CN114734422A - 一种多自由度快拆关节及外骨骼 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多自由度快拆关节,包括万向传动机构和快拆件,所述万向传动机构和所述快拆件以可快拆拆解的方式快拆连接。本发明通过在万向传动机构内设置快拆件,且通过至少一个活动锁止件来实现两者的快拆连接,使得在能够实现多自由度的基础上,还能够进行快速拆解,从而使得可实现外骨骼各个部分的模块化,进而便于实现外骨骼中某些部件的维修或迭代替换,也便于用户穿脱,提高了用户体验。
Description
技术领域
本发明涉及外骨骼,尤其涉及一种多自由度快拆关节及具有该多自由度快拆关节的外骨骼。
背景技术
外骨骼是一种可穿戴在人体外部的机械装置,该装置可以顺应人体肢体运动,辅助人体承受负重或人体自身体重,并通过其机械结构将负重或人体的重力高效传至地面,甚至辅助人体肢体进行运动,因此它在灾难救援、单兵负重、消防抢险、户外徒步、物流运输等领域都有较强的应用前景。
目前,已有多种外骨骼用于辅助人体负重,例如,背部背负的方式搬运物资,或者前置搬运的方式,或者肩扛与背负的方式协同搬运物质的外骨骼等等。为了适应于人体的各个关节,外骨骼也对应设计了各种关节,例如,髋关节外骨骼、膝关节外骨骼、肘关节外骨骼和腕关节外骨骼等等,从而适应于人体相应关节的运动。然而,现有的外骨骼技术大多采用单自由度的关节,或者由多个单自由度共同组成多自由度关节,并且大多未考虑关节的快拆功能,尤其是多自由度关节(例如,具有两个自由度或两个自由度以上的关节)。这就使得外骨骼无法实现模块化,从而不便于维修或者部件替换或者外骨骼的更新迭代,并且,也不便于用户穿脱,降低了用户体验。
有鉴于此,研究一种能够实现快拆的多自由度关节具有重大意义。
发明内容
为解决部分地解决上述问题,本发明提供了一种多自由度快拆关节,使得在能够实现多自由度运动的,同时能够实现快速拆解或组装,从而便于维修或者部件替换或者外骨骼的更新迭代。
为解决上述问题,本发明的第一方面,在于提供一种多自由度快拆关节,包括:万向传动机构和快拆件,所述万向传动机构和所述快拆件之间设置有至少一个活动锁止件;当所述活动锁止件位于由所述万向传动机构和所述快拆件共同形成的第一锁止空间时,所述万向传动机构与所述快拆件以可快速拆解的方式快拆连接。
在本公开的一示例性实施例中,所述万向传动机构包括:球形万向节和十字轴万向节。
在本公开的一示例性实施例中,所述快拆件包括:分体式快拆件和一体式快拆件。
在本公开的一示例性实施例中,所述分体式快拆件包括:第一快拆轴套,以可沿所述第一快拆轴套轴向滑动的方式安装在所述第一快拆轴套内的快拆芯轴,以及固定连接在所述快拆芯轴操作端的快拆按钮,其中,所述第一快拆轴套上设置有用于向所述活动锁止件提供活动空间的锁止楔孔;当所述第一快拆轴套与所述万向传动机构相配合时,所述锁止楔孔与所述万向传动机构内设置的第一锁止槽相连通形成所述第一锁止空间。
在本公开的一示例性实施例中,所述第一快拆轴套内对应于所述快拆按钮和所述快拆芯轴的操作端处设置有第一容置槽,所述快拆按钮安装在所述第一容置槽内,且所述第一容置槽的槽底与所述快拆按钮之间设置有用于向所述快拆按钮提供回复力的第一弹性复位件。
在本公开的一示例性实施例中,所述快拆芯轴的锁止端设置有可与所述活动锁止件相配合的第二锁止槽;初始状态下,当施加外作用力于所述快拆按钮,使得所述第二锁止槽与所述锁止楔孔相连通形成第二锁止空间时,所述活动锁止件从所述第一锁止空间移动至所述第二锁止空间,所述万向传动机构与所述快拆件快速拆解。
在本公开的一示例性实施例中,所述一体式快拆件的锁止端设置有可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;当所述一体式快拆件与所述万向传动机构相配合时,所述第一锁止槽与所述万向传动机构内设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
在本公开的一示例性实施例中,所述球形万向节包括:第一连接端盖,以及以可相对于所述第一连接端盖转动的方式安装在所述第一连接端盖内的球形体,所述球形体内开设有可与所述快拆件相配合的快拆孔,且所述快拆孔内设置有至少一个可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;当所述快拆件与所述快拆孔相配合时,所述第一锁止槽与所述快拆件上设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
在本公开的一示例性实施例中,所述球形万向节包括:第一连接端盖,以可相对于所述第一连接端盖转动的方式安装在所述第一连接端盖内的球形体,以及设置在所述球形体内的快拆按钮和第一快拆轴套,其中,所述快拆按钮以可相对于所述第一快拆轴套滑动的方式设置在所述第一快拆轴套的一端,且所述第一快拆轴套上设置有用于向所述活动锁止件提供活动空间的锁止楔孔;当所述快拆件与所述第一快拆轴套相配合时,所述锁止楔孔与所述快拆件上设置的第一锁止槽相连通形成所述第一锁止空间。
在本公开的一示例性实施例中,所述快拆按钮内设置有可与所述活动锁止件相配合的第二锁止槽;初始状态下,当施加外作用力于所述快拆按钮,使得所述第二锁止槽与所述锁止楔孔相连通形成第二锁止空间时,所述活动锁止件从所述第一锁止空间移动至所述第二锁止空间,所述快拆件与所述球形万向节快速拆解。
在本公开的一示例性实施例中,所述球形体内开设有第一容置槽,所述快拆按钮安装在所述第一容置槽内,且所述快拆按钮与所述第一容置槽的槽底之间设置有第一弹性复位件。
在本公开的一示例性实施例中,所述球形体内还设置有与所述第一容置槽相连通的第二容置槽,所述第一快拆轴套安装在所述第二容置槽内,且所述第一快拆轴套的一端延伸至所述快拆按钮内开设的第三容置槽内。
在本公开的一示例性实施例中,所述十字轴万向节包括:第一快拆支架和快拆底座,所述快拆底座以可相对于所述第一快拆支架绕第一轴向和/或第二轴向转动的方式安装在所述第一快拆支架上,其中,所述第一轴向与所述第二轴向相互垂直,所述快拆底座内设置有可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;当所述快拆件与所述快拆底座相配合时,所述第一锁止槽与所述快拆件上设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
在本公开的一示例性实施例中,所述第一快拆支架上沿所述第一轴向对称设置有两个第一转轴端头,和/或,所述快拆底座上沿所述第二轴向对称设置有两个第二转轴端头,且所述第一快拆支架与所述快拆底座之间设置有第二快拆支架,所述第二快拆支架上对应于所述第一转轴端头和/或所述第二转轴端头的位置分别设置有转轴轴承,其中,所述第一转轴端头和/或所述第二转轴端头分别与相应的所述转轴轴承相配合。
在本公开的一示例性实施例中,所述快拆底座包括:安装底座,以及可相对于所述安装底座转动的方式安装在所述安装底座内的第二快拆轴套,其中,两个所述第二转轴端头沿所述第二轴向对称设置在所述安装底座上;而所述第一锁止槽设置在所述第二快拆轴套的锁止端。
