CN109730902B - 一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚 - Google Patents

Abstract

本发明涉及可穿戴康复医疗技术领域，具体地，涉及一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，包括可调髋关节骨架、可调节髋关节前部固定机构和可调节髋关节后部固定机构，所述可调节髋关节骨架包括第一骨架和第二骨架，所述可调节髋关节前部固定机构包括第一高度调节组件、第二高度调节组件、第一宽度调节组件和第二宽度调节组件，所述可调节髋关节后部固定机构包括第三宽度调节组件和第四宽度调节组件，本发明通过转动盘、锁紧按钮和快拆螺栓等结构使使用者在穿戴过程中不需要借助辅助工具就可以调节绑缚至适合自己的尺寸，同时在牢固性方面有双重保证，卡条锁紧销和调节盘锁紧销能保证绑缚的牢固性，操作简单，适应性广。

Description

一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚

技术领域

本发明涉及可穿戴康复医疗技术领域，具体地，涉及一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚。

背景技术

外骨骼机器人技术是一种融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械结构的综合技术，随着科技的不断发展，外骨骼机器人技术在各个领域得到了越来越广泛的应用，其中，下肢外骨骼机器人主要应用于康复医疗、助力行走方面，是一种典型的人机耦合设备，这种康复机器人可以使原本无法站立行走的人，通过行走训练促进神经康复，使患者逐步恢复自主行走能力，对患者的健康意义非常重大。目前，国内外对外骨骼机器人的研究还处于研发阶段，在人体与机器固定方面没有进行系统的相关设计，一般采用魔术贴粘连的方式将人体固定在机器上，在外骨骼机器人的初期研发阶段，采用魔术贴的粘连方式可以基本满足使用要求，但是在长期使用的情况下，魔术贴的连接不牢固，影响产品的可靠性，并且作为外骨骼机器人这一产品，使用者在使用过程中的舒适度与操作的简便性也是评价产品优劣的重要指标，尤其是用于康复医疗方向的外骨骼机器人，长期使用过程中，舒适度不高的外骨骼机器人对使用者的身体很有可能会造成二次损伤。同时，针对高位截瘫的患者设计的外骨骼机器人，其中枢关节固定部位的可调节性对不同等级截瘫患者来说，也是必须要考虑的方面，而现在的外骨骼机器人，经常会忽略这一点。另一种常见的固定方式是采用类似绑带的形式，这种固定方法调节困难，在穿戴时所花时间过长，影响产品的体验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，该绑缚能够针对不同体型的使用者进行适应性调节，能够快速调节尺寸，增强使用者的舒适度。

本发明公开的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，包括可调髋关节骨架、可调节髋关节前部固定机构和可调节髋关节后部固定机构，所述可调节髋关节骨架包括第一骨架和第二骨架，所述第一骨架和第二骨架分别固定在下肢外骨骼机器人的后背电源盒盖板的两侧，所述可调节髋关节前部固定机构包括第一高度调节组件、第二高度调节组件、第一宽度调节组件和第二宽度调节组件，所述第一骨架上安装有第一固定板，所述第二骨架上安装有第二固定板，所述第一高度调节组件安装在第一固定板上，所述第二高度调节组件安装在第二固定板上，所述第一宽度调节组件的一端与第一高度调节组件活动连接，所述第一宽度调节组件的另一端与第二高度调节组件活动连接，所述第二宽度调节组件的一端与第一骨架活动连接，所述第二宽度调节组件的另一端与第二骨架活动连接，所述可调节髋关节后部固定机构包括第三宽度调节组件和第四宽度调节组件，所述第三宽度调节组件安装在第一固定板上，所述第四宽度调节组件安装在第二固定板上。

优选地，所述后背电源盒盖板上沿水平方向设有若干螺纹孔，所述第一骨架通过与后背电源盒盖板上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板的一侧，所述第二骨架通过与后背电源盒盖板上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板的另一侧，所述第一骨架和第二骨架沿水平方向上均设有若干螺纹孔，所述第一固定板通过与第一骨架上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第一骨架上，所述第二固定板通过与第二骨架上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第二骨架上。

