CN113101150A - 一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,包括腰部穿戴机构,支撑机构以及驱动机构;所述腰部穿戴机构包括穿戴本体,安装在穿戴本体两侧的旋转轴以及固定安装在旋转轴上的驱动块;所述驱动机构用于驱动所述旋转轴转动;支撑机构包括支撑链;支撑链的顶部与驱动块固定连接,支撑链的底部安装有踏板;支撑链上间隔设有若干个伸缩调节结构,用于根据需求调整支撑链的长度。本申请提供的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,可根据身高进行适应性调节,在通过链传动的同时可提供支撑助力。
Description
技术领域
本公开一般涉及康复外骨骼技术领域,具体涉及一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统。
背景技术
随着年龄的增加,人体机能逐渐下降引起肌肉萎缩导致行动不便。为提供身体机能、助力助行的可穿戴式外骨骼应运而生。可穿戴式外骨骼广泛运用于军用领域、医疗康复领域等,如在军用领域,重助力外骨骼机器人可满足单兵负重的需要,在医疗康复领域,助力外骨骼机器人可满足下肢瘫痪、行走不便患者的需求。
可穿戴式外骨骼在相关技术中,刚性可穿戴式外骨骼在髋关节、膝关节、踝关节处多为铰接,如通过四杆机构驱动大小腿运动,但该外骨骼仅考虑膝关节前后伸展运动,忽略掉轻微的旋转运动,人机贴合性较差,造成外骨骼运动与人体下肢运动规律存在差异且不能根据人体身高进行调节,泛用性差。
相比于刚性机器人,柔性助力机器人具有低惯性,穿戴舒适的优点,但大多数柔性助力机器人仅起到助力作用;例如柔性助力机器人通常在腿部设置穿戴结构,通过绳索及驱动结构对其施加牵引力,起到助力的作用;然而由于其无法支撑下肢,故对患有关节炎的老年人助力助行仍存在较大问题。
发明内容
鉴于现有技术中的上述缺陷或不足,期望提供一种可根据身高进行适应性调节,在通过链传动的同时可提供支撑助力的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统。
本申请提供一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,包括腰部穿戴机构,支撑机构以及驱动机构;
所述腰部穿戴机构包括穿戴本体,安装在所述穿戴本体两侧的旋转轴以及固定安装在所述旋转轴上的驱动块;所述驱动机构用于驱动所述旋转轴转动;
所述支撑机构包括支撑链;所述支撑链的顶部与所述驱动块固定连接,所述支撑链的底部安装有踏板;
所述支撑链上间隔设有若干个伸缩调节结构,用于根据需求调整所述支撑链的长度。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述支撑链包括沿竖直方向设置的多个首尾支撑接触的支撑单元,以及安装在相邻两个所述支撑单元上的活动连接机构;
任意一个所述支撑单元为固定支撑节或可伸缩支撑节,所述支撑链至少包括一个可伸缩支撑节;
所述伸缩调节结构位于所述可伸缩支撑节中部,将所述可伸缩支撑节一分为二。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述固定支撑节与所述可伸缩支撑节间隔设置。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述伸缩调节结构包括:沿水平方向设置且两端设有反向螺纹的丝杆,分别与所述丝杆两端螺纹连接的第一滑块、第二滑块,位于所述丝杆上方的上安装座以及位于所述丝杆下方的下安装座;
所述第一滑块与所述上安装座、下安装座间铰接设置有第一连接杆;所述第二滑块与所述上安装座、下安装座间铰接设置有第二连接杆;
所述上安装座与所述可伸缩支撑节顶部固定连接,所述下安装座与所述可伸缩支撑节底部固定连接。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述支撑单元侧壁顶部沿竖直方向开设有第一滑槽;所述支撑单元内部设有与所述第一滑槽连通的安装腔体;所述安装腔体内且位于所述第一滑槽两侧沿竖直方向开设有第二滑槽;