在本公开的一示例性实施例中,所述快拆底座还包括:设置在所述安装底座一侧,用于向所述第二快拆轴套提供回弹力的第一弹性复位机构,所述第一弹性复位机构与所述第二快拆轴套同轴转动连接;和/或,设置在所述安装底座另一侧,用于向所述第二快拆轴套提供阻尼力的第一阻尼机构,所述第一阻尼机构与所述第二快拆轴套同轴转动连接。
在本公开的一示例性实施例中,所述多自由度快拆关节还包括:与所述快拆底座同轴转动连接的第二弹性复位机构,和/或,与所述快拆底座同轴转动连接的第二阻尼机构。
在本公开的一示例性实施例中,所述多自由度快拆关节还包括:以可相对于所述万向传动机构绕第二轴向转动的方式与所述万向传动机构转动连接的第一连杆,以及与设置在所述万向传动机构上,用于向所述第一连杆提供回复力的第三弹性复位机构;和/或,设置在所述万向传动机构上,用于向所述第一连杆提供阻尼力的第三阻尼机构。
本发明的第二方面,在于还提供了一种外骨骼,其包括上述的多自由度快拆关节。
有益效果:
本发明通过在万向传动机构,如球形万向节或十字轴万向节内设置快拆件,且该快拆件与万向传动机构之间以可快速拆解的方式快拆连接,使得在能够实现多自由度的基础上,还能够将进行快速拆解或快速组装,从而实现外骨骼各个部分的模块化,进而便于实现外骨骼中某些部件的维修或迭代替换,也便于用户穿脱,提高了用户体验。
进一步地,本发明的该多自由度快拆关节的该快拆件包括一体式快拆件和分体式快拆件,相应地,该万向传动机构包括球形万向节和十字轴万向节,且该一体式快拆件可分别与该球形万向节或十字轴万向节以可快速快拆的方式一体式快拆连接和分体式快拆连接,或者,该分体式快拆件可分别与该球形万向节或十字轴万向节以可快速快拆的方式一体式快拆连接和分体式快拆连接,使得可根据不同的应用场景选择不同的快拆连接方式,扩宽了外骨骼的应用场景,并为用户提供了多样性选择,进一步提高了用户体验。
进一步地,通过在一个自由度,或者每个上设置相应的弹性复机构和/或阻尼机构,如通过在快拆底座与第一快拆支架之间的第一转轴端头和/或第二转轴端头上同轴设置相应的弹性复位机构和/或阻尼机构,或者,在万向传动机构与第一连杆之间的转轴上设置相应的弹性复位机构和/或阻尼机构,从而提供缓冲的功能,避免因运动过快或过猛而造成关节卡死或故障等情况,例如,通过在快拆底座和第一快拆支架之间设置弹性复位机构和 /阻尼机构。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图:
图1是根据第一示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例的结构示意图;
图2是根据第一示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中球形万向节与分体式快拆件的分离示意图;
图3是根据第一示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例结构的爆炸示意图;
图4是根据第一示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中球形万向节与分体式快拆件进行组装的示意图;
图5是根据第一示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中分体式快拆件与球形万向节快拆连接(即处于初始状态时)的示意图;
图6是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中球形万向节与一体式快拆件的分离示意图;
图7是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例结构的爆炸示意图;
图8是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中球形万向节和一体式快拆件进行组装的示意图;
图9是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中球形万向节和一体式快拆件快拆连接(即处于初始状态时)的示意图;
图10a是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第一运动方向的示意图;
图10b是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第二运动方向的示意图;
图10c是根据第二示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第三运动方向的示意图;
图11是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例的结构示意图;
图12是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例结构中十字轴万向节的爆炸示意图;
图13a是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中分体式快拆件的爆炸示意图;
图13b是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中分体快拆件的剖视图;
图14a是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中快拆底座第一视角的爆炸示意图;
图14b是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中快拆底座第二视角的爆炸示意图;
图15a是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中快拆底座的剖视图;
图15b是根据第三示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中快拆底座与分体式快拆件相配合后的剖视图;
图16是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例的结构示意图;
图17a是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中十字轴万向节与分体式快拆件第一视角的分离示意图;
图17b是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中十字轴万向节与分体式快拆件第二视角的分离示意图;
图18是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例的爆炸示意图;
图19a是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第二弹性复位机构和第二阻尼机构第一视角的爆炸示意图;
图19b是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第二弹性复位机构和第二阻尼机构第二视角的爆炸示意图;
图20a是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第三弹性复位机构和第三阻尼机构第一视角的爆炸示意图;
