CN117794493A - 驱动组装件和包括该驱动组装件的运动辅助装置 - Google Patents
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Abstract
根据各个示例实施例,一种运动辅助装置可包括:近侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的近侧部位上;远侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的远侧部位上;驱动组装件,连接到所述近侧支撑件并被构造为产生动力;以及驱动框架,被构造为将所述动力从所述驱动组装件传递到所述远侧支撑件。所述驱动组装件可包括:壳体,连接到所述近侧支撑件;致动器,包括定子和转子,所述定子固定到所述壳体并具有环形状,所述转子位于所述定子内并且能够相对于所述定子旋转;减速器,插设在所述转子内并且包括连接到所述致动器的输出端的输入端;以及支撑部,被构造为支撑所述减速器并且可拆卸地连接到所述壳体。另外,各个示例实施例是可行的。
Description
技术领域
本公开的各个示例实施例涉及一种驱动组装件和运动辅助装置。
背景技术
运动辅助装置是指帮助由于各种疾病、事故等而不能自己行走的患者进行康复治疗锻炼的机构或装置。随着我们社会的老龄化加速,越来越多的人经历正常锻炼的困难或在锻炼期间的不便,因此对运动辅助装置的兴趣也在增加。运动辅助装置穿戴在使用者的身体上以辅助使用者锻炼所需的肌肉力量并促进使用者行走,使得使用者可正常锻炼。
通常,穿戴运动辅助装置的使用者是身体残疾的人。对于这些人,穿戴运动辅助装置本身的过程可能是困难的。需要一种使身体残疾的使用者能够在没有其他人的帮助的情况下独自戴上运动辅助装置的技术。
以上描述是发明人在构思本公开的过程期间获得的信息,或者当时已经拥有的信息,并不一定是在提交本申请之前公知的技术。
发明内容
技术方案
根据各个示例实施例,提供一种运动辅助装置,所述运动辅助装置包括:近侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的近侧部位上;远侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的远侧部位上;驱动组装件,连接到所述近侧支撑件并被构造为产生动力;以及驱动框架,被构造为将所述动力从所述驱动组装件传递到所述远侧支撑件,其中,所述驱动组装件包括:壳体,连接到所述近侧支撑件;致动器,包括定子和转子,所述定子固定到所述壳体并具有环形状,所述转子位于所述定子内并且能够相对于所述定子旋转;减速器,插设在所述转子内并且包括连接到所述致动器的输出端的输入端;以及支撑部,被构造为支撑所述减速器并且可拆卸地连接到所述壳体。
根据各个示例实施例,驱动框架可被构造为将所述减速器的输出端连接到所述远侧支撑件,并且能够相对于所述支撑部运动。
根据各个示例实施例,支撑部可包括:基座框架,基于所述转子的旋转轴线的方向与所述壳体叠置并且可拆卸地连接到所述壳体;以及支撑框架,从所述基座框架延伸,至少部分地位于所述定子内,并且被构造为支撑所述减速器。
根据各个示例实施例,所述支撑部还可包括延伸框架,所述延伸框架从所述基座框架延伸并且基于所述转子的旋转轴线的方向与所述减速器叠置。
根据各个示例实施例,所述驱动组装件还可包括框架紧固构件,所述框架紧固构件被构造为将所述支撑部紧固到所述壳体。
根据各个示例实施例,所述壳体可包括:下盖,被构造为以所述转子可旋转的方式支撑所述转子;侧盖,从所述下盖延伸并被构造为覆盖所述定子的侧表面;以及上盖,从所述侧盖延伸并被构造为覆盖所述定子的上表面。
根据各个示例实施例,所述转子可包括:主板,设置为与所述下盖平行;以及垂直延伸部,从所述主板延伸并且位于所述定子和所述减速器之间。
根据各个示例实施例,所述转子还可包括:帽,被构造为覆盖所述主板;以及帽紧固构件,被构造为将所述帽紧固到所述减速器并且连接到所述减速器。
根据各个示例实施例,所述支撑部和所述减速器可与所述壳体分离。