优选地，所述第一高度调节组件包括第一快拆螺栓和第一滑块，所述第二高度调节组件包括第二快拆螺栓和第二滑块，所述第一固定板和第二固定板远离后背电源盒盖板的一侧均设有一个竖直的方形通槽，所述第一快拆螺栓穿过第一固定板上的方形通槽固定在第一滑块上，所述第二快拆螺栓穿过第二固定板上的方形通槽固定在第二滑块上。

优选地，所述第一宽度调节组件包括安全带、卡条、卡条锁紧结构、钢丝、调节盘，调节盘底座、调节盘锁紧结构、布袋和卡扣，所述卡条、卡条锁紧结构、钢丝、调节盘底座、调节盘锁紧结构均设在布袋的内部，所述调节盘底座固定在布袋的内部，所述布袋上设有供调节盘插入的通孔，所述调节盘通过通孔插入布袋内与调节盘底座转动连接，所述安全带的一侧固定在第二滑块上，安全带的另一侧固定在卡条的一端，所述卡条的另一端与钢丝的一端固定连接，所述钢丝的另一端固定在调节盘的中心轴孔处，所述卡条固定在卡条锁紧结构上，所述转动调节盘锁紧结构安装在调节盘底座上，所述卡扣的一端固定在第一滑块上，所述卡扣的另一端固定在布袋靠近第一滑块的一端上。

优选地，所述卡条锁紧机构包括卡条锁紧按钮、卡条底座和卡条锁紧销，所述卡条底座固定在布袋内，所述卡条卡设在卡条底座上，所述卡条锁紧销与卡条底座转动连接，所述布袋上设有供卡条锁紧按钮穿过的通孔，所述卡条锁紧按钮穿过通孔固定在卡条锁紧销上。

优选地，所述调节盘锁紧结构包括调节盘锁紧按钮、齿轮和调节盘锁紧销，所述齿轮固定在调节盘的中心轴上，所述调节盘底座上设有安装座，所述调节盘锁紧销与安装座转动连接，所述布袋上设有供调节盘锁紧按钮穿过的通孔，所述调节盘锁紧按钮穿过通孔固定在调节盘锁紧销上。

优选地，所述第三宽度调节组件包括第三快拆螺栓和第一L型板，所述第一固定板上设有供第三快拆螺栓水平滑动的通槽，所述第一L型板通过第三快拆螺栓固定在第一固定板上，所述第四宽度调节组件包括第四快拆螺栓和第二L型板，所述第二固定板上设有供第四快拆螺栓水平滑动的通槽，所述第二L型板通过第四快拆螺栓固定在第二固定板上。

有益效果：本发明的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，通过转动盘、锁紧按钮和快拆螺栓等结构使使用者在穿戴过程中不需要借助辅助工具就可以调节绑缚至适合自己的尺寸，同时在牢固性方面有双重保证，卡条上方的卡条锁紧销可以阻止卡条的滑动，在此机构被误触的情况下，调节盘锁紧销同样能保证绑缚的牢固性，操作简单，适应性广。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为实施例中在外骨骼机器人上的位置图；

图2为实施例中的立体结构图；

图3为实施例中第一宽度调节组件的局部结构图；

图4为实施例中的局部示意图；

图5为卡条和卡条锁紧销的结构图；

图6为调节盘示意图；

附图标记说明：1-第一骨架，2-第二骨架，3-后背电源盒盖板，4-第一高度调节组件，5-第二高度调节组件，6-第一宽度调节组件，7-第二宽度调节组件，11-第一固定板，21-第二固定板，8-第三宽度调节组件，9-第四宽度调节组件，41-第一快拆螺栓，42-第一滑块，51-第二快拆螺栓，52-第二滑块，61-安全带，62-卡条，63-卡条锁紧结构，64-钢丝，65-调节盘，66-调节盘底座，调节盘锁紧67-结构，68-布袋，69-卡扣，631-卡条锁紧按钮，632-卡条底座，633-卡条锁紧销，671-调节盘锁紧按钮，672-齿轮，673-调节盘锁紧销，661-安装座，81-第三快拆螺栓，82-第一L型板，91-第四快拆螺栓，92-第二L型板。