图20b是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第三弹性复位机构和第三阻尼机构第二视角的爆炸示意图;
图20c是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第三弹性复位机构和第三阻尼机构相配合第一视角的示意图;
图20d是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例中第三弹性复位机构和第三阻尼机构相配合第二视角的示意图;
图21是根据第四示例性实施例示出的一种多自由度快拆关节实施例的剖视图。
其中,1为第一连杆;2为第一连接端盖,24为球形轴瓦,22为轴瓦安装底座,25为轴瓦端盖,23为轴瓦挡圈;4为第二连杆,40为第二连接端盖;3a为分体式快拆件,3b为一体式快拆件,31为活动锁止件,32为第一快拆轴套,321为锁止楔孔,322为快拆芯槽,34 为快拆芯轴,35为快拆按钮,350为基部,351为操作部,33为第一弹性复位件,341为第二锁止槽,343为定位轴颈,232为第二限位件,36为第一限位件;5为球形万向节,50 为球形体,51为快拆孔,501为第一锁止槽;6为十字轴万向节,61为第一快拆支架,63 为快拆底座,01为第一轴向,02为第二轴向,03为第三轴向,71为第一转轴端头,72为第二转轴端头,73为转轴轴承,62为第二快拆支架,621为第一轴承座,622为第二轴承座, 630为安装底座,631为第二快拆轴套,6301为隔板,6312为内耳安装槽,6311为多边形台阶;8为第一弹性复位机构,81为扭簧,82为扭簧轴承,83为第一安装盖,831为扭簧轴承安装座,812为内支耳,811为外支耳,832为外耳安装槽;9为第一阻尼机构,91为阻尼盒,91a为阻尼内盖,91b为阻尼外盖,910为阻尼液波动块,911为阻尼液注入孔,920 为阻尼液导流槽,94为阻尼轴承,93为第二安装盖,931为阻尼盒轴承安装座;10为第二弹性复位机构,101a为扭簧保护外盖,101b为扭簧保护内盖;11为第二阻尼机构;15为第三弹性复位机构,19为第三阻尼机构;111a为阻尼保护外盖,111b为阻尼保护外盖,830 为第一安装腔,833为第二安装腔,933为第三安装腔,932为第四安装腔,183为固定件, 14为保护外盖,141为第一保护外盖,142为第二保护外盖,13为紧固件,112为对锁端轴承,16为对锁轴承座,161为对锁端轴承内座,162为对锁螺钉安装孔,17为对锁螺钉, 182为对锁孔
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本文中,使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明,其本身没有特定的意义。因此,“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。
名词释义:
多自由度快拆关节:本文中的“多自由度快拆关节”是指为了实现外骨骼的各个部分的模块化,能够实现外骨骼各个关节或者各个部件之间的快速组装/快速拆解,且能够实现两个或两个以上自由度的部位。例如髋关节、膝关节、踝关节,或者背负助力机构中脊椎运动适应机构与髋部机构之间的连接部分,或者脊椎运动适应机构与肩部支撑机构之间的连接部位等均可被设置成快速拆解/快速组装。
快拆连接:本文中的“快拆连接”是指快拆关节中的相应部件之间能够以快速拆解的方式相连。具体地,本文中的“快拆连接”包括:一体式快拆连接和分体式快拆连接。其中,一体式快拆连接是指快拆件作为一个单独的元件可直接与万向传动机构以可快速拆解的方式相连;分体式快拆连接是指快拆件由多个元件组成后,才能够与万向传动机构以可快速拆解的方式连接,当然该多个元件之间也可快拆连接。
为了实现外骨骼的模块化,从而便于维修或者部件替换或者更新迭代,并且便于用户穿脱,提高用户体验,本发明提供了一种多自由度快拆关节,包括以可快拆拆解的方式快拆连接的万向传动机构和快拆件。具体地,该万向传动机构和该快拆件之间设置有至少一个活动锁止件,即该万向传动机构和快拆件通过该活动锁止件快拆连接。初始状态(即该万向传动机构与该快拆件快拆连接)时,该活动锁止件位于该快拆件和该万向传动机构共同形成的第一锁止空间(例如,可分别在该万向传动机构内设置第一锁止槽,快拆件上设置锁止楔孔,当该第一锁止槽与该锁止楔孔相连通时,形成该第一锁止空间;当然,也可反过来,如在万向传动机构内设置锁止楔孔,而在快拆件上设置第一锁止槽)。
其中,该万向传动机构(如球形万向节,十字轴万向节等万向节)和快拆件具体地以可快速拆解的方式分体式快拆连接,或者一体式快拆连接。例如,通过在该分体式快拆件上设置至少一个可与活动锁止件相配合的锁止楔孔(具体地,在该分体式快拆件中的快拆轴套上开设相应的锁止楔孔),相应地,在万向传动机构内设置可与该活动锁止件相配合的第一锁止槽;或者,通过在该万向传动机构内设置可与至少一个活动锁止件相配合的锁止楔孔,在一体式快拆件上设置可与该活动锁止件相配合的第一锁止槽,从而当将快拆件安装在该万向传动机构内,且该锁止楔孔与该第一锁止槽相连通形成第一锁止空间时,该活动锁止件在该快拆件的作用下,移动至该第一锁止空间内,从而将该分体式快拆件/一体式快拆件与该万向传动机构分体式快拆连接/一体式快拆连接。
进一步地,在该万向传动机构和/或快拆件上设置用于提供回复力的弹性复位机构(包括扭簧等弹性复位件),和/或用于提供阻尼力的阻尼机构(包括内设阻尼液导流槽和阻尼液拨动块的阻尼盒)。例如,在十字轴万向节中,其中一个或两个轴向上设置阻尼回弹机构(参见实施例三),或者,同时在相互垂直的三个轴向上分别设置阻尼回弹机构(参见实施例四)。
实施例一多自由度分体式快拆关节
参见图1,为一示例性实施例的一种多自由度快拆关节实施例结构示意图。具体地,该多自由度快拆关节包括万向传动机构和快拆件,其中,该万向传动机构和该快拆件通过至少一个活动锁止件(如球形滚珠)进行快拆连接。
在一些实施例中,该多自由度快拆关节的万向传动机构可安装在第一连接端盖 2内,然后通过与该第一连接端盖2相连的第一连杆1连接至外骨骼相应部位,相应地,该快拆件通过第二连杆4连接至外骨骼相应部位即可。具体地,该万向传动机构采用球形万向节5,且该球形万向节5以可相对于该第一连接端盖2转动的方式安装在该第一连接端盖2 内,而该快拆件则采用分体式快拆件3a,且该球形万向节5和该分体式快拆件3a以可快速拆解的方式分体式快拆连接。
在一些实施例中,参见图2和图3,该第一连接端盖2包括用于安装该球形万向节5的球形轴瓦24,用于安装该球形轴瓦24的轴瓦安装底座22,以及分别位于该轴瓦安装底座22两侧,用于将球形轴瓦24限定在该轴瓦安装底座22内的轴瓦端盖25和轴瓦挡圈 23。将球形万向节5安装在该第一连接端盖2内时,先将球形万向节5安装在该球形轴瓦 24内,然后将该球形轴瓦24安装在该轴瓦安装底座22内,然后将该轴瓦端盖25和轴瓦挡圈23分别固定在该球形轴瓦24的两侧,以将该球形轴瓦24稳定安装在该轴瓦安装底座22 上即可。