所述支撑单元侧壁底部安装有转轴;
所述活动连接机构包括铰接杆,插入至所述第一滑槽内且可在所述第一滑槽内升降滑动的枢轴,位于所述第二滑槽内的滑轮,以及位于所述安装腔体内且与所述枢轴、滑轮连接的连接组件;
所述铰接杆的一端与相对位于上方的转轴连接,所述铰接杆的另一端与相对位于下方的枢轴转动连接。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述连接组件包括竖直连接件以及安装在所述竖直连接件上的水平连接件;所述竖直连接件与所述枢轴固定连接,所述水平连接件的两端与所述滑轮连接。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述支撑单元为类蝶形结构,所述支撑单元顶部设有卡槽,所述支撑单元底部设有凸起;所述凸起收容于相邻所述支撑单元的卡槽内;相邻两个所述支撑单元间安装有弹簧。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述支撑机构还包括安装在所述驱动块与所述支撑链之间的传动杆,以及安装在所述支撑链侧壁上的曲面杆;
所述曲面杆上安装有用于捆绑腿部的绑带。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述驱动机构包括电机、减速器、90°万向节以及钢丝软轴;
所述电机固定安装在所述穿戴本体上;
所述减速器的输入轴与所述电机的转轴传动连接,所述减速器的输出轴与所述90°万向节的一端传动连接;所述90°万向节远离所述减速器的一端与所述钢丝软轴的一端传动连接,所述钢丝软轴远离所述90°万向节的一端与所述旋转轴传动连接。
根据本申请实施例提供的技术方案,所述90°万向节上安装有限位支架。
本申请的有益效果在于:使用时,将所述穿戴本体穿戴于使用者腰部位置,通过若干个所述伸缩调节结构调节所述支撑链的长度,使得支撑链长度与腿部长度适配,使用者脚部可踩至所述踏板上;调节过程应尽量减小使用者关节处的伸缩调节结构的长度,使得伸缩调节结构不影响使用者腿部弯曲运动;
穿戴完成后开启所述驱动机构,所述驱动机构带动所述旋转轴旋转,所述旋转轴带动所述驱动块旋转,所述驱动块带动所述支撑链转动并带动使用者腿部进行助力行走;同时支撑链的支撑作用还可为使用者腿部提供支撑。
本申请提供的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,由于其支撑机构包括支撑链,同时在支撑链上间隔设置若干个伸缩调节结构,使得可根据使用者的实际高度、关节位置,对支撑链进行适应性调节,人机贴合性较强,不会与人体产生干涉,解决了使用者个体差异性难题;同时,通过支撑链的支撑作用,还可为使用者提供辅助支撑,便于老人使用。
附图说明
通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述,本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
图1为本申请提供的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统的结构示意图;
图2为图1所示的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统穿戴后初始状态示意图;
图3为图2所示的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统穿戴后助行状态示意图;
图4为图1所示支撑链的结构示意图;
图5为图4所示固定支撑节5的结构示意图;
图6为图4所示可伸缩支撑节6的结构示意图;
图7为图6所示伸缩调节结构的结构示意图;
图8为图4所示A部分的局部放大图;
图9为图8所示铰接杆21的结构示意图;
图10为图9所示枢轴22的结构示意图;
图11为图10所示滑轮23的安装结构示意图;
图12为图11所示第一滑槽18的俯视剖视结构示意图;
图13为图1所示驱动机构的结构示意图;