根据各个示例实施例,所述减速器可包括:主轴,连接到所述转子并且基于所述转子的旋转轴线旋转;第一恒星齿轮,固定在所述主轴上;环形齿轮,固定在所述支撑部上并围绕所述第一恒星齿轮;多个第一行星齿轮,布置在所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;第一行星架,连接到所述多个第一行星齿轮中的每个的中心轴线;第二恒星齿轮,连接到所述第一行星架;多个第二行星齿轮,布置在所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;以及第二行星架,连接到所述多个第二行星齿轮中的每个的中心轴线并连接到所述驱动框架。
根据各个示例实施例,所述转子和所述第一恒星齿轮可以以相同的速度旋转,并且所述第一恒星齿轮、所述第一行星架和所述第二行星架可以以不同的速度旋转。
根据各个示例实施例,所述驱动组装件还可包括:下轴承,布置在所述转子和所述壳体之间;以及上轴承,布置在所述环形齿轮和所述第二行星架之间。
根据各个示例实施例,所述驱动组装件还可包括:第一内轴承,布置在所述主轴和所述第一行星架之间;第二内轴承,布置在所述主轴和所述第二恒星齿轮之间;以及第三内轴承,布置在所述主轴和所述第二行星架之间。
所述驱动组装件还可包括垫圈,所述垫圈插设在所述主轴中并被构造为覆盖所述第三内轴承。
所述驱动组装件还可包括止动件,所述止动件布置在所述支撑部中并且位于所述驱动框架的运动路径上。
根据各个示例实施例,一种驱动组装件包括:壳体;致动器,包括固定到所述壳体并具有环形状的定子和位于所述定子内并且能够相对于所述定子旋转的转子;减速器,插设在所述转子内并且包括连接到所述致动器的输出端的输入端;以及支撑部,被构造为支撑所述减速器并且可拆卸地连接到所述壳体。
根据各个示例实施例,所述支撑部可包括:基座框架,基于所述转子的旋转轴线的方向与所述壳体叠置并且可拆卸地连接到所述壳体;以及支撑框架,从所述基座框架延伸,至少部分地位于所述定子内,并且被构造为支撑所述减速器。
根据各个示例实施例,所述驱动组装件还可包括框架紧固构件,所述框架紧固构件被构造为将所述支撑部紧固到所述壳体。
根据各个示例实施例,所述减速器可包括:主轴,连接到所述转子并且基于所述转子的旋转轴线旋转;第一恒星齿轮,固定在所述主轴上;环形齿轮,固定在所述支撑部上并围绕所述第一恒星齿轮;多个第一行星齿轮,布置在所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;第一行星架,连接到所述多个第一行星齿轮中的每个的中心轴线;第二恒星齿轮,连接到所述第一行星架;多个第二行星齿轮,布置在所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;以及第二行星架,连接到所述多个第二行星齿轮中的每个的中心轴线并连接到所述驱动框架。
根据各个示例实施例,所述驱动组装件可设置在所述运动辅助装置中,并且可包括:壳体;致动器,包括固定到所述壳体并具有环形状的定子和位于所述定子内并能够相对于所述定子旋转的转子;减速器,包括插设在所述转子中并面向所述转子的内侧表面的环形齿轮、连接到所述致动器的输出端的恒星齿轮和布置在所述环形齿轮和所述恒星齿轮之间的多个行星齿轮;以及支撑部,被构造为支撑所述环形齿轮并且可拆卸地连接到所述壳体。
附图说明
图1是示出根据示例实施例的穿戴运动辅助装置的使用者的示图。
图2是根据示例实施例的驱动组装件的立体图。
图3是根据示例实施例的驱动组装件的前部的分解立体图。
图4是根据示例实施例的驱动组装件的后部的分解立体图。
图5是运动辅助装置的剖面图,示出了沿着图2的线V-V截取的剖面图。
图6是根据示例实施例的驱动组装件的立体图。
图7是图6的驱动组装件的其中止动件与驱动组装件分离的分解立体图。
图8是图7的驱动组装件的其中减速器与驱动组装件分离的分解立体图。
图9是根据示例实施例的驱动组装件的剖面图。
图10是根据示例实施例的驱动组装件的剖面图。
图11是根据示例实施例的驱动组装件的分解剖面图。
图12是示意性示出根据示例实施例的在两个不同的减速器等待连接到壳体的分解立体图。
图13是示意性示出根据示例实施例的在第一减速器连接到壳体时的立体图。
图14是示意性示出根据示例实施例的在第二减速器连接到壳体时的立体图。