在一些实施例中,参见图2和图3,通过在该分体式快拆件3a上设置至少一个可与活动锁止件31(如球形滚珠)相配合的锁止楔孔321,相应地,在该球形万向节5 内设置可与该活动锁止件31相配合的至少一个第一锁止槽501(当然也可设置为一个环形槽),当将该分体式快拆件3a安装在该球形万向节5内,使得该锁止楔孔321与该球形万向节5内的第一锁止槽501相连通形成第一锁止空间时,活动锁止件31在该分体式快拆件 3a的作用下,移动至该第一锁止空间(即该活动锁止件31同时与该锁止楔孔321和第一锁止槽501配合,参见图5),使得该分体式快拆件3a与该球形万向节5分体式快拆连接。由此可知,初始状态(即快拆件与该万向传动机构快拆连接)时,该活动锁止件31位于由该球形万向节5(内的第一锁止槽501)和该分体式快拆件3a(内的该锁止楔孔321)共同形成的第一锁止空间。
相应地,当施加外作用力于与球形万向节5分体式快拆连接的分体式快拆件 3a,使得该活动锁止件31脱离第一锁止槽501(例如,参见图4,当锁止楔孔321与该第一锁止槽501错开,使得活动锁止件未与该第一锁止槽501相配合)时,分体式快拆件3a与该球形万向节5快速拆解。
在一些实施例中,参见图3和图4,该球形万向节5包括与该球形轴瓦24相配合的球形体50,该球形体50内开设有可供该分体式快拆件3a插入的快拆孔51,且该快拆孔51的孔壁上开设有可与该活动锁止件31相配合的第一锁止槽501,当将该分体式快拆件3a逐渐插入该快拆孔51内时,该分体式快拆件3a上的锁止楔孔321也逐渐靠近该第一锁止槽501,并最终与该第一锁止槽501相连通形成第一锁止空间,此时,若施加外作用力于该分体式快拆件3a(上的快拆按钮35),使得该活动锁止件31在该分体式快拆件3a(内的快拆芯轴34)的作用下,移动至该第一锁止空间,从而该活动锁止件31将该分体式快拆件3a(中的第一快拆轴套32)与该球形体50自锁,即分体式快拆件3a与球形万向节5快拆连接,参见图5。
在一些实施例中,参见图3和图4,该分体式快拆件3a具体包括快拆芯轴34、第一快拆轴套32和快拆按钮35,其中,该快拆按钮35(的基部350)固定连接在该快拆芯轴34的操作端,而该第一快拆轴套32内设置有对应于该快拆芯轴34的快拆芯槽322,且该快拆芯槽322对应于该快拆按钮35和快拆芯轴34的操作端处设置有第一容置槽,该第一容置槽的槽底与该快拆按钮35的基部350之间设置有第一弹性复位件33,如弹簧,从而使得该快拆按钮35可在该第一弹性复位件33的作用下带动快拆芯轴34在该第一快拆轴套32 内滑动(即该快拆芯轴34以可沿该第一快拆轴套32轴向滑动的方式安装在该第一快拆轴套 32内),而该快拆芯轴34的另一端,即锁止端设置有用于可与该活动锁止件31相配合的第二锁止槽341,该第一快拆轴套32内设置有可供该活动锁止件31穿出的锁止楔孔321(具体地,该锁止楔孔321贯穿该第一快拆轴套32内快拆芯槽322的槽壁,可供该活动锁止件 31的部分能够穿出该锁止楔孔321)。当该活动锁止件31位于由该锁止楔孔321和该第二锁止槽341相连通形成的第二锁止空间时,该快拆芯轴34与该第一快拆轴套32以可快速拆解的方式分体式快拆连接,参见图2和图4;当该活动锁止件31脱离该第二锁止槽341,则该快拆芯轴34与该第一快拆轴套32快速拆解,参见图3。
优选地,该活动锁止件31为4个,该第一快拆轴套32采用方榫,且其四个面上分别各自设置有一锁止楔孔321,相应地,球形体50的快拆孔51孔壁上也设置有四个第一锁止槽501(当然,该四个第一锁止槽也可相连通形成一个可与四个活动锁止件相配合的环形槽);而该快拆芯轴34上的第二锁止槽341则采用沿该快拆芯轴34的周向设置的环形凹槽。
具体实施时,参见图4和图5,将分体式快拆件3a和球形万向节5进行组装的过程包括:
首先,施加外作用力F1于快拆按钮35的操作部351,以将快拆芯轴34沿快拆芯槽322的轴向逐渐推入第一快拆轴套32内,且此时,该快拆按钮35的基部350将该第一弹性复位件33向该第一容置槽的槽底方向挤压,参见图4;当该快拆芯轴34上的第二锁止槽341与该第一快拆轴套32上的锁止楔孔321相连通形成可容纳该活动锁止件31的第二锁止空间时,将活动锁止件31放置在该第二锁止空间内,并保持该外作用力F1,使得该活动锁止件31一直保持在该第二锁止空间内。
然后,将安装有快拆芯轴34的第一快拆轴套32沿快拆孔51插入球形体50 内,当第一快拆轴套32上的锁止楔孔321与该快拆孔51内的第一锁止槽501相连通形成第一锁止空间(参加图5,当该第一快拆轴套32完全插入该球形体50内的快拆孔51内,且该锁止楔孔321位于该第一锁止槽501的槽口处)时,撤去上述的作用于快拆按钮35的操作部351上的外作用力,即放开该快拆按钮35,此时,由于第一弹性复位件33的作用,该快拆按钮35的操作部351被推出至该第一容置槽外(具体地,通过该在第一容置槽的槽口设置第一限位件36(如弹簧端盖)以将该快拆按钮35的基部350的活动范围限定在该第一容置槽内,即只有快拆按钮35的操作部351可移动出该第一容置槽外),且由于该快拆芯轴34操作端/自由端固定连接的快拆按钮35的基部350,因此,该快拆按钮35带动该快拆芯轴34沿球形体50的快拆孔51外移动,此时,活动锁止件31移出该快拆芯轴34上的第二锁止槽341,并被该快拆芯轴34自由端(即锁止端)的轴壁顶入由该第一锁止槽501与该锁止楔孔321相连通构成的第一锁止空间,并由该快拆芯轴34的轴壁将该活动锁止件31 限定在该第一锁止空间内,以防止活动锁止件31移动至其他位置,即通过该活动锁止件31 将该第一快拆轴套32与该球形体50进行自锁,以将该第一快拆轴套32与该球形万向节5 进行分体式快拆连接,即通过该活动锁止件31实现分体式快拆件3a与该球形万向节5之间的分体式快拆连接。
由此可知,参见图5,组装完成后,即该多自由度快拆关节初始状态时,该活动锁止件31位于由该球形体50内的第一锁止槽501和该第一快拆轴套32上的锁止楔孔321 相连通构成的第一锁止空间(及该万向传动机构与该快拆件共同形成的第一锁止空间),从而将该第一快拆轴套32锁定在该球形体50内,即第一快拆轴套32与该球形体50快拆连接;此时,在第一弹性复位件33得到释放,即在第一弹性复位件33的作用下,快拆按钮35的操作部351沿该第一快拆轴套32的中心轴向该第一容置槽外滑出,以便于用户再次按压该快拆按钮以将第一快拆轴套32和球形体50进行解锁。
若要快速拆解该分体式快拆件3a和球形万向节5,即需要将第一快拆轴套32 与球形体50快速拆解,用户只需再次施加外作用力于该快拆按钮35的操作部351以挤压该第一弹性复位件33(即快拆按钮35的基部350将弹性复位件33向第一容置槽槽底方向挤压,参见图4),从而带动该快拆芯轴34沿该第一快拆轴套32的中心轴向球形体50内滑动,使得快拆芯轴34上的第二锁止槽341与第一快拆轴套32上的锁止楔孔321相连通形成第二锁止空间,此时,由于没有轴壁的限定,在第一锁止槽501的槽壁作用下,该活动锁止件31从(由第一锁止槽501和锁止楔孔321相连通形成的)第一锁止空间重新移动至该(由第二锁止槽341和该锁止楔孔321相连通形成的)第二锁止空间,进而使得该第一快拆轴套 32与该球形万向节5快速拆解,即该分体式快拆件3a与该球形万向节5快拆拆解。