图14为图13所示肋板40的安装结构示意图;
图15为图1所示支撑单元内设有弹簧孔的结构示意图;
图16为图1所示驱动块3的结构示意图。
图中标号:
1、穿戴本体;2、旋转轴;3、驱动块;4、踏板;5、固定支撑节;6、可伸缩支撑节;7、第一支撑体;8、第二支撑体;9、第三支撑体;10、第四支撑体;11、丝杆;12、第一滑块;13、第二滑块;14、上安装座;15、下安装座;16、第一连接杆;17、第二连接杆;18、第一滑槽;19、第二滑槽;20、转轴;21、铰接杆;22、枢轴;23、滑轮;24、竖直连接件;25、水平连接件;26、电机;27、减速器;28、90°万向节;29、钢丝软轴;30、限位支架;31、卡槽;32、凸起;33、传动杆;34、曲面杆;35、安装腔体;36、腰带;37、主体固定板;38、辅助固定板;39、背带;40、肋板;41、轴承座;42、卡座;43、第一盲孔;44、第一弹簧孔;45、第二盲孔;46、第二弹簧孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明,而非对该发明的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与发明相关的部分。
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。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
请参考图1为本申请提供的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统结构意图,包括腰部穿戴机构,支撑机构以及驱动机构;
所述腰部穿戴机构包括穿戴本体1,安装在所述穿戴本体1两侧的旋转轴2以及固定安装在所述旋转轴2上的驱动块3;所述驱动机构用于驱动所述旋转轴2转动;
所述支撑机构包括支撑链;所述支撑链的顶部与所述驱动块3固定连接,所述支撑链的底部安装有踏板4;
所述支撑链上间隔设有若干个伸缩调节结构,用于根据需求调整所述支撑链的长度。
具体的,如图1所示,所述支撑机构为两个,分别设置于所述穿戴本体1左右两侧,对使用者的左腿及右腿提供助力行走及助力支撑。
具体的,所述踏板4侧壁上安装有踏板座,所述踏板座与所述支撑链中处于最底端的支撑单元底部固定连接。
具体的,如图13所示,所述穿戴本体1包括腰带36,安装在所述腰带36上的辅助固定板38以及安装在所述腰带36左右两侧的主体固定板37;
所述主体固定板37以及所述辅助固定板38均采用弧形薄板结构,所述腰带36长度可调;所述腰带36上安装有背带39,所述背带39呈条状结构,采用柔性材料制成,所述背带39长度可调。通过上述结构,使得穿戴本体1可与使用者的腰部有效贴合在一起,防止使用过程中穿戴本体1发生脱落,保证了该外骨骼系统工作的稳定性和可靠性。
具体的,如图14所示,所述主体固定板37底部设有通孔,所述通孔两端固定安装有肋板40,所述肋板40上开设有轴承座41,所述轴承座41内安装有轴承,所述旋转轴2与所述轴承转动连接。
工作原理:使用时,将所述穿戴本体1穿戴于使用者腰部位置,通过若干个所述伸缩调节结构调节所述支撑链的长度,使得支撑链长度与腿部长度适配,使用者脚部可踩至所述踏板4上;
由于使用者个体存在差异,为了避免伸缩调节结构与使用者的关节位置产生干涉,因此调节过程应尽量减小位于使用者关节处的伸缩调节结构的长度,或,通过调节其他位置的伸缩调节结构长度,使本来处于关节位置的伸缩调节结构上移或下移;以避免所述伸缩调节结构与使用者腿部干涉,影响腿部的正常弯曲运动;
穿戴完成后开启所述驱动机构,所述驱动机构带动所述旋转轴2旋转,所述旋转轴2带动所述驱动块3旋转,所述驱动块3带动所述支撑链转动并带动使用者腿部进行助力行走;同时支撑链的支撑作用还可为使用者腿部提供支撑。
本申请提供的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,由于其支撑机构包括支撑链,同时在支撑链上间隔设置若干个伸缩调节结构,使得可根据使用者的实际高度、关节位置,对支撑链进行适应性调节,解决了使用者个体差异性难题;可进行一定角度转动,人机贴合性较强;同时,所述支撑链还可为使用者提供辅助支撑,便于老人使用;