具体实施方式

以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

参照图1至图6所示的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，包括可调髋关节骨架、可调节髋关节前部固定机构和可调节髋关节后部固定机构，所述可调节髋关节骨架包括第一骨架1和第二骨架2，所述第一骨架1和第二骨架2分别固定在下肢外骨骼机器人的后背电源盒盖板3的两侧，所述可调节髋关节前部固定机构包括第一高度调节组件4、第二高度调节组件5、第一宽度调节组件6和第二宽度调节组件7，所述第一骨架1上安装有第一固定板11，所述第二骨架2上安装有第二固定板21，所述第一高度调节组件4安装在第一固定板11上，所述第二高度调节组件5安装在第二固定板21上，所述第一宽度调节组件6的一端与第一高度调节组件4活动连接，所述第一宽度调节组件6的另一端与第二高度调节组件5活动连接，所述第二宽度调节组件7的一端与第一骨架1活动连接，所述第二宽度调节组件7的另一端与第二骨架2活动连接，所述可调节髋关节后部固定机构包括第三宽度调节组件8和第四宽度调节组件9，所述第三宽度调节组件8安装在第一固定板11上，所述第四宽度调节组件9安装在第二固定板21上，通过设置多个调节机构，是使用者在穿戴过程中不借助辅助工具就可以轻松的调节绑缚到适合自己的尺寸，通过调节各个组件完成对绑缚高度及宽度的调节，操作简单。

参照图1和图2所示，所述后背电源盒盖板3上沿水平方向设有若干螺纹孔，所述第一骨架1通过与后背电源盒盖板3上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板3的一侧，所述第二骨架2通过与后背电源盒盖板3上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板3的另一侧，所述第一骨架1和第二骨架2沿水平方向上均设有若干螺纹孔，所述第一固定板11通过与第一骨架1上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第一骨架1上，所述第二固定板21通过与第二骨架2上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第二骨架2上，第一骨架1和第二骨架2均可调节的固定在后背电源盒盖板3上，可以从调节第一骨架1和第二骨架2的螺栓位置对绑缚进行宽度调节，也可以通过调节第一固定板11和第二固定板21在相应骨架上的位置对绑缚进行调节。

参照图1和图2所示，所述第一高度调节组件4包括第一快拆螺栓41和第一滑块42，所述第二高度调节组件5包括第二快拆螺栓51和第二滑块52，所述第一固定板11和第二固定板21远离后背电源盒盖板3的一侧均设有一个竖直的方形通槽，所述第一快拆螺栓41穿过第一固定板11上的方形通槽固定在第一滑块42上，所述第二快拆螺栓51穿过第二固定板21上的方形通槽固定在第二滑块52上，当需要根据使用者的情况调整绑缚的高度时，手动打开第一快拆螺栓41，滑动在第一固定板11上的滑块，就可以调节绑缚上下的位置，从而适应不同等级的截瘫挥着，调节好位置后可以通过第一快插螺栓进行手动锁紧，第二快拆螺栓51的调节方法与第一快拆螺栓41相同。

参照图2和图3所示，所述第一宽度调节组件6包括安全带61、卡条62、卡条锁紧结构63、钢丝64、调节盘65，调节盘底座66、调节盘锁紧结构67、布袋68和卡扣69，所述卡条62、卡条锁紧结构63、钢丝64、调节盘底座66、调节盘锁紧结构67均设在布袋68的内部，所述调节盘底座66固定在布袋68的内部，所述布袋68上设有供调节盘65插入的通孔，所述调节盘65通过通孔插入布袋68内与调节盘底座66转动连接，所述安全带61的一侧固定在第二滑块52上，安全带61的另一侧固定在卡条62的一端，所述卡条62的另一端与钢丝64的一端固定连接，所述钢丝64的另一端固定在调节盘65的中心轴孔处，所述卡条62固定在卡条锁紧结构63上，所述转动调节盘锁紧结构67安装在调节盘底座66上，所述卡扣69的一端固定在第一滑块42上，所述卡扣69的另一端固定在布袋68靠近第一滑块42的一端上，所述第二宽度调节组件7除了安全带61的一侧与卡条62固定连接、另一端与第二骨架2固定连接、卡扣69的一端与布袋68固定连接、另一端与第一骨架1固定连接之外，其他的结构与安装方式均与第一宽度组件相同，故省略对第二宽度调节组件7的结构及安装方式的描述，通过对第一、第二宽度调节组件7的调节，可以快速的调整绑缚的宽度，在第一宽度调节组件6的布袋68和第二宽度调节组件7的布袋68之间设有若干个弹性连接带，起到连接固定作用。

