CN109431752B - 可伸缩结构及具有其的外骨骼机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可伸缩结构及具有其的外骨骼机器人，可伸缩结构包括：第一本体、锁紧套、夹紧件、第二本体及调节套，锁紧套套设于第一本体的一端上；夹紧件固设于锁紧套中，夹紧件具有第一端及第二端；调节套装设于第二本体上且套设于夹紧件上；其中，调节可伸缩结构的长度时，旋转调节套使得第二本体向靠近或远离第一本体的方向运动，调节完成后再旋转锁紧套带动夹紧件的第一端夹紧第二本体。

Description

可伸缩结构及具有其的外骨骼机器人

技术领域

本发明涉及一种可伸缩结构，具体地说，尤其涉及一种用于外骨骼机器人的可伸缩结构。

背景技术

本发明以恢复、提升慢性骨关节疾病患者、脊髋损伤患者及脑损伤患者的行走能力为目标。目前在下肢功能障碍患者中，大部分由骨关节疾病引起，其余主要由脊髋损伤及脑损伤引起。目前市场也出现了针对这些患者适用的外骨骼机器人，以助于他们的下肢行动能力的恢复。现有技术的外骨骼机器人，其腿部结构都是固定长度并且即使可以调整也需要患者脱下后才可进行调节，腿部结构都是固定长度使得机器人下肢不能适合各种身高的患者，而脱下后才可进行调节这种反复穿戴既耗费患者的时间、消耗患者的精力，同时现有技术的外骨骼机器人，其腿部结构虽然可以通过旋转运动实现伸缩调节，但是调节时会引起腿杆的旋转，不能单独进行直线伸缩运动，在调节完成后，不能实现腿杆长度的精准定位以及后期使用过程中会出现腿杆发生轻微偏转的现象，影响外骨骼机器人的使用效果，因此急需开发一种克服上述缺陷的可伸缩结构。

发明内容

为了解决现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种可伸缩结构，其中，包括：

第一本体；

锁紧套，套设于所述第一本体的一端上；

夹紧件，固设于所述锁紧套中，所述夹紧件具有第一端及第二端；

第二本体；

调节套，装设于所述第二本体上且套设于所述夹紧件上；

其中，调节所述可伸缩结构的长度时，旋转所述调节套使得所述第二本体向靠近或远离所述第一本体的方向运动，调节完成后再旋转所述锁紧套带动所述夹紧件的第一端夹紧所述第二本体。

上述的可伸缩结构，其中，所述第二本体上设置有呈十字分布且突出于所述第二本体的四个花键，所述四个花键从所述第二本体的一端向另一端延伸，第一本体的内壁上开设有对应于所述四个花键的四个花键槽，当所述第二本体插入所述第一本体时，所述四个花键分别位于所述四个花键槽中。

上述的可伸缩结构，其中，所述调节套一端的内壁螺纹连接于所述四个花键。

上述的可伸缩结构，其中，所述锁紧套包括锁紧部及延伸部，所述延伸部自所述锁紧部的一端向外延伸收缩，所述锁紧部螺纹连接于所述第一本体的一端上，所述调节套的另一端套设于所述延伸部上。

上述的可伸缩结构，其中，所述延伸部的内壁上设置有凸台，所述夹紧件的第二端设置有环形凹槽，所述凸台嵌套设置于所述环形凹槽中。

上述的可伸缩结构，其中，所述夹紧件的第一端及第二端均具有第一弹性卡爪，旋转所述锁紧套使得所述第一弹性卡爪变形以夹紧所述第二本体。

上述的可伸缩结构，其中，所述第一弹性卡爪具有第一锥面结构，所述第一本体的内壁上具有对位于所述第一锥面结构的第二锥面结构，旋转所述锁紧套使得所述第一锥面结构向所述第二锥面结构的锥角方向移动，同时所述第一弹性卡爪变形以夹紧所述第二本体。