其中,在所述支撑链的优选实施方式中,所述支撑链包括沿竖直方向设置的多个首尾支撑接触的支撑单元,以及安装在相邻两个所述支撑单元上的活动连接机构;
任意一个所述支撑单元为固定支撑节5或可伸缩支撑节6,所述支撑链至少包括一个可伸缩支撑节6;
所述伸缩调节结构位于所述可伸缩支撑节6中部,将所述可伸缩支撑节一分为二。
具体的,所述支撑单元靠近腿部一侧为曲面结构,使得可贴近于腿部曲面,穿戴更为舒适。
具体的,多个沿竖直方向设置的所述支撑单元首尾相连共同构成所述支撑链;优选的,所述固定支撑节5以及所述可伸缩支撑节6的数量均为多个,所述可伸缩支撑节6均布设置。例如:如图4所示,所述支撑链包括十个支撑单元,十个支撑单元中包括五个固定支撑节以及五个可伸缩支撑节,所述固定支撑节与所述可伸缩支撑节间隔设置。
需要知道的是,图4中的支撑链是一种较为优选的具体实施方式,本申请不应对所述固定支撑节5、可伸缩支撑节6的连接顺序及数量进行限定,即任意一个所述支撑单元均可以为固定支撑节5或可伸缩支撑节6,所述支撑链至少包括一个可伸缩支撑节6。
工作原理:使用时,将所述穿戴本体1穿戴于使用者腰部位置,调节各个所述可伸缩支撑节6的长度,调节过程应尽量避免处于关节处的升降支撑节6的长度过长,以使得所述支撑链与使用者腿部适配,即:使用者脚部可踩至所述踏板4上,同时所述支撑链不影响使用者腿部弯曲运动,如图2所示;
穿戴完成后开启所述驱动机构,所述驱动机构带动所述旋转轴2旋转,所述旋转轴2带动所述驱动块3旋转,所述驱动块3带动位于最上方的支撑单元转动,由于相邻两个所述支撑单元上的活动连接机构,使得可依次带动其他各个支撑单元进行转动,带动使用者腿部进行助力行走,如图3所示;由于所述支撑单元两两相互支撑接触,使得在助力行走的同时可对使用者提供辅助支撑力。
通过上述结构,使得可根据使用者的实际高度、关节位置,适应性调节可伸缩支撑节6的长度,解决了使用者个体差异性难题;通过沿竖直方向设置的多个首尾支撑接触的支撑单元以及安装在相邻两个所述支撑单元上的活动连接机构,使得其可对人体腿部提供助力支撑,同时也保障使用者腿部弯曲的过程中,所述支撑链依然可与使用者腿部保持贴合且贴合性较强。
其中,在所述支撑单元的优选实施方式中,所述固定支撑节5与所述可伸缩支撑节6间隔设置,如图4所示。
通过将所述固定支撑节5与所述可伸缩支撑节6间隔设置,一方面使得所述支撑链可最大化的针对于各个位置进行高度调节,避免了所述可伸缩支撑节6集中设置时,为调整至适应高度使得部分关节处支撑节长度过长,导致关节处无法伸展;另一方面也避免全部使用可伸缩支撑节6时,系统重量较重,对助力行走产生负担。
其中,在所述伸缩调节结构的优选实施方式中,如图7所示,所述伸缩调节结构包括:沿水平方向设置且两端设有反向螺纹的丝杆11,分别与所述丝杆11两端螺纹连接的第一滑块12、第二滑块13,位于所述丝杆11上方的上安装座14以及位于所述丝杆11下方的下安装座15;
所述第一滑块12与所述上安装座14、下安装座15间铰接设置有第一连接杆16;所述第二滑块13与所述上安装座14、下安装座15间铰接设置有第二连接杆17;
所述上安装座14与所述可伸缩支撑节6顶部固定连接,所述下安装座15与所述可伸缩支撑节6底部固定连接。
如图5所示,所述固定支撑节5包括第一支撑体7以及固定安装在所述第一支撑体7底部的第二支撑体8;
如图6所示,所述可伸缩支撑节6包括相对位于上方的第三支撑体9,相对位于下方的第四支撑体10,以及安装在所述第三支撑体9与所述第四支撑体10之间的伸缩调节结构。
具体的,所述第一支撑体7与所述第二支撑体8为一体式结构。
优选的,所述第三支撑体9底部开设有用于安装所述上安装座14的上安装槽,所述第四支撑体10顶部开设有用于安装所述下安装座15的下安装槽。
优选的,所述丝杆11的一端安装有用于转动所述丝杆11的摇把。
工作原理:使用过程中,通过转动所述丝杆11,使得第一滑块12、第二滑块13沿水平方向移动,由于所述丝杆11两端的螺纹反向,因此所述第一滑块12与所述第三滑块13的运动方向相反;