当然,当将该第一快拆轴套32从球形体50中抽出后,放开该快拆按钮35,在第一弹性复位件33的作用下,快拆芯轴34沿第一快拆轴套外移动,且其轴壁将该活动锁止件31从该锁止楔孔中顶出(当然也可直接将该活动锁止件取出后,再放开该快拆按钮),且快拆按钮35的操作部351移出第一容置槽外,此时,若撤去用于将该快拆按钮35的操作部351限定在第一容置槽内的第一限位件36,则该快拆芯轴34可从该第一快拆轴套32内取出,即该快拆芯轴34与该第一快拆轴套32快速拆解。
具体地实施时,可将与上述的多自由度快拆关节中的连接端盖2相连的第一连杆1,以及与该分体式快拆件3a相连的第二连杆4分别安装至外骨骼上相应的部位,例如,将第一连杆1连接至下肢外骨骼的大腿部件,相应地,将该第二连杆4连接至下肢外骨骼的小腿部件即可完成组装。
本实施例中,通过在该球形万向节5中设置分体式快拆件3a,使得该球形万向节5和分体式快拆件3a可分别通过相应的连杆连接至外骨骼中相应的部件,然后通过该球形万向节5和分体式快拆件3a来进行分体式快拆连接,从而实现了将外骨骼进行模块化,进而便于外骨骼中部件的维修或更新迭代,也便于用户穿脱,提高了用户体验。
实施例二多自由度一体式快拆关节
参见图6,为另一示例性实施例的一种多自由度快拆关节实施例结构示意图。该多自由度快拆关节包括万向传动机构和快拆件,以及设置在该万向传动机构和快拆件之间的至少一个活动锁止件31,即该万向传动机构和该快拆件通过该活动锁止件31快拆连接。
在一些实施例中,该万向传动机构采用球形万向节5,该快拆件采用一体式快拆件3b,且该球形万向节5和该一体快拆件3b通过该活动锁止件31以可快速拆解的方式一体式快拆连接。其中,该球形万向节5以可相对于该第一连接端盖2转动的方式安装在第一连接端盖2内,从而使得该球形万向节5可通过该第一连接端盖2(具体地,该连接端盖与上述实施例一中的第一连接端盖2相同,相同的部件采用相同的附图标记),以及与该第一连接端盖2相连的第一连杆1连接至外骨骼相应部位,相应地,该一体式快拆件3b则可通过第二连杆4连接至外骨骼相应部位。
在一些实施例中,参见图7和图8,通过在该球形万向节5内设置至少一个与活动锁止件31(如球形滚珠)相配合的锁止楔孔321,并在一体快拆件3b上设置至少一个可与该活动锁止件31相配合的第一锁止槽501,从而当将一体快拆件3b安装在该球形万向节5内,且该一体快拆件3b内的第一锁止槽501与该锁止楔孔321相连通形成可与该活动锁止件31相配合的第一锁止空间时,该活动锁止件31在该一体式快拆件3b的作用下移动至该第一锁止空间,从而该一体快拆件3b与该球形万向节5一体式快拆连接。
相应地,当施加外作用力于与该一体快拆件3b一体式快拆连接的该球形万向节5,使得该活动锁止件31脱离第一锁止槽501(如从上述的第一锁止空间移动至由该锁止楔孔321与该第一快拆轴套32上的第二锁止槽341相连通形成的第二锁止空间内)时,一体快拆件3b与该球形万向节5快速拆解。
在一些实施例中,参见图7、图8和图9,该球形万向节5包括球形体50,以及安装在该球形体50的快拆孔51内的快拆按钮35和第一快拆轴套32,其中,该快拆按钮 35以可相对于该第一快拆轴套滑动32滑动的方式设置在该第一快拆轴套32的一端(具体地,参见图8,该快拆孔51的一端开设有第一容置槽,快拆按钮35位于该第一容置槽内,且该第一容置槽的槽底与该快拆按钮35的基部350之间设置有第一弹性复位件33,如弹簧,从而使得该快拆按钮35可在该第一弹性复位件33的作用下,相对于该球形体50在该第一容置槽内左右滑动;同时,该快拆按钮35内开设有对应于该第一快拆轴套32的锁止端(即开设有第一锁止槽501的一端)的第二容置槽,以放置该第一快拆轴套32的锁止端/自由端,而该第一快拆轴套32的另一端/连接端(即与第二连杆4相连的一端)通过定位轴颈343 和第二限位件232(如挡圈)限定在该球形体50的快拆孔51内,即通过该定位轴颈343和第二限位件232将该第一快拆轴套32固定在该球形体50的快拆孔51内,且其一端插入快拆按钮35内第二容置槽内,当该快拆按钮35在第一弹性复位件33/外作用力的作用下,相对于该球形体50滑动时,相应地,该快拆按钮35相应于该第一快拆轴套32滑动),且该快拆按钮35(中的第二容置槽)内设置有可与该活动锁止件31相配合的第二锁止槽341,而该第一快拆轴套32上设置有可向该活动锁止件31提供活动空间的锁止楔孔321,且当该第二锁止槽341与该锁止楔孔321相连通时,形成可用于容纳该活动锁止件31的第二锁止空间,从而当上述活动锁止件31位于该第二锁止空间时,该活动锁止件31将该第一快拆轴套32与快拆按钮35自锁,参见图8(此时,即使施加外作用力于该快拆按钮35,该快拆按钮35也不能够相对于该第一快拆轴套32滑动);此时,若将该一体式快拆件3b插入该第一快拆轴套32内,且当该一体式快拆件3b上的第一锁止槽501与该第一快拆轴套32上的锁止楔孔相连通形成第一锁止空间时,位于该第二锁止空间内的活动锁止件31在该一体式快拆件3b的锁止端的轴壁作用下,由第二锁止空间移动至该一体式快拆件3b(上的第一锁止槽501)与该球形万象节内的第一快拆轴套32(上的锁止楔孔321)共同形成的第一锁止空间内,参加图9。
在一些实施例中,参见图7和图8,该一体式快拆件3b为一快拆轴,其的自由端/锁止端靠近末端的位置设置有可与上述活动锁止件31相配合的第一锁止槽501,从而当该活动锁止件31与该一体式快拆件3b上的第一锁止槽501相配合时,该一体式快拆件 3b与该球形万向节5一体式快拆连接;而该一体式快拆件3b的另一端(即连接端)可通过第二连杆4连接至外骨骼中相应的部件(例如下肢外骨骼的小腿外骨骼)。
优选地,该活动锁止件31为4个,一体式快拆件3b采用八角式快拆头,相应地,该第一快拆轴套32内的快拆芯槽322采用八角快拆孔,且该第一快拆轴套32的锁止端 (或自由端)沿周向设置有四个锁止楔孔321,相应地,快拆按钮35内第二容置槽的槽壁上也对应设置有四个第二锁止槽341。具体地,该一体式快拆件3b上的第一锁止槽501则采用沿该快拆芯轴34的周向设置的环形凹槽。
具体实施时,参见图8和图9,将球形万向节5和一体式快拆件3b进行组装的过程包括:
首先,将该第一快拆轴套32插入该球形体50的快拆孔51内,并通过第二限位件232将该第一快拆轴套32的定位轴颈343限定在快拆孔51一端的第三容置槽内,以将该第一快拆轴套32固定在该快拆孔51内,而该第一快拆轴套32的另一端(即自由端/锁止端)伸入该快拆孔51另一端设置的第一容置槽内的快拆按钮35内相应的第二容置槽中,并将第一弹性复位件33和快拆按钮35依次套设在该第一快拆轴套32的另一端(即设置有锁止楔孔321的锁止端),并通过第一限位件36将该快拆按钮35限定在该第一容置槽内;