上述的可伸缩结构，其中，所述夹紧件的第二端具有第二弹性卡爪，所述四个花键中任意相邻的二个之间均具有凹槽，所述第一弹性卡爪及所述第二弹性卡爪嵌套于所述凹槽中，所述第二弹性卡爪还悬挂连接于所述调节套一端的内壁。

上述的可伸缩结构，其中，所述第一弹性卡爪及所述第二弹性卡爪均为分离式金属片状结构。

上述的可伸缩结构，其中，所述第一本体上开设有贯穿所述第一本体的第一定位孔，所述凹糟中等间距的开设有贯穿所述第二本体的多个第二定位孔，所述可伸缩结构还包括定位销，当所述可伸缩结构的长度调整完成后，所述第一定位孔对位于多个所述第二定位孔的其中之一，所述定位销穿入所述第一定位孔及所述第二定位孔。

本发明还提供一种外骨骼机器人，包括腿部结构，其中，所述腿部结构包含上述中任一项所述的可伸缩结构。

本发明相对于现有技术其功效在于，通过旋转运动实现长度的调节，具有导向定位、快速伸缩、精准定位、防松固定、操作便捷的优势。调节时不会引起腿杆的旋转，能够单独进行直线伸缩运动，在调节完成后，实现腿杆长度的精准定位以及避免了后期使用过程中会出现腿杆发生轻微偏转的现象，提升外骨骼机器人的实用性。

附图说明

图1为本发明可伸缩结构的组装示意图；

图2为本发明可伸缩结构的剖视图；

图3为本发明可伸缩结构的爆炸图；

图4为第一本体的剖视图；

图5为图3中第一本体A方向的侧视图；

图6为第二本体的结构示意图。

其中，附图标记为：

第一本体11

花键槽111

第一定位孔112

锁紧套12

锁紧部121

延伸部122

凸台1221

夹紧件13

第一端131

第二端132

第一弹性卡爪1311

第二弹性卡爪1322

环形凹槽1321

第二本体14

花键141

凹槽142

第二定位孔143

调节套15

第一锥面结构Z1

第二锥面结构Z2

定位销16

具体实施方式

下文举实施例配合所附图式作详细说明，以更好地理解本发明内容的态样，但所提供的实施例并非用以限制本发明的保护范围。

请参考图1-5，图1为本发明可伸缩结构的组装示意图；图2为本发明可伸缩结构的剖视图；图3为本发明可伸缩结构的爆炸图；图4为第一本体的剖视图；图5为图3中第一本体A方向的侧视图；图6为第二本体的结构示意图。如图1-6所示，本发明的可伸缩结构包括：第一本体11、锁紧套12、夹紧件13、第二本体14及调节套15；锁紧套12套设于第一本体11的一端上；夹紧件13固设于锁紧套12中，夹紧件具有13第一端131及第二端132；调节套15装设于第二本体14上且套设于夹紧件13上；其中，调节可伸缩结构的长度时，旋转调节套15使得第二本体14向靠近或远离第一本体11的方向运动，调节完成后再旋转锁紧套12带动夹紧件13的第一端131夹紧第二本体14，以实现可伸缩结构的长度的快速调节同时，通过旋转锁紧套12可以带动夹紧件13夹紧第二本体14，实现精准定位后的防松固定。

在本实施中，第一本体11的外壁设置有外螺纹，锁紧套12内壁设置有内螺纹，锁紧套12螺纹连接于第一本体11。

进一步地，第二本体14上设置有呈十字分布且突出于第二本体14的四个花键141，四个花键141从第二本体14的一端向另一端延伸，第一本体的内壁上开设有对应于四个花键141的四个花键槽111，当第二本体14插入第一本体11时，四个花键141分别位于四个花键槽111中，调节套15的一端的内壁螺纹连接于四个花键141。