由于所述第一滑块12与所述上安装座14间以及所述第一滑块12与所述下安装座15间均铰接设置有第一连接杆16,所述第二滑块13与所述上安装座14间以及所述第二滑块13与所述下安装座15间均铰接设置有第二连接杆17;因此当所述第一滑块12与所述第二滑块13反向运动时,所述上安装座14与所述下安装座15可进行升降运动。
其中,在所述支撑单元的优选实施方式中,如图8至图12所示,所述支撑单元侧壁顶部沿竖直方向开设有第一滑槽18;所述支撑单元内部设有与所述第一滑槽18连通的安装腔体35;所述安装腔体35内且位于所述第一滑槽18两侧沿竖直方向开设有第二滑槽19;
所述支撑单元侧壁底部安装有转轴20;
所述活动连接机构包括铰接杆21,插入至所述第一滑槽18内且可在所述第一滑槽18内升降滑动的枢轴22,位于所述第二滑槽19内的滑轮23,以及位于所述安装腔体35内且与所述枢轴22、滑轮23连接的连接组件;
所述铰接杆21的一端与相对位于上方的转轴20连接,所述铰接杆21的另一端与相对位于下方的枢轴22转动连接。
具体的,所述枢轴22上安装有轴承,所述铰接杆21通过所述轴承与所述枢轴22转动连接;所述支撑单元与所述转轴20间安装有轴承,使得所述转轴20可在所述支撑单元上转动。
具体的,所述支撑单元两侧分别开设有与所述第二滑槽19连通的安装盲孔,通过所述安装盲孔,使得可以很方便的将所述滑轮23安装在所述第二滑槽19内。
工作原理:当使用者处于站立状态时,每个所述支撑单元均沿竖直方向设置,所述铰接杆21连接相邻两个所述支撑单元,并提供了支撑力。当驱动装置开启,使用者处于助力行走状态时,相对位于上方的支撑单元与相对位于下方的支撑单元间产生相对角度变化,此时由于所述铰接杆21与其下方的枢轴22转动连接,与其上方的转轴20连接;使得所述铰接杆21沿所述转轴20转动,同时带动所述枢轴22在所述第一滑槽18内升降,由于所述枢轴22通过连接组件与所述滑轮23连接,使得所述滑轮23可在所述第二滑槽19内滚动,减少了升降过程中所述活动连接机构与所述支撑单元间的摩擦,提高了装置的使用寿命。
由于所述支撑单元内设有安装腔体35,所述滑轮23以及连接组件设置在所述安装腔体35内,使得滑轮与连接组件可与外界环境隔离,避免与外部环境产生干涉而影响使用过程,同时也提高了装置的使用寿命。
可以知道的是,所述第一滑槽18、第二滑槽19以及安装腔体35均安装在所述支撑单元顶部位置,所述转轴20设置在所述支撑单元底部位置;所述支撑单元包括固定支撑节以及可伸缩支撑节,因此如图5及图6所示:
对于固定支撑节5:所述第一滑槽18、第二滑槽19以及安装腔体35均设置在相对位于上的第一支撑体7上,所述转轴20设置在相对位于下的第二支撑体8上。
对于可伸缩支撑节6:所述第一滑槽18、第二滑槽19以及安装腔体35均设置在相对位于上的第三支撑体9上,所述转轴20设置在相对位于下的第四支撑体10上。
优选的,所述第一支撑体7、第二支撑体8、第三支撑体9、第四支撑体10均是由两个壳体通过紧固件可拆卸拼接而成,以便于将连接组件、滑轮23等安装在其内部。
其中,在所述连接组件的优选实施方式中,所述连接组件包括竖直连接件24以及安装在所述竖直连接件24上的水平连接件25;所述竖直连接件24与所述枢轴22固定连接,所述水平连接件25的两端与所述滑轮23连接。
具体的,所述枢轴22靠近所述第一滑槽18一端沿竖直方向设有第一通孔,所述竖直连接件24插入至所述第一通孔内,所述竖直连接件24底部侧壁沿水平方向设有第二通孔,所述水平连接件25插入至所述第二通孔内;所述枢轴22、竖直连接件24、水平连接件25两两垂直。优选的,所述第一通孔内安装有轴承,所述竖直连接件24通过所述轴承与所述枢轴22转动连接。
其中,在所述支撑单元的优选实施方式中,如图5及图6所示,所述支撑单元为类蝶形结构,所述支撑单元顶部设有卡槽31,所述支撑单元底部设有凸起32;所述凸起32收容于相邻所述支撑单元的卡槽31内;相邻两个所述支撑单元间安装有弹簧。
优选的,所述支撑单元顶部设有两个所述卡槽31,所述卡槽为弧形卡槽;对应的,所述支撑单元底部设有两个所述凸起32,所述凸起32为弧形凸起。