图15是示意性示出根据示例实施例的使用者将运动辅助装置的可穿戴模块穿戴在上臂上的示图。
具体实施方式
以下详细的结构描述或功能描述仅作为示例提供,并且可对示例实施例进行各种改变和修改。这里,示例实施例不被解释为局限于本公开,并且应当被理解为包括本公开的构思和技术范围内的所有改变、等同方案和替换方案。
在此可使用诸如第一、第二等的术语来描述各种组件。这些术语中的每个不用于定义相应组件的本质、顺序或序列,而是仅用于将相应组件与其他组件区分开。例如,“第一”组件可被称为“第二”组件,类似地,“第二”组件可被称为“第一”组件。
应当注意的是,如果描述了一个组件“连接”、“结合”或“接合”到另一组件,则尽管第一组件可直接连接、结合或接合到第二组件,但第三组件可在第一组件和第二组件之间“连接”、“结合”和“接合”。
除非上下文另有明确说明,否则单数形式旨在也包括复数形式。将进一步理解的是,当在此使用时,术语“包括”和/或“包含”指存在所陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件,但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
可使用相同的名称来描述包括在上述示例实施例中的元件和具有共同功能的元件。除非另有提及,否则对示例实施例的描述可适用于其他示例实施例,因此,为了简洁起见,将省略重复的描述。
除非另有定义,否则在此使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)具有与本公开所属领域的普通技术人员通常理解的含义相同的含义。术语(诸如在常用词典中定义的术语)应被解释为具有与其在相关技术的上下文中的含义一致的含义,并且除非在此明确地如此定义,否则不应以理想化或过于正式的含义解释。
在下文中,将参照附图详细描述示例实施例。当参照附图描述实施例时,相同的附图标记表示相同的构成元件,并将省略与其相关的重复描述。
图1是示出根据示例实施例的穿戴运动辅助装置的使用者的示图。
参照图1,根据示例实施例的运动辅助装置100可由使用者穿戴并且辅助使用者的锻炼。使用者可以是人、动物或机器人,但示例不限于此。运动辅助装置100可包括近侧支撑件190、远侧支撑件192和驱动组装件10。
在示例实施例中,近侧支撑件190和远侧支撑件192可基于使用者的一个身体部位彼此相对,并且分别支撑近侧部位和远侧部位。例如,近侧支撑件190可支撑使用者的腰部和/或骨盆,远侧支撑件192可支撑使用者的大腿、膝盖、小腿和/或脚。例如,近侧支撑件190可包括用于支撑使用者的整个腰部的可拆卸带,远侧支撑件192可包括用于支撑使用者的整个大腿的可拆卸带。
作为另一示例,近侧支撑件190和远侧支撑件192可基于使用者的上臂彼此相对。在这种情况下,近侧支撑件190可支撑使用者的肩部和/或背部,远侧支撑件192可支撑使用者的前臂。例如,近侧支撑件190可包括用于全方位支撑使用者的肩部的可拆卸带,远侧支撑件192可包括用于全方位支撑使用者的前臂的可拆卸带或全方位包围使用者的前臂的结构。
在示例实施例中,驱动组装件10可使远侧支撑件192相对于近侧支撑件190旋转。例如,驱动组装件10可使远侧支撑件192基于矢状面相对于近侧支撑件190旋转。也就是说,驱动组装件10可通过使远侧支撑件192旋转来辅助使用者执行屈曲或伸展锻炼。
在示例实施例中,近侧支撑件190和远侧支撑件192可基于冠状面相对旋转。例如,驱动组装件10可设置在近侧支撑件190的一侧。
图2是根据示例实施例的驱动组装件的立体图,图3是根据示例实施例的驱动组装件的前部的分解立体图,图4是根据示例实施例的驱动组装件的后部的分解立体图,图5是运动辅助装置的剖面图,示出了沿着图2的线V-V截取的剖面图。
参照图2至图5,驱动组装件10可包括致动器11、减速器12、驱动框架13、上盖141、下盖142、多个轴承和连接线17。
在示例实施例中,致动器11可以是具有内部空间的中空致动器。例如,减速器12可插设在内部空间中。根据该结构,可减小驱动组装件10的宽度,即,从下盖142到驱动框架13的垂直距离。通过降低驱动组装件10从使用者突出的总高度,可减小运动辅助装置100(见图1)的总体积,例如,使用者可将运动辅助装置100穿戴在衣服内。致动器11可包括定子111和转子112。