其中，通过花键槽111与花键141的配合，使得可伸缩结构在沿轴向运动时，第一本体和第二本体只是沿轴向同时相向或相背运动而不发生旋转。举例地说，当顺时针旋转调节套时，第一本体是固定不旋转的，第二本体向远离第一本体的方向运动，使得可伸缩结构整体伸长，当逆时针旋转调节套时，第一本体也是固定不旋转的，第二本体向靠近第一本体的方向运动，使得可伸缩结构整体缩短。

再进一步地，锁紧套12包括锁紧部121及延伸部122，延伸部122自锁紧部121的一端向外延伸收缩，锁紧部121螺纹连接于第一本体11的一端上，调节套15的另一端套装于延伸部122上，延伸部122的内壁上设置有凸台1221，夹紧件13的第二端132上设置有环形凹槽1321，凸台1221嵌套设置于环形凹槽1321中。

又进一步地，夹紧件13的第一端131具有第一弹性卡爪1311，旋转锁紧套12使得第一弹性卡爪1311变形以夹紧第二本体14，第一弹性卡爪1311变形产生远离第一本体11的轴向力，轴向力施加于锁紧套12，夹紧件13的第二端132具有第二弹性卡爪1322，四个花键141中任意相邻的二个之间均具有凹槽142，第一弹性卡爪1311及第二弹性卡爪1322嵌套于凹槽142中。其中，通过将调节套15的另一端套装于延伸部122上，第二弹性卡爪1322还悬挂连接于调节套一端的内壁上，使得旋转调节套15时，调节套15只在原位置做旋转运动轴向转动，不会发生轴向移动。

其中，在本实施例中，第一弹性卡爪1311具有第一锥面结构Z1，第一本体11的内壁上具有对位于第一锥面结构Z1的第二锥面结构Z2，具体地说，当长度调节完成后，顺时针旋转锁紧套12时，第一本体11固定不动，调节套15向靠近第一本体11的方向移动，带动夹紧件13向靠近第一本体11的方向移动，使得夹紧件13的第一锥面结构Z1向第一本体11的第二锥面结构Z2的锥角方向移动，同时夹紧件13变形夹紧第二本体14，以实现在可伸缩结构长度确定后防止第二本体14相对于第一本体11的微小转动和摆动；同时锥面结构的设计，夹紧件13在被夹紧后会有恢复原来形变的趋势，从而生成远离第一本体11方向的轴向力，施加于锁紧套12，对锁紧套和第一本体之间连接螺纹形成预紧力，实现锁紧套12与第一本体11之间螺纹连接的防松作用。

需要说明的是，以第一弹性卡爪及第二弹性卡爪均为分离式金属片状结构为较佳的实施方式，但本发明并不以此为限。

更进一步地，第一本体11上开设有贯穿第一本体11的第一定位孔112，凹糟142中等间距的开设有贯穿第二本体14的多个第二定位孔143，可伸缩结构还包括定位销16，当可伸缩结构的长度调整完成后，第一定位孔112对位于多个第二定位孔143的其中之一，定位销16穿入第一定位孔112及第二定位孔143，插拔定位销16扣入第一定位孔112及第二定位孔143中，实现腿部结构的长度精准定位。

其中，在本实施例中，第二本体14还可设置有长度标识，用以显示当前的可伸缩结构的长度。

本发明还公开一种外骨骼机器人，外骨骼机器人包括腿部结构，腿部结构包括前述中的可伸缩结构。其中，可伸缩结构的第一本体11为腿部结构的第一腿杆，第二本体14为腿部结构的第二腿杆；第二腿杆嵌套装设于第一腿杆上，锁紧套12螺纹装设于第一腿杆，夹紧件13嵌套装设于锁紧套12，调节套15螺纹装设于第二腿杆，套装于锁紧套12上，旋转调节套15，可以实现腿部结构的快速伸缩变化，插拔定位销16扣入第一腿杆和第二腿杆对应的定位孔中，实现腿部结构的长度精准定位，旋转锁紧套12可以带动夹紧件13夹紧第二腿杆，实现精准定位后的防松固定。

