帽往螺柱方向逐渐扩大以及加深，当然，在另外一些可能的实施例中楔形槽351的结构可能发生变化，只要能够达到可以通过旋转阻力调节螺母35调节套筒31内腔中空气进出阻力的效果即可。
在如图4所示的实施例中，所述的连接带22分别与固定弧板21、两块弧形板230的内弧面相互连接，且在两块弧形板230的连接处断开。
本发明既可以用于肢干的助力，还可以用于肢干康复训练(利用磁铁33和电磁铁34的相互作用力带动肢干按照一定频率运动)或者用于日常锻炼(利用肢干力量对抗磁铁33和电磁铁34的相互作用力)。
本发明所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其结构合理，包括支架、固定机构以及动力机构，固定机构设置在支架的一侧并通过气囊与肢干连接，减小对人体的直接压迫，支架另一侧上设有相互配合的限位盒和限位带限制其转动的角度，防止动力机构带动支架旋转过度损伤肢干，动力机构利用磁铁之间的相互吸引或排斥为肢干提供助力，动力机构本身并不限制人体关节自身的运动；其结构合理，具有使用方便、安全、可靠等优点，有效解决传统肢干力量增强设备容易因为制约人体关节灵活度而导致发生意外的问题。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (7)

1.一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：包括支架(1)、固定机构(2)以及动力机构(3)，所述的支架(1)包括两根支撑杆(11)、铰轴(12)、限位带(13)、限位盒(14)；所述的两根支撑杆(11)的一端通过铰轴(12)相互铰接，两根支撑杆(11)的自由端上分别设有连接座(111)；
所述的限位盒(14)是设置在其中一根支撑杆(11)上，限位盒(14)包括箱体(141)以及设置在箱体(141)内腔中的缓冲弹簧(142)、压板(143)，缓冲弹簧(142)两端分别与箱体(141)内壁、压板(143)相互抵接；所述限位带(13)的一端是穿入箱体(141)与压板(143)相互连接，限位带(13)的另一端是与另一根支撑杆(11)相互连接；
所述的固定机构(2)是设置在两个连接座(111)上，固定机构(2)包括固定弧板(21)、锁定机构(23)以及设置在固定弧板(21)、锁定机构(23)上的连接带(22)；所述固定弧板(21)与连接座(111)相互连接，固定弧板(21)上设有连接轴(211)；
所述的锁定机构(23)包括两块中空结构的弧形板(230)，其中一块弧形板(230)上设有压杆(231)，压杆(231)的一端穿入弧形板(230)内腔，压杆(231)设置在弧形板(230)内腔中的部分设有凸环(2311)以及若干卡板(2312)，凸环(2311)与弧形板(230)内腔壁之间的压杆(231)上套设有复位弹簧(232)，压杆(231)的另一端设置在弧形板(230)外；另一块弧形板(230)上设有若干弧形连接板(233)，弧形连接板(233)伸入设有压杆(231)的弧形板(230)内腔，并通过弧形连接板(233)上设置的卡槽(234)与卡板(2312)卡接；
所述的动力机构(3)包括套筒(31)、活塞杆(32)、磁铁(33)、电磁铁(34)、阻力调节螺母(35)；所述的套筒(31)、活塞杆(32)的一端相互套设，且套筒(31)、活塞杆(32)的另一端分别与连接轴(211)相互铰接；所述的电磁铁(34)是固定设置在套筒(31)内腔中，磁铁(33)是设置在活塞杆(32)与套筒(31)套接的一端上；所述的阻力调节螺母(35)是与套筒(31)上的螺纹孔相互连接，阻力调节螺母(35)的螺柱上设有楔形槽(351)。
2.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的两个连接座(111)都设置在两根支撑杆(11)可旋转方向的上方，限位带(13)和限位盒(14)则都设置在两根支撑杆(11)可旋转方向的下方，即两个连接座(111)的设置位置与限位带(13)和限位盒(14)的设置位置分别位于两根支撑杆(11)两个可旋转方向上。
3.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的限位带(13)是柔性带体，其内部嵌有金属丝，限位带(13)上设有若干调节通孔(144)，所述压板(143)上设有与调节通孔(144)相互连接的卡轴(145)。
4.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的连接带(22)是外部包裹有弹性防穿刺材料的气囊，连接带(22)上设有用于充放气的气阀。
5.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的电磁铁(34)与外部控制器连接，并通过控制器调节通入电磁铁(34)的交流电的频率控制其与磁铁(33)之间的相互运动。
6.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的楔形槽(351)由螺帽往螺柱方向逐渐扩大以及加深。
7.根据权利要求1所述的一种人工智能往复式磁动力肢干力量增强系统，其特征是：所述的连接带(22)分别与固定弧板(21)、两块弧形板(230)的内弧面相互连接，且在两块弧形板(230)的连接处断开。
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