参照图3和图6所示，所述卡条锁紧机构63包括卡条锁紧按钮631、卡条底座632和卡条锁紧销633，所述卡条底座632固定在布袋68内，所述卡条62卡设在卡条底座632上，所述卡条锁紧销633与卡条底座632转动连接，所述布袋68上设有供卡条锁紧按钮631穿过的通孔，所述卡条锁紧按钮631穿过通孔固定在卡条锁紧销633上，通过设置卡条62锁紧机构，能够保证卡条62不会滑动，使卡条62在使用中处于锁紧状态，按下卡条锁紧按钮631，卡条锁紧销633在锁紧的一侧弹起，此时卡条62松动，可以进行尺寸调节，在转动调节盘65时，在钢丝64的拉动下带动卡条62的移动，调节完毕后，拉起卡条锁紧按钮631，卡条锁紧销633锁紧卡条62。

参照图3和图6所示，所述调节盘锁紧结构67包括调节盘锁紧按钮671、齿轮672和调节盘锁紧销673，所述齿轮672固定在调节盘65的中心轴上，所述调节盘底座66上设有安装座661，所述调节盘锁紧销673与安装座661转动连接，所述布袋68上设有供调节盘锁紧按钮671穿过的通孔，所述调节盘锁紧按钮671穿过通孔固定在调节盘锁紧销673上，设置调节盘锁紧机构67，增加了该绑缚的牢固性，在卡条锁紧销633被误触时，也能保证绑缚的牢靠性。

参照图1和图5所示，所述第三宽度调节组件8包括第三快拆螺栓81和第一L型板82，所述第一固定板11上设有供第三快拆螺栓81水平滑动的通槽，所述第一L型板82通过第三快拆螺栓81固定在第一固定板11上，所述第四宽度调节组件9包括第四快拆螺栓91和第二L型板92，所述第二固定板21上设有供第四快拆螺栓91水平滑动的通槽，所述第二L型板92通过第四快拆螺栓91固定在第二固定板21上。通过手动打开第三快拆螺栓81和第四快拆螺栓91，两块L型板可以在前后位置进行调节，第三快拆螺栓81和第四快拆螺栓91压上后，两块L型板锁死，两个L型板可采用PP材质，具有一定的弹性，在使用过程中可以托住使用者的左右两侧。

本发明在使用过程中，当使用者穿戴外骨骼机器人之后，根据自己的情况，调整各个快拆螺栓的位置，穿戴完毕后，使用卡扣69进行锁紧，锁紧以后，按下调节盘65按钮和卡条锁紧按钮631对绑缚进行进一步的调节，调节到合适的尺寸后，通过拔起调节盘65按钮和卡条锁紧按钮631进行锁紧，只需要简单的步骤，就可以快速的完成外骨骼机器人的穿戴工作。

上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。

Claims (5)

1.一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，其特征在于：包括可调髋关节骨架、可调节髋关节前部固定机构和可调节髋关节后部固定机构，所述可调节髋关节骨架包括第一骨架（1）和第二骨架（2），所述第一骨架（1）和第二骨架（2）分别固定在下肢外骨骼机器人的后背电源盒盖板（3）的两侧，所述可调节髋关节前部固定机构包括第一高度调节组件（4）、第二高度调节组件（5）、第一宽度调节组件（6）和第二宽度调节组件（7），所述第一骨架（1）上安装有第一固定板（11），所述第二骨架（2）上安装有第二固定板（21），所述第一高度调节组件（4）安装在第一固定板（11）上，所述第二高度调节组件（5）安装在第二固定板（21）上，所述第一宽度调节组件（6）的一端与第一高度调节组件（4）活动连接，所述第一宽度调节组件（6）的另一端与第二高度调节组件（5）活动连接，所述第二宽度调节组件（7）的一端与第一骨架（1）活动连接，所述第二宽度调节组件（7）的另一端与第二骨架（2）活动连接，所述可调节髋关节后部固定机构包括第三宽度调节组件（8）和第四宽度调节组件（9），所述第三宽度调节组件（8）安装在第一固定板（11）上，所述第四宽度调节组件（9）安装在第二固定板（21）上, 所述第一高度调节组件（4）包括第一快拆螺栓（41）和第一滑块（42），所述第二高度调节组件（5）包括第二快拆螺栓（51）和第二滑块（52），所述第一固定板（11）和第二固定板（21）远离后背电源盒盖板（3）的一侧均设有一个竖直的方形通槽，所述第一快拆螺栓（41）穿过第一固定板（11）上的方形通槽固定在第一滑块（42）上，所述第二快拆螺栓（51）穿过第二固定板（21）上的方形通槽固定在第二滑块（52）上, 所述第三宽度调节组件（8）包括第三快拆螺栓（81）和第一L型板（82），所述第一固定板（11）上设有供第三快拆螺栓（81）水平滑动的通槽，所述第一L型板（82）通过第三快拆螺栓（81）固定在第一固定板（11）上，所述第四宽度调节组件（9）包括第四快拆螺栓（91）和第二L型板（92），所述第二固定板（21）上设有供第四快拆螺栓（91）水平滑动的通槽，所述第二L型板（92）通过第四快拆螺栓（91）固定在第二固定板（21）上。