可以知道的是,所述支撑单元包括固定支撑节以及可伸缩支撑节两种,因此:
对于固定支撑节5,如图5所示,所述卡槽31设置在相对位于上的第一支撑体7顶部,所述凸起32设置在相对位于下的第二支撑体8底部;
对于可伸缩支撑节6,如图6所示,所述卡槽31设置在相对位于上的第三支撑体9顶部,所述凸起32设置在相对位于下的第四支撑体10底部;
优选的,如图15所示,所述第一支撑体7以及第三支撑体9内设有第一盲孔43,所述第一盲孔43沿水平方向设置,所述第一支撑体7以及所述第三支撑体9顶部两侧设有与所述第一盲孔43连通的第一弹簧孔44,所述第一弹簧孔44沿竖直方向设置;所述第一盲孔43内安装有第一横杆;
相似的,所述第二支撑体8以及第四支撑体10内设有二盲孔45,所述第二盲孔45沿水平方向设置,所述第二支撑体8以及所述第四支撑体10底部两侧设有与所述第二盲孔45连通的第二弹簧孔46,所述第二弹簧孔46沿竖直方向设置;所述第二盲孔45内安装有第二横杆;
所述弹簧安装在两个支撑单元之间,即相对位于上的第二弹簧孔46与相对位于下的第一弹簧孔44之间;所述弹簧两端分别与所述第一横杆、第二横杆固定连接。
其中,在所述支撑机构的优选实施方式中,如图1所示,所述支撑机构还包括安装在所述驱动块3与所述支撑链之间的传动杆33,以及安装在所述支撑链侧壁上的曲面杆34;
所述曲面杆34上安装有用于捆绑腿部的绑带。
具体的,如图6所示,所述驱动块3上开设有用于与所述旋转轴2固定连接的安装孔,所述驱动块3底部侧壁上安装有卡座42,所述驱动块3靠近所述卡座一侧开设有第一凹槽,所述卡座靠近所述驱动块3一侧开设有第二凹槽,所述第一凹槽与所述第二凹槽共同形成用于使所述传动杆33穿入的安装通道。
其中,在所述驱动机构的优选实施方式中,如图13及图14所示,所述驱动机构包括电机26、减速器27、90°万向节28以及钢丝软轴29;
所述电机26固定安装在所述穿戴本体1上;
所述减速器27的输入轴与所述电机26的转轴传动连接,所述减速器27的输出轴与所述90°万向节28的一端传动连接;所述90°万向节28远离所述减速器27的一端与所述钢丝软轴29的一端传动连接,所述钢丝软轴29远离所述90°万向节28的一端与所述旋转轴2动连接。
具体的,所述电机26安装在所述穿戴本体1上且位于腰背一侧;
具体的,所述减速器27为行星减速器,所述90°万向节28与所述减速器27间安装有第一联轴器,所述90°万向节28与所述钢丝软轴29间安装有第二联轴器。
通过90°万向节28以及所述钢丝软轴29,使得改变了驱动力的传递方向,使电机26能够更省力地驱动旋转轴2转动,同时也使结构整体更加紧凑,减小了驱动机构的占用空间。
其中,在所述90°万向节的优选实施方式中,如图13所示,所述90°万向节28上安装有限位支架30,使得可防止所述90°万向节28在矢状面转动。
以上描述仅为本申请的较佳实施例以及对所运用技术原理的说明。本领域技术人员应当理解,本申请中所涉及的发明范围,并不限于上述技术特征的特定组合而成的技术方案,同时也应涵盖在不脱离所述发明构思的情况下,由上述技术特征或其等同特征进行任意组合而形成的其它技术方案。例如上述特征与本申请中公开的(但不限于)具有类似功能的技术特征进行互相替换而形成的技术方案。
Claims (10)
1.一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:包括腰部穿戴机构,支撑机构以及驱动机构;
所述腰部穿戴机构包括穿戴本体(1),安装在所述穿戴本体(1)两侧的旋转轴(2)以及固定安装在所述旋转轴(2)上的驱动块(3);所述驱动机构用于驱动所述旋转轴(2)转动;
所述支撑机构包括支撑链;所述支撑链的顶部与所述驱动块(3)固定连接,所述支撑链的底部安装有踏板(4);
所述支撑链上间隔设有若干个伸缩调节结构,用于根据需求调整所述支撑链的长度。
2.根据权利要求1所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述支撑链包括沿竖直方向设置的多个首尾支撑接触的支撑单元,以及安装在相邻两个所述支撑单元上的活动连接机构;