然后,按压快拆按钮35的操作部351,使得该快拆按钮35向第一容置槽槽底移动(此时,基部350将该第一弹性复位件33向第一容置槽的槽底挤压,参见图8),且当移动过程中,该快拆按钮35的基部350内设置的第二锁止槽341与第一快拆轴套32上的锁止楔孔321相连通形成第二锁止空间后,将一体式快拆件3b插入该第一快拆轴套32内,从而在该一体式快拆件3b的锁止端/自由端的导角面的作用下,将该活动锁止件31的部分顶入该第二锁止槽341内(即活动锁止件31位于锁止楔孔321和第二锁止槽341形成的第二锁止空间),使得该一体式快拆件3b可完全滑入该第一快拆轴套32,且当其完全滑入该第一快拆轴套32时,该一体式快拆件3b上的第一锁止槽501对应于第一快拆轴套32上的锁止楔孔321,并与之相连通形成第一锁止空间,此时,释放该快拆按钮35,且在该第一弹性复位件33的作用下,该快拆按钮35沿该第一快拆轴套32的中心轴向球形体50(内的第一容置槽)外滑动,使得该活动锁止件31在快拆按钮的作用下,被顶入该第一锁止空间内,并由快拆按钮内的第二容置槽的槽壁将该活动锁止件限定在该第一锁止空间内,从而将该一体式快拆件3b与该第一快拆轴套32自锁,即一体式快拆件3b与第一快拆轴套32一体式快拆连接,也即一体式快拆件3b与球形万向节5一体式快拆连接,参见图9。
由此可知,当将一体式快拆件3b安装在该球形万向节5内,即该多自由度快拆关节处于初始状态时,该活动锁止件31位于由该一体式快拆件3b上的第一锁止槽501 和第一快拆轴套32上的锁止楔孔321相连通形成的第一锁止空间。且此时,第一弹性复位件33得到释放,并将快拆按钮35的操作部351推出该第一容置槽外。此时,可多自由度转动该一体式快拆件3b,参见图10a、图10b和图10c。
若要快速拆解该一体式快拆件3b和该球形万向节5时,施加外作用力于该球形体50内,且位于该第一快拆轴套32锁止端的快拆按钮35的操作部351(如图10a),以将该快拆按钮35向第一容置槽内移动(此时,第一弹性复位件33被快拆按钮35的基部350 向第一容置槽槽底方向挤压),且当该快拆按钮35内第二容置槽槽壁上的第二锁止槽341 与第一快拆轴套32上的锁止楔孔321相连通形成该第二锁止空间时,原本位于第一锁止空间内的该活动锁止件31在第一锁止槽501的槽壁作用下被顶入该第二锁止空间(即活动锁止件31的部分滑入第二锁止槽341内),从而将该一体式快拆件3b与第一快拆轴套32快速拆解,即将一体式快拆件3b与球形万向节5快速拆解,参见图8。然后,释放该快拆按钮35,使得该快拆按钮35在第一弹性复位件33的作用下,沿第一容置槽外滑动,即快拆按钮的操作部突出该第一容置槽外,以便于用户再次按压该快拆按钮。此时,由于一体式快拆件3b已经被移出该第一快拆轴套32内,因此,该活动锁止件31在快拆按钮35内的第二锁止槽341的槽壁作用下,移出第二锁止槽341,卡在锁止楔孔321上,且当撤去该第一限位件36和第二限位件232时,还可将该快拆按钮35和第一快拆轴套32从该球形体50中取出。
具体地实施时,可将上述的多自由度快拆关节中的球形体50安装在与第一连杆1连接的第一连接端盖2上,以通过该第一连杆1连接至外骨骼上相应的部位,相应地,将该一体式快拆件3b相连至第二连杆4,以通过该第二连杆连接至外骨骼上相应的部位,例如,将第一连杆1连接至下肢外骨骼的大腿部件,相应地,将该第二连杆4连接至下肢外骨骼的小腿部件即可完成组装。
本实施例中,通过在该球形万向节5中设置一体式快拆件3b,使得该球形万向节5和一体式快拆件3b可分别通过相应的连杆连接至外骨骼中相应的部件,然后通过该球形万向节5和一体快拆件3b来进行一体式快拆连接,从而实现了将外骨骼进行模块化,进而便于外骨骼中部件的维修或更新迭代,也便于用户穿脱,提高了用户体验。
实施例三多自由度单一阻尼回弹快拆关节
参加图11,为第三示例性实施例的一种多自由度快拆关节实施例结构示意图。具体地,该多自由度快拆关节包括:万向传动机构和快拆件,其中,该万向传动机构和该快拆件通过至少一个活动锁止件(如球形滚珠)进行快拆连接。
在一些实施例中,该多自由度快拆关节的万向传动机构和快拆件可分别通过第一连杆1和第二连杆4连接至外骨骼相应的部位。具体地,该万向传动机构采用十字轴万向节6,该快拆件采用分体式快拆件3a(具体地,该分体式快拆件3a连接至该第二连杆4的第二连接端盖40上),且该十字轴万向节6和该分体式快拆件3a通过该活动锁止件31以可快速拆解的方式快拆连接。
在一些实施例中,参见图12、图13a和图13b,该分体式快拆件3a包括上述实施例一中分体式快拆件的各个部件,如第一快拆轴套32、快拆芯轴34、快拆按钮35、第一弹性复位件33等,相同的部件采用相同的附图标记,其工作原理也相同,这里不再赘述。当然,也可只采用一个活动锁止件31,相应地,在快拆芯轴34的锁止端设置一个第二锁止槽341、第一快拆轴套32上设置一个锁止楔孔321即可,参见图13a和图13b。
在一些实施例中,参见图12,该十字轴万向节6包括:第一快拆支架61和快拆底座63,其中,该快拆底座63以可相对于该第一快拆支架61分别绕相互垂直的第一轴向O1转动和第二轴向O2转动的方式安装在该第一快拆支架61上,其中,该快拆底座63 内设置有可与该活动锁止件31相配合的第一锁止槽501,参见图14b,图15a和图15b。即当该快拆底座63内的该第一锁止槽501与分体式快拆件3b(中第一快拆轴套32)上的锁写楔孔321相连通形成第一锁止空间,且当该活动锁止件31在快拆件的作用下移动至该第一锁止空间时,该活动锁止件31将该快拆底座63和快拆件进行自锁,也即,初始状态时,该活动锁止件31位于该第一锁止空间,从而将十字万向节6与该分体式快拆件3a快拆连接。
在一些实施例中,参见图12,以第一快拆支架61的中心为原点,以图12中第一连杆的轴向为X轴,以垂直于该X轴的快拆芯轴34/快拆件的轴向为Z轴,以竖直方向为Y轴,得到如图12所示的三维坐标系。其中,第一轴向O1即为过该第一快拆支架中心的 Y轴方向,第二轴向O2即为过该第一快拆支架中心的X轴方向。
在一些实施例中,参见图12,该第一快拆支架61上沿第一轴向O1(或Y轴) 对称设置有两个第一转轴端头71(即该两个第一转轴端头71所在直线即为该第一轴向O1),而快拆底座63上沿第二轴向O2(或以过该快拆底座63中心点,且平行于X轴方向的方向) 对称设置有两个第二转轴端头72(即该两个第二转轴端头72所在直线平行于该第二轴向 O2),且该快拆底座63通过该第一转轴端头71和第二转轴端头72,转轴轴承73和相应的轴承座转动安装在该第一快拆支架61内。具体地,通过在该快拆底座63和第一快拆支架 61之间设置一第二快拆支架62,且在该第二快拆支架62上分别沿第一轴向O1设置对应于第一转轴端头71的第一轴承座621,以及沿第二轴向O2设置对应于第二转轴端头72的第二轴承座622,而该第一快拆支架61呈环形,则其内环壁上沿第一轴向O1对称设置的两个第一转轴端头71安装在第二快拆支架62上第一轴承座621内的轴承73上;相应地,该快拆底座63呈圆柱形(其中心轴线与第一快拆支架61的中心轴线相垂直),其外壁上沿第二轴向O2对称设置的两个第二转轴端头72则安装在第二快拆支架62上第二轴承座622内轴承73上,从而使得该第一快拆支架61、第二快拆支架62和快拆底座63由外向内层叠嵌套设置,且该快拆底座63可通过该第一转轴端头71和第二转轴端头72相对应于该第一快拆支架61分别绕第一轴向O1和/或第二轴向O2转动。