综上所述，通过旋转运动实现长度的调节，具有导向定位、快速伸缩、精准定位、防松固定、操作便捷的优势。调节时不会引起腿杆的旋转，能够单独进行直线伸缩运动，在调节完成后，实现腿杆长度的精准定位以及避免了后期使用过程中会出现腿杆发生轻微偏转的现象，提升外骨骼机器人的实用性。

虽然本发明内容已以实施方式揭露如上，然其并非用以限定本发明内容，任何熟悉本领域的相关技术人员，在不脱离本发明内容的精神和范围内，当可作各种更动与润饰，因此本发明内容的保护范围当视所附权利要求的保护范围所界定者为准。

Claims (9)

1.一种可伸缩结构，其特征在于，包括：

第一本体；

锁紧套，套设于所述第一本体的一端上；

夹紧件，固设于所述锁紧套中，所述夹紧件具有第一端及第二端；

第二本体；

调节套，装设于所述第二本体上且套设于所述夹紧件上；

其中，调节所述可伸缩结构的长度时，旋转所述调节套使得所述第二本体向靠近或远离所述第一本体的方向运动，调节完成后再旋转所述锁紧套带动所述夹紧件的第一端夹紧所述第二本体；

所述第二本体上设置有呈十字分布且突出于所述第二本体的四个花键，所述四个花键从所述第二本体的一端向另一端延伸，第一本体的内壁上开设有对应于所述四个花键的四个花键槽，当所述第二本体插入所述第一本体时，所述四个花键分别位于所述四个花键槽中；所述调节套一端的内壁螺纹连接于所述四个花键。

2.如权利要求1所述的可伸缩结构，其特征在于，所述锁紧套包括锁紧部及延伸部，所述延伸部自所述锁紧部的一端向外延伸收缩，所述锁紧部螺纹连接于所述第一本体的一端上，所述调节套的另一端套设于所述延伸部上。

3.如权利要求2所述的可伸缩结构，其特征在于，所述延伸部的内壁上设置有凸台，所述夹紧件的第二端设置有环形凹槽，所述凸台嵌套设置于所述环形凹槽中。

4.如权利要求1所述的可伸缩结构，其特征在于，所述夹紧件的第一端具有第一弹性卡爪，旋转所述锁紧套使得所述第一弹性卡爪变形以夹紧所述第二本体。

5.如权利要求4所述的可伸缩结构，其特征在于，所述第一弹性卡爪具有第一锥面结构，所述第一本体的内壁上具有位于所述第一锥面结构的第二锥面结构，旋转所述锁紧套使得所述第一锥面结构向所述第二锥面结构的锥角方向移动，同时所述第一弹性卡爪变形以夹紧所述第二本体。

6.如权利要求4所述的可伸缩结构，其特征在于，所述夹紧件的第二端具有第二弹性卡爪，所述四个花键中任意相邻的二个之间均具有凹槽，所述第一弹性卡爪及所述第二弹性卡爪嵌套于所述凹槽中，所述第二弹性卡爪还悬挂连接于所述调节套一端的内壁。

7.如权利要求6所述的可伸缩结构，其特征在于，所述第一弹性卡爪及所述第二弹性卡爪均为分离式金属片状结构。

8.如权利要求6所述的可伸缩结构，其特征在于，所述第一本体上开设有贯穿所述第一本体的第一定位孔，所述凹槽中等间距的开设有贯穿所述第二本体的多个第二定位孔，所述可伸缩结构还包括定位销，当所述可伸缩结构的长度调整完成后，所述第一定位孔对位于多个所述第二定位孔的其中之一，所述定位销穿入所述第一定位孔及所述第二定位孔。

9.一种外骨骼机器人，包括腿部结构，其特征在于，所述腿部结构包含上述权利要求1-8中任一项所述的可伸缩结构。

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