任意一个所述支撑单元为固定支撑节(5)或可伸缩支撑节(6),所述支撑链至少包括一个可伸缩支撑节(6);
所述伸缩调节结构位于所述可伸缩支撑节(6)中部,将所述可伸缩支撑节(6)一分为二。
3.根据权利要求2所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述固定支撑节(5)与所述可伸缩支撑节(6)间隔设置。
4.根据权利要求2所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述伸缩调节结构包括:沿水平方向设置且两端设有反向螺纹的丝杆(11),分别与所述丝杆(11)两端螺纹连接的第一滑块(12)、第二滑块(13),位于所述丝杆(11)上方的上安装座(14)以及位于所述丝杆(11)下方的下安装座(15);
所述第一滑块(12)与所述上安装座(14)、下安装座(15)间铰接设置有第一连接杆(16);所述第二滑块(13)与所述上安装座(14)、下安装座(15)间铰接设置有第二连接杆(17);
所述上安装座(14)与所述可伸缩支撑节(6)顶部固定连接,所述下安装座(15)与所述可伸缩支撑节(6)底部固定连接。
5.根据权利要求2所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述支撑单元侧壁顶部沿竖直方向开设有第一滑槽(18);所述支撑单元内部设有与所述第一滑槽(18)连通的安装腔体(35);所述安装腔体(35)内且位于所述第一滑槽(18)两侧沿竖直方向开设有第二滑槽(19);
所述支撑单元侧壁底部安装有转轴(20);
所述活动连接机构包括铰接杆(21),插入至所述第一滑槽(18)内且可在所述第一滑槽(18)内升降滑动的枢轴(22),位于所述第二滑槽(19)内的滑轮(23),以及位于所述安装腔体(35)内且与所述枢轴(22)、滑轮(23)连接的连接组件;
所述铰接杆(21)的一端与相对位于上方的转轴(20)连接,所述铰接杆(21)的另一端与相对位于下方的枢轴(22)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述连接组件包括竖直连接件(24)以及安装在所述竖直连接件(24)上的水平连接件(25);所述竖直连接件(24)与所述枢轴(22)固定连接,所述水平连接件(25)的两端与所述滑轮(23)连接。
7.根据权利要求2所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述支撑单元为类蝶形结构,所述支撑单元顶部设有卡槽(31),所述支撑单元底部设有凸起(32);所述凸起(32)收容于相邻所述支撑单元的卡槽(31)内;相邻两个所述支撑单元间安装有弹簧。
8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述支撑机构还包括安装在所述驱动块(3)与所述支撑链之间的传动杆(33),以及安装在所述支撑链侧壁上的曲面杆(34);
所述曲面杆(34)上安装有用于捆绑腿部的绑带。
9.根据权利要求1-7任意一项所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述驱动机构包括电机(26)、减速器(27)、90°万向节(28)以及钢丝软轴(29);
所述电机(26)固定安装在所述穿戴本体(1)上;
所述减速器(27)的输入轴与所述电机(26)的转轴传动连接,所述减速器(27)的输出轴与所述90°万向节(28)的一端传动连接;所述90°万向节(28)远离所述减速器(27)的一端与所述钢丝软轴(29)的一端传动连接,所述钢丝软轴(29)远离所述90°万向节(28)的一端与所述旋转轴(2)传动连接。
10.根据权利要求9所述的一种考虑个体差异的柔性传动助行康复外骨骼系统,其特征在于:所述90°万向节(28)上安装有限位支架(30)。
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