在一些实施例中,参见图14a和图14b,该快拆底座63包括圆柱状的安装底座630(具体地,该安装底座630的外壁上沿第二轴向对称设置有第二转轴端头72),且该安装底座630内以可相对于该安装底座630转动的方式安装有第二快拆轴套631。具体地,通过在该安装底座630内设置一隔板6301,并在该隔板6301上开设与该第二快拆轴套631 相配合的固定孔即可;该第二快拆轴套631内开设有可与上述快拆件相配合的快拆孔51,且该快拆孔501内设置有可与上述活动锁止件31相配合的第一锁止槽501,从而当该活动锁止件31位于由该第一锁止槽501和快拆件上的锁止楔孔321相连通形成的第一锁止空间时,该第二快拆轴套631随该快拆件相对于该安装底座630绕该快拆件的轴向,也即第一快拆支架61的第三轴向O3(或Z轴)转动。
进一步地,为了向该快拆件提供缓冲以及回弹力,在一些实施例中,该快拆底座63内还设置有第一弹性复位机构8。参见图14a和图14b,具体实施时,该第一弹性复位机构8包括:设置在该安装底座630(隔板6301)一侧,并与该第二快拆轴套631同轴设置的第二弹性复位件,如扭簧81。具体地,该扭簧81套设在该第二快拆轴套631的一端,并通过扭簧轴承82和第一安装盖83(其内设置有扭簧轴承安装座831)固定在该安装底座630 的一侧,且该扭簧81的内支耳812安装在该第二轴套631一端的内耳安装槽6312内,参见图15a和图15b;相应地,该扭簧81的外支耳811安装在第一安装盖83内的外耳安装槽832 内,参见图14a。
更进一步地,为了向该第二快拆轴套631提供阻尼力,在一些实施例,该安装底座630内还设置有第一阻尼机构9(即上述第一弹性复位机构和该第一阻尼机构共同构成与该快拆件/第二快拆轴套同轴转动设置的第一阻尼回弹机构)。参见图14a和图14b,具体实施时,该第一阻尼机构9包括:设置在该安装底座630(隔板6301)另一侧,与该第二快拆轴套631同轴转动连接的阻尼盒91。具体地,该阻尼盒91包括设置有多个阻尼液波动块910和阻尼液注入孔911(且该阻尼液注入孔911同时作为将该阻尼盒91固定在隔板6301 上的固定孔)的阻尼外盖91b,设置有多个阻尼液导流槽920,且可与该阻尼外盖91b相配合的阻尼内盖91a,以及套设在该第二轴套631另一端的第一阻尼轴承94,以及用于将该阻尼盒91限定在该安装底座630内的第二安装盖93,其内设置有相应的轴承安装座931,参见图14a和图14b,以及图15a和图15b。
实施例四多自由度全阻尼回弹快拆关节
参见图16,为第四示例性实施例的一种多自由度快拆关节实施例结构示意图。具体地,该多自由度快拆关节包括万向传动机构快拆件,其中,该万向传动机构和该快拆件通过至少一个活动锁止件(如球形滚珠)进行快拆连接。
在一些实施例中,该多自由度快拆关节的万向传动机构和快拆件也可分别通过第一连杆1和第二连杆4(即连接至该第二连杆4的第二连接端盖40)连接至外骨骼相应的部位。具体地,该万向传动机构采用十字轴万向节6,该快拆件采用分体式快拆件3a(具体地,该分体式快拆件3a连接至该第二连杆4的第二连接端盖40上),且该十字轴万向节6 和该分体式快拆件3a通过该活动锁止件31以可快速拆解的方式快拆连接。
在一些实施例中,参见图17a和图17b,该分体式快拆件3a包括上述实施例一中分体式快拆件的各个部件,如第一快拆轴套32、快拆芯轴34、快拆按钮35、第一弹性复位件33等,相同的部件采用相同的附图标记,其工作原理也相同,这里不再赘述。
在一些实施例中,参见图17a和图17b,该十字万向节6包括:第一快拆支架 61和快拆底座63,其中,该快拆底座63以可相对于该第一快拆支架61绕第一轴向O1转动的方式安装在该第一快拆支架61上,且该快拆底座63内设置有可与该活动锁止件31相配合的第一锁止槽501。即当该快拆底座63内的该第一锁止槽501与分体式快拆件3b(中第一快拆轴套32)上的锁止楔孔321相连通形成第一锁止空间,且当该活动锁止件31在快拆件的作用下移动至该第一锁止空间时,该活动锁止件31将该快拆底座63和快拆件进行自锁,也即,初始状态时,该活动锁止件31位于该第一锁止空间,从而将十字万向轴6与快拆件快拆连接。
在一些实施例中,参见图18,该第一快拆支架61呈弧形或半圆状,且其两个自由端分别与快拆底座63上的两个第二转轴端头72转动连接。具体地,该快拆底座63包括上述实施例三中的快拆底座63的各个部件,不同的是,该快拆底座63上的第二转轴端头 72是沿第一快拆支架61的第一轴向O1(即Y轴)对称设置的,即通过该第二转轴端头72 将该快拆底座63与该第一快拆支架61转动连接,使得该快拆底座63可相对于该第一快拆支架61绕该第一轴向O1转动。当然,沿第二轴向O2(即X轴)设置也是可以理解的,则其他部件则进行适应性的位置调整。
在一些实施例中,参见图19a和图19b,该第一快拆支架61的一端与该快拆底座63上的一个第二转轴端头72之间设置有第二弹性复位机构10。具体实施时,该第二弹性复位机构10包括:第二弹性复位件(如扭簧81)、第三安装盖(具体地,其包括扭簧保护外盖101a和扭簧保护内盖101b,且该扭簧保护外盖101a和扭簧保护内盖101b沿远离该第二转轴端头72的方向依次均设置有第一安装腔830和第二安装腔833,当该扭簧保护外盖101a和扭簧保护内盖101b相对接时,两个第第一安装腔830相连通形成用于安装该扭簧轴承82的安装空间,两个第二安装腔833相连通形成用于安装该扭簧81的安装空间)、和扭簧轴承82;其中,扭簧81和该扭簧轴承82沿逐渐靠近该快拆底座63的方向依次套设在该第二转轴端头72上,且该扭簧81的外支耳811安装在该扭簧保护内盖101b上的外耳安装槽832内,内支耳812安装在该第二转轴端头72上设置的内耳安装槽6312内。
在一些实施例中,该第一快拆支架61的另一端与该快拆底座63上的另一个第二转轴端头72之间设置有第二阻尼机构11(即该第二弹性复位机构和该第二阻尼机构共同构成与该快拆底座同轴转动设置的第二阻尼回弹机构)。参见图19a和图19b,具体实施时,该第二阻尼机构11包括:同轴设置在该第二转轴端头72上的阻尼盒91。具体地,该阻尼盒91包括设置有多个阻尼液波动块910的阻尼内盖91a,设置有多个阻尼液导流槽920和阻尼液注入孔911,且可与该阻尼内盖91a相配合的阻尼外盖91b,以及与该阻尼盒91同轴设置在该第二转轴端头72上的阻尼轴承94,以及用于将该阻尼盒91安装在该第二转轴端头72上的第四安装盖(具体地,其包括阻尼保护外盖111a和阻尼保护内盖111b,且该阻尼保护外盖111a和阻尼保护内盖111b沿远离该第二转轴端头72的方向依次均设置有第三安装腔933和第四安装腔932,当该阻尼保护外盖111a和阻尼保护内盖111b相对接时,两个第三安装腔933相连通形成用于安装该阻尼轴承94的安装空间,两个第四安装腔932相连通形成用于安装该阻尼盒91的安装空间)。
在一些实施例中,参见图20a和图20b,该第一快拆支架61的中部沿第二轴向O2(即X轴,或第一连杆1的轴线)设置有第一转轴端头71,即该第一快拆支架61通过该第一转轴端头71与第一连杆1转动连接。