在示例实施例中,定子111可连接到近侧支撑件190。定子111可产生磁场以使转子112旋转。例如,定子111可具有在中央部分形成孔的环形状。例如,定子111可具有圆环形状。然而,定子111的形状不限于此。
在示例实施例中,转子112可相对于定子111旋转。例如,转子112可被定子111围绕。例如,转子112可具有杯形状。转子112可包括主板1121、垂直延伸部1122、恒星齿轮1123、永磁体1124和转子轴1125。
在示例实施例中,转子112的主板1121可以是平行于与定子111的中心轴线垂直的平面的板。转子112的垂直延伸部1122可以是从主板1121的边缘部分沿一个方向垂直延伸的部分。转子112的主板1121和垂直延伸部1122可一起具有杯形状。减速器12可插设在由主板1121和垂直延伸部1122形成的空间中。
在示例实施例中,转子112的多个永磁体1124可沿着转子112的垂直延伸部1122的外圆周表面布置。例如,永磁体1124可具有弯曲形状以具有与垂直延伸部1122的曲率相同的曲率,并且多个永磁体1124可布置为间隔开预定距离。永磁体1124可与定子111产生的磁场相互作用。例如,当转子112的永磁体1124与定子111产生的磁场相互作用时,转子112可沿一个方向旋转。
在示例实施例中,转子112的恒星齿轮1123可形成为从主板1121的中央突出。恒星齿轮1123可与主板1121一体地旋转。例如,转子轴1125可形成为从主板1121的中央突出,恒星齿轮1123可固定到转子轴1125。转子112的恒星齿轮1123可以是致动器11的输出端。致动器11的输出端可连接到减速器12的输入端。例如,恒星齿轮1123可连接到减速器12的输入端。
在示例实施例中,上盖141和下盖142可围绕致动器11。上盖141和下盖142可固定定子111并以转子121可相对于定子111旋转的方式支撑转子121。下盖142可连接到近侧支撑件190,并且可固定定子111的下表面。上盖141可连接到下盖142并且可固定定子111的上表面。由于下盖142和上盖141,定子111可具有受限的垂直运动和水平运动。也就是说,定子111可固定在下盖142和上盖141之间而不晃动。
在示例实施例中,上盖141可包括朝向定子111的内部空间延伸的突起1411。例如,突起1411可以是形成为从上盖141的中央部分向下盖142突出的圆筒形构件。转子112的垂直延伸部1122可位于上盖141的突起1411和定子111之间。
在示例实施例中,下盖固定螺钉1425可将下盖142连接到近侧支撑件190(见图1)。下盖142可通过下盖固定螺钉1425固定到近侧支撑件190。可沿着下盖142的圆周设置多个下盖固定螺钉1425。
在示例实施例中,上盖固定螺钉1415可将上盖141连接到下盖142。上盖141可通过上盖固定螺钉1415固定到下盖142。可沿着上盖141的圆周设置多个上盖固定螺钉1415。
在示例实施例中,多个轴承可支撑转子112以相对于定子111稳定地旋转。多个轴承可支撑转子112以与定子111保持预定距离。也就是说,多个轴承可防止转子112接近上盖141的突起1411或定子111。
在示例实施例中,多个轴承可包括第一内轴承151、第二内轴承152和第三内轴承153。第一内轴承151可设置在转子112和上盖141之间。第二内轴承152可设置在转子112和下盖142之间。
在示例实施例中,第一内轴承151可接触转子112的上表面和内侧表面,第二内轴承152可接触转子112的下表面和外侧表面。根据该布置,第一内轴承151和第二内轴承152可防止转子112在垂直方向上的晃动和转子112在水平方向上的晃动。也就是说,转子112的中心可保持与定子111的中心匹配。
在示例实施例中,减速器12可插设在致动器11内。例如,减速器12可插设在由转子112的垂直延伸部1122围绕的空间中。作为致动器11的输出端的恒星齿轮1123可连接到减速器12的输入端。在下文中,详细描述减速器12的减速机构。