2.根据权利要求1所述的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，其特征在于：所述后背电源盒盖板（3）上沿水平方向设有若干螺纹孔，所述第一骨架（1）通过与后背电源盒盖板（3）上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板（3）的一侧，所述第二骨架（2）通过与后背电源盒盖板（3）上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在后背电源盒盖板（3）的另一侧，所述第一骨架（1）和第二骨架（2）沿水平方向上均设有若干螺纹孔，所述第一固定板（11）通过与第一骨架（1）上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第一骨架（1）上，所述第二固定板（21）通过与第二骨架（2）上的螺纹孔螺纹配合的螺栓固定在第二骨架（2）上。

3.根据权利要求1所述的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，其特征在于：所述第一宽度调节组件（6）包括安全带（61）、卡条（62）、卡条锁紧结构（63）、钢丝（64）、调节盘（65），调节盘底座（66）、调节盘锁紧结构（67）、布袋（68）和卡扣（69），所述卡条（62）、卡条锁紧结构（63）、钢丝（64）、调节盘底座（66）、调节盘锁紧结构（67）均设在布袋（68）的内部，所述调节盘底座（66）固定在布袋（68）的内部，所述布袋（68）上设有供调节盘（65）插入的通孔，所述调节盘（65）通过通孔插入布袋（68）内与调节盘底座（66）转动连接，所述安全带（61）的一侧固定在第二滑块（52）上，安全带（61）的另一侧固定在卡条（62）的一端，所述卡条（62）的另一端与钢丝（64）的一端固定连接，所述钢丝（64）的另一端固定在调节盘（65）的中心轴孔处，所述卡条（62）固定在卡条锁紧结构（63）上，所述调节盘锁紧结构（67）安装在调节盘底座（66）上，所述卡扣（69）的一端固定在第一滑块（42）上，所述卡扣（69）的另一端固定在布袋（68）靠近第一滑块（42）的一端上。

4.根据权利要求3所述的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，其特征在于：所述卡条锁紧结构（63）包括卡条锁紧按钮（631）、卡条底座（632）和卡条锁紧销（633），所述卡条底座（632）固定在布袋（68）内，所述卡条（62）卡设在卡条底座（632）上，所述卡条锁紧销（633）与卡条底座（632）转动连接，所述布袋（68）上设有供卡条锁紧按钮（631）穿过的通孔，所述卡条锁紧按钮（631）穿过通孔固定在卡条锁紧销（633）上。

5.根据权利要求4所述的一种用于下肢外骨骼机器人髋关节可调绑缚，其特征在于：所述调节盘锁紧结构（67）包括调节盘锁紧按钮（671）、齿轮（672）和调节盘锁紧销（673），所述齿轮（672）固定在调节盘（65）的中心轴上，所述调节盘底座（66）上设有安装座（661），所述调节盘锁紧销（673）与安装座（661）转动连接，所述布袋（68）上设有供调节盘锁紧按钮（671）穿过的通孔，所述调节盘锁紧按钮（671）穿过通孔固定在调节盘锁紧销（673）上。

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