进一步地,该第一转轴端头71与该第一连杆71之间设置有第三弹性复位机构 15。具体地,参见图20a和图20b,该第三弹性复位机构15包括:沿远离该第一转轴端头 71方向依次安装在第一转轴端头71上的扭簧轴承82(具体地,通过设置在该第一转轴端头 71底部/基部的扭簧轴承安装座831来安装该扭簧轴承82)、固定件183、第二弹性复位件 (如扭簧81),以及保护外盖14(具体地,该保护外盖通过一紧固件13固定在该第一连杆 1的连接端内,其包括相互配合的第一保护外盖141和第二保护外盖142,且该第一保护外盖141和该第二保护外盖142内沿逐渐远离该第一快拆支架61的方向依次设置有:与该扭簧轴承82相配合的扭簧轴承外座1425、与该扭簧81相配合的扭簧安装座(其上设置有外支耳安装槽832)、与阻尼盒91相配合的阻尼盒安装座1423、与阻尼轴承94相配合的轴承外座1422,以及用于安装该紧固件13的固定穿孔1421;即该第一保护外盖141和第二保护外盖142配合后,可内嵌在该第一连杆1与该第一快拆支架61相连的连接端,并通过一紧固件13,如固定铆钉,将两者固定在该第一连杆1内,参加图20c和图20d),其中,该第二扭簧102的内支耳1021贯穿该固定件183上的内耳安装槽6312内,外支耳1022安装在该第二保护外盖142上设置的外耳安装槽832内,参见图20c和图20d。
更进一步地,该第一连杆71内,与该第三弹性复位机构15同轴设置有第三阻尼机构19(即该第三弹性复位机构和该第三阻尼机构共同构成与该第一连杆同轴转动设置的第三阻尼回弹机构)。具体地,参见图20a和图20b,该第三阻尼机构19包括:沿远离该第一转轴端头71方向同轴转动设置的阻尼盒91(具体地,包括设置有多个阻尼液拨片910 的阻尼盒内盖91a,以及设置有多个阻尼液导流槽920和阻尼液注入孔911的阻尼盒外盖 91b)、对锁端轴承112、对锁轴承座16和对锁螺钉17;其中,该对锁螺钉17的一端抵住保护外盖14的内壁,另一端贯穿该对锁轴承座16,并插入该第一转轴端头71内的对锁孔 182中,该对锁轴承座16固定在该第一转轴端头71的自由端,即由该对锁轴承座16将该对锁螺钉17与该第一转轴端头71紧固连接,而该对锁端轴承112则安装在该对锁轴承座 16上;该阻尼盒91安装在该第一转轴端头71的自由端(即远离第一快拆支架61的一端),扭簧81则安装在该第一转轴端头71上的固定件183上,扭簧轴承82则通过相应的扭簧轴承安装座181安装在该第一转轴端头71的基部,参见图21。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上面结合附图对本发明的实施例进行了描述,但是本发明并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本发明的启示下,在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,这些均属于本发明的保护之内。
Claims (10)
1.一种多自由度快拆关节,其特征在于,包括:万向传动机构和快拆件,所述万向传动机构和所述快拆件之间设置有至少一个活动锁止件;
当所述活动锁止件位于由所述万向传动机构和所述快拆件共同形成的第一锁止空间时,所述万向传动机构与所述快拆件以可快速拆解的方式快拆连接。
2.根据权利要求1所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述万向传动机构包括:球形万向节和十字轴万向节;和/或,所述快拆件包括:分体式快拆件和一体式快拆件。
3.根据权利要求2所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述分体式快拆件包括:第一快拆轴套,以可沿所述第一快拆轴套轴向滑动的方式安装在所述第一快拆轴套内的快拆芯轴,以及固定连接在所述快拆芯轴操作端的快拆按钮,其中,所述第一快拆轴套上设置有用于向所述活动锁止件提供活动空间的锁止楔孔;
当所述第一快拆轴套与所述万向传动机构相配合时,所述锁止楔孔与所述万向传动机构内设置的第一锁止槽相连通形成所述第一锁止空间。
4.根据权利要求2所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述一体式快拆件的锁止端设置有可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;
当所述一体式快拆件与所述万向传动机构相配合时,所述第一锁止槽与所述万向传动机构内设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
5.根据权利要求2所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述球形万向节包括:第一连接端盖,以及以可相对于所述第一连接端盖转动的方式安装在所述第一连接端盖内的球形体,所述球形体内开设有可与所述快拆件相配合的快拆孔,且所述快拆孔内设置有至少一个可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;
当所述快拆件与所述快拆孔相配合时,所述第一锁止槽与所述快拆件上设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
6.根据权利要求2所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述球形万向节包括:第一连接端盖,以可相对于所述第一连接端盖转动的方式安装在所述第一连接端盖内的球形体,以及设置在所述球形体内的快拆按钮和第一快拆轴套,其中,所述快拆按钮以可相对于所述第一快拆轴套滑动的方式设置在所述第一快拆轴套的一端,且所述第一快拆轴套上设置有用于向所述活动锁止件提供活动空间的锁止楔孔;
当所述快拆件与所述第一快拆轴套相配合时,所述锁止楔孔与所述快拆件上设置的第一锁止槽相连通形成所述第一锁止空间。
7.根据权利要求2所述的多自由度快拆关节,其特征在于,所述十字轴万向节包括:第一快拆支架和快拆底座,所述快拆底座以可相对于所述第一快拆支架绕第一轴向和/或第二轴向转动的方式安装在所述第一快拆支架上,其中,所述第一轴向与所述第二轴向相互垂直,所述快拆底座内设置有可与所述活动锁止件相配合的第一锁止槽;
当所述快拆件与所述快拆底座相配合时,所述第一锁止槽与所述快拆件上设置的锁止楔孔相连通形成所述第一锁止空间。
8.根据权利要求7所述的多自由度快拆关节,其特征在于,还包括:与所述快拆底座同轴转动连接的第二弹性复位机构,和/或,与所述快拆底座同轴转动连接的第二阻尼机构。
9.根据权利要求1至8中任一所述的多自由度快拆关节,其特征在于,还包括:以可相对于所述万向传动机构绕第二轴向转动的方式与所述万向传动机构转动连接的第一连杆,以及与设置在所述万向传动机构上,用于向所述第一连杆提供回复力的第三弹性复位机构;和/或,设置在所述万向传动机构上,用于向所述第一连杆提供阻尼力的第三阻尼机构。
10.一种外骨骼,其特征在于,包括如权利要求1至9中任一所述的多自由度快拆关节。
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