在示例实施例中,转子112的主板1121可包括形成为从中央突出的转子轴1125和固定到转子轴1125的第一恒星齿轮1123。上盖141的突起1411可包括从内侧表面向中央形成的环形齿轮1412。减速器12可包括多个第一行星齿轮1211、第一行星架1212、第二恒星齿轮1213、多个第二行星齿轮1221和第二行星架1222。
在示例实施例中,多个第一行星齿轮1221可连接到作为致动器11的输出端的恒星齿轮1123。第二行星架1222可连接到驱动框架13。也就是说,第二行星架1222可以是减速器12的输出端。
在示例实施例中,多个第一行星齿轮1211可布置在第一恒星齿轮1123和环形齿轮1412之间。例如,第一行星齿轮1211可布置为沿着第一恒星齿轮1123的圆周间隔开预定距离。第一行星齿轮1211可具有与第一恒星齿轮1123啮合的齿轮形状。第一行星齿轮1211的一侧可接触第一恒星齿轮1123,第一行星齿轮1211的另一侧可接触环形齿轮1412。由于环形齿轮1412形成在上盖141的突起1411中,因此环形齿轮1412可保持固定状态。当第一恒星齿轮1123旋转时,多个第一行星齿轮1211可沿着第一恒星齿轮1123的圆周旋转。
在示例实施例中,第一行星架1212可连接到多个第一行星齿轮1211的中心轴线。当多个第一行星齿轮1211的中心轴线围绕第一恒星齿轮1123公转时,第一行星架1212可以以与多个第一行星齿轮1211的中心轴线的公转角速度相同的旋转角速度围绕第一恒星齿轮1123旋转。由于多个第一行星齿轮1211中的每个的中心轴线通过第一行星架1212结合,因此多个第一行星齿轮1211中的每个的中心轴线可以以与第一行星架1212相同的公转角速度公转。第一行星架1212的旋转速度可相对于第一恒星齿轮1123的旋转速度减小。也就是说,从第一行星架1212输出的扭矩可大于从第一恒星齿轮1123传递到第一行星齿轮1211的扭矩。
在示例实施例中,第二恒星齿轮1213可形成在第一行星架1212的中央。第二恒星齿轮1213可形成在多个第一行星齿轮1211的相对侧。例如,参照图5,当多个第一行星齿轮1211的中心轴线连接到第一行星架1212的下表面时,第二恒星齿轮1213可形成在第一行星架1212的上表面上。第二恒星齿轮1213可以以与第一行星架1212的角速度相同的角速度旋转。
在示例实施例中,多个第二行星齿轮1221可布置在第二恒星齿轮1213与环形齿轮1412之间。例如,第二行星齿轮1221可布置为沿着第二恒星齿轮1213的圆周间隔开预定距离。第二行星齿轮1221可具有与第二恒星齿轮1213啮合的齿轮形状。第二行星齿轮1221的一侧可接触第二恒星齿轮1213,第二行星齿轮1221的另一侧可接触环形齿轮1412。由于环形齿轮1412形成在上盖141的突起1411中,因此环形齿轮1412可保持固定状态。当第二恒星齿轮1213旋转时,多个第二行星齿轮1221可沿着第二恒星齿轮1213的圆周公转。
在示例实施例中,第二行星架1222可连接到多个第二行星齿轮1221的中心轴线。当多个第二行星齿轮1221的中心轴线围绕第二恒星齿轮1213公转时,第二行星架1222可以以与多个第二行星齿轮1221的中心轴线的公转角速度相同的旋转角速度围绕第二恒星齿轮1213旋转。由于多个第二行星齿轮1221中的每个的中心轴线通过第二行星架1222结合,因此多个第二行星齿轮1221中的每个的中心轴线可以以与第二行星架1222相同的公转角速度公转。第二行星架1222的旋转速度可相对于第一行星架1212的旋转速度减小。也就是说,从第二行星架1222输出的扭矩在大小上可大于从第一行星架1212输出的扭矩。第二行星架1222可以是减速器12的输出端。驱动组装件10产生的驱动扭矩可从减速器12的输入端向减速器12的输出端增大。
在示例实施例中,驱动框架13的一端可连接到减速器12的输出端。例如,驱动框架13的一端可连接到第二行星架1222。驱动框架13的另一端可连接到远侧支撑件192(见图1)。驱动框架13可将从减速器12接收的动力传递到远侧支撑件192。
图3至图5示出了包括两个行星齿轮组的减速器12。然而,减速器12的结构不限于此。例如,减速器12可由一组第一行星齿轮1211和第二行星齿轮1221构成。例如,减速器12的第一行星架1212可直接连接到驱动框架13。
在示例实施例中,多个轴承可防止第一恒星齿轮1123、第一行星齿轮1211、第一行星架1212、第二恒星齿轮1213、第二行星齿轮1221和第二行星架1222中的每个的旋转轴线的晃动。
在示例实施例中,参照图5,第一内轴承151可接触转子112的上表面和内侧表面,第二内轴承152可接触转子112的下表面和外侧表面。根据该布置,第一内轴承151和第二内轴承152可防止转子112在垂直方向和水平方向上的晃动。也就是说,第一内轴承151和第二内轴承152可使转子112的中心与定子111的中心匹配。根据该结构,可防止第一恒星齿轮1123的旋转轴线的晃动。
在示例实施例中,第三内轴承153可设置在上盖141与第二行星架1222之间。第二行星架1222可根据驱动框架13的运动接收径向力。当径向力施加到第二行星架1222时,第三内轴承153可防止第二行星架1222的晃动。也就是说,第三内轴承153可防止第二行星架1222的旋转轴线的晃动。
在示例实施例中,第四轴承154可设置在第一行星架1212的下侧和支撑多个第一行星齿轮1211的转子轴1125之间。例如,第四轴承154可支撑第一行星架1212以沿着转子轴1125的外圆周表面平滑地旋转。第四轴承154可在第一行星架1212的下侧和转子轴1125之间保持预定距离。
在示例实施例中,第五轴承155可设置在第一行星架1212的上侧和支撑多个第一行星齿轮1211的转子轴1125之间。例如,第五轴承155可支撑第一行星架1212以沿着转子轴1125的外圆周表面平滑地旋转。第五轴承155可在第一行星架1212的上侧和转子轴1125之间保持预定距离。
在示例实施例中,第四轴承154和第五轴承155可各自支撑第一行星架1212的下侧和上侧,以防止第一行星架1212和多个第一行星齿轮1211的晃动。
在示例实施例中,第六轴承156可设置在转子轴1125和第二行星架1222之间。例如,第六轴承156可支撑第二行星架1222以沿着转子轴1125的外圆周表面旋转。第六轴承156可在转子轴1125和第二行星架1222之间保持预定距离。第六轴承156可防止第二行星架1222的晃动。
在示例实施例中,第六轴承156可以是法兰型轴承。第六轴承156的圆柱形部分可插设在形成于第二行星架1222的中央处的孔中,并且转子轴固定螺钉1312可与凸缘部分叠置,以防止第六轴承156与第二行星架1222分离。转子轴固定螺钉1312可与转子轴1125螺纹连接。例如,转子轴1125可在转子轴1125的内圆周表面中具有螺纹,转子轴固定螺钉1312可在转子轴固定螺钉1312的外圆周表面中具有螺纹。
在示例实施例中,驱动框架13可以可旋转地连接到近侧支撑件190的一侧。驱动框架13的固定板131可通过至少一个框架固定螺钉1311连接到驱动组装件10的减速器12(见图3)。可在固定板131和上盖141之间设置轴承或减摩板。
在示例实施例中,驱动框架13可包括连接到减速器12的固定板131(见图3)、连接到固定板131的一端的铰链133以及连接到铰链133的枢转杆132。固定板131的连接到铰链133的部分可具有朝向使用者的近侧部分的弯曲形状。根据这样的形状,铰链133的轴线可靠近使用者的髋关节的内收轴线和外展轴线。枢转杆132可连接到使用者的远侧支撑件192。
在示例实施例中,连接线17可连接到定子111并延伸到外部。连接线17可电连接控制单元(未示出)和定子111。控制单元可控制定子111产生的磁场。
图6是根据示例实施例的驱动组装件的立体图,图7是图6的止动件分离的驱动组装件的分解立体图,图8是图7的减速器分离的驱动组装件的分解立体图。
参照图6至图8,驱动组装件20可具有通过数个步骤组装的结构。驱动组装件20可包括壳体24、可拆卸地连接到壳体24的支撑部28、由支撑部28支撑的减速器、连接到支撑部28的驱动框架23以及连接到减速器的止动件26。减速器可插设在壳体24中并连接到支撑部28。图8示出了由支撑部28支撑的减速器的环形齿轮R。
在示例实施例中,环形齿轮R可与壳体24分离。至少一个恒星齿轮、至少一个行星齿轮和至少一个行星架可设置在环形齿轮R内。参照图9至图11详细描述减速器的具体结构。
在示例实施例中,减速器可包括用作输入端的主轴S和用作输出端的第二行星架2222。致动器产生的动力可通过作为减速器的输入端的主轴S传递到减速器。传递到减速器的动力可降低并传递到作为输出端的第二行星架2222。
在示例实施例中,壳体24可支撑致动器。例如,壳体24可支撑定子(例如,图5的定子111)。转子(例如,图5的转子112)可以可旋转地设置在壳体24内。壳体24可固定致动器的定子。壳体24可包括上盖241、下盖242和侧盖243。下盖242可面向使用者的身体。下盖242可支撑致动器的下侧。上盖241可覆盖致动器的上侧。侧盖243可覆盖致动器的侧面。上盖241可包括多个第一容纳部241a和多个第二容纳部241b。
在示例实施例中,多个第一容纳部241a可以是形成为从上盖241的表面凹入的槽,或者形成为穿透上盖241的孔。多个第一容纳部241a可基于转子的旋转轴线沿着圆周方向定位。例如,多个第一容纳部241a可以以相等的距离布置。例如,可设置六个第一容纳部241a。例如,可在多个第一容纳部241a的内表面上形成螺纹。
在示例实施例中,多个第二容纳部241b可以是形成为从上盖241的表面凹入的槽,或者形成为穿透上盖241的孔。第二容纳部241b可位于多个第一容纳部241a中的两个相邻的第一容纳部241a之间。例如,可在多个第二容纳部241b的内表面上形成螺纹。例如,可设置两个第二容纳部241b。
在示例实施例中,支撑部28可以可拆卸地连接到壳体24。支撑部28可包括可拆卸地连接到上盖241的基座框架281。支撑部28可包括延伸框架283,延伸框架283形成为从基座框架281向内延伸。延伸框架283可覆盖减速器的上侧,以防止减速器向上分离。支撑部28可包括至少一个框架紧固构件284,框架紧固构件284将基座框架281紧固到上盖241。例如,框架紧固构件284可以是螺钉。然而,框架紧固构件284不限于螺钉。例如,对于框架紧固构件284,用于将支撑部28紧固到壳体24的结构就足够了。框架紧固构件284可穿过上盖241并紧固到壳体24。例如,框架紧固构件284可形成在外表面上,并且可包括与多个第一容纳部241a螺纹连接的螺纹。
在示例实施例中,止动件26可以可拆卸地连接到支撑部28。止动件26可位于驱动框架23的运动路径上。例如,止动件26可限制驱动框架23的旋转角度。例如,止动件26可防止驱动框架23顺时针过度旋转或逆时针过度旋转。例如,止动件26可将驱动框架23的旋转角度范围限制在180度内。根据止动件26,可防止驱动框架23过度旋转,因此可防止使用者的关节受到无意的负担。止动件26可包括止动件主体261和止动件紧固构件262,止动件主体261设置在支撑部28的一个表面上,止动件紧固构件262将止动件主体261紧固到支撑部28。例如,可设置至少两个止动件紧固构件262。止动件紧固构件262可连接到止动件主体261的至少两个点,以支撑并防止止动件主体261旋转。
例如,在支撑部28固定到壳体24的情况下,止动件26可与支撑部28分离。例如,止动件26可不与上盖241叠置。即使当止动件26紧固到支撑部28时,使用者也可将支撑部28与壳体24分离。
在示例实施例中,驱动框架23可连接到减速器的输出端。驱动框架23可包括固定到减速器的输出端的固定板231、连接到固定板231的一端的铰链233、可旋转地连接到铰链233的枢转杆232以及将固定板231紧固到减速器的至少一个框架固定螺钉2311。铰链233的轴线可靠近使用者髋关节的内收轴线和外展轴线。枢转杆232可连接到使用者的远侧支撑件(例如,图1的远侧支撑件192)。驱动框架23可将从减速器接收的动力传递到远侧支撑件(例如,图1的远侧支撑件192)。可设置至少两个框架固定螺钉2311。
在示例实施例中,减速器和支撑部28可与壳体24分离。可容易地更换减速器和支撑部28。当支撑部28与壳体24分离时,减速器可与壳体24分离。同样,当支撑部28插设在壳体24中时,减速器可连接到致动器。使用者可通过将支撑部28与壳体24分离来容易地维护、修理和/或更换减速器。
图9是根据示例实施例的驱动组装件的剖面图,图10是根据示例实施例的驱动组装件的剖面图,图11是根据示例实施例的驱动组装件的分解剖面图。
参照图9至图11,驱动组装件20可包括致动器211和212、减速器22、壳体24、多个轴承251、252、253、254和255、垫圈W、印刷电路板27和支撑部28。
在示例实施例中,致动器211和212可包括定子211和转子212。定子211可固定到壳体24。定子211可通过印刷电路板27电连接到控制单元(未示出)。印刷电路板27可控制定子211产生的磁场。例如,控制单元(未示出)可设置在近侧支撑件(例如,图1的近侧支撑件190)中。控制单元(未示出)可通过调节定子211产生的磁场的强度来控制转子212的旋转速度。
在示例实施例中,转子212可相对于定子211旋转。例如,转子212可被定子211围绕。转子212可提供用于容纳减速器的内部空间。例如,转子212可具有杯形状。转子212可包括主板2121、垂直延伸部2122、永磁体2124、帽2127和帽紧固构件2128。
在示例实施例中,主板2121可设置为与下盖242平行。主板2121可相对于下盖242旋转。主板2121可围绕主轴S旋转。主轴S可设置为与Z轴平行。在本申请中,向上方向是指+Z方向,向下方向是指-Z方向。
在示例实施例中,垂直延伸部2122可形成为从主板2121的边缘向上延伸。垂直延伸部2122可位于定子211和减速器22之间。例如,垂直延伸部2122的内侧表面可面向环形齿轮R的外侧表面,垂直延伸部2122的外侧表面可面向永磁体2124。永磁体2124可与定子211相互作用。
在示例实施例中,多个永磁体2124可沿着垂直延伸部2122的外圆周表面布置。例如,永磁体2124可具有弯曲形状以具有与垂直延伸部2122的曲率相同的曲率,并且多个永磁体2124可布置为间隔开预定距离。
在示例实施例中,帽2127可覆盖主板2121。例如,帽2127可覆盖主板2121的下侧。帽2127可与下盖242间隔开。可在帽2127和下盖242之间设置间隙。帽2127可相对于下盖242旋转。
在示例实施例中,帽紧固构件2128可将帽2127紧固到减速器22。帽紧固构件2128可以可拆卸地连接到减速器22。例如,帽紧固构件2128可具有与减速器22的主轴S接合的形状。帽紧固构件2128可连接到主板2121和主轴S以同时旋转。主板2121、主轴S和帽紧固构件2128可以以相同的旋转速度旋转。帽紧固构件2128可具有插设在下盖242中的形状。例如,帽紧固构件2128可具有不从下盖242的下表面向外突出的形状。帽紧固构件2128的至少一部分可覆盖下轴承251。帽紧固构件2128可防止下轴承251向下分离。
在示例实施例中,减速器22可与具有支撑部28的壳体24分离。减速器22可包括:主轴S,用作输入端;第一恒星齿轮2210,固定在主轴S的下侧;环形齿轮R,设置为由支撑部28支撑的状态;多个第一行星齿轮2211,布置在第一恒星齿轮2210和环形齿轮R之间并与第一恒星齿轮2210和环形齿轮R啮合;第一行星架2212,连接到多个第一行星齿轮2211中的每个的中心轴线;第二恒星齿轮2213,连接到第一行星架2212;多个第二行星齿轮2221,布置在第二恒星齿轮2213和环形齿轮R之间并与第二恒星齿轮2213和环形齿轮R啮合;以及第二行星架2222,连接到多个第二行星齿轮2221中的每个的中心轴线并连接到驱动框架(例如,图6的驱动框架23)。第一行星齿轮2211可通过第一螺栓B1连接到第一行星架2212,第二行星齿轮2221可通过第二螺栓B2连接到第二行星架2222。
在示例实施例中,第一恒星齿轮2210可以以与转子212相同的速度旋转。例如,第一恒星齿轮2210可固定到主轴S,使得第一恒星齿轮2210相对于主轴S的运动受到限制。第一恒星齿轮2210、第一行星架2212、第二行星架2222可以以不同的速度旋转。例如,第一恒星齿轮2210可以以相对最快的速度旋转。第一行星架2212可通过多个第一行星齿轮2211减速,并且可以以比第一恒星齿轮2210相对慢的速度旋转。第二行星架2222可通过多个第二行星齿轮2221再次减速,并且可以以比第一行星架2212相对慢的速度旋转。
在示例实施例中,多个第二行星齿轮2221可位于第一行星齿轮2211的上部。可设置三个第一行星齿轮2211和三个第二行星齿轮2221,但其数量不限于此。第一行星架2212和第二恒星齿轮2213可一体地形成。
在示例实施例中,第二行星架2222可包括多个行星架孔2222a。多个行星架孔2222a可容纳框架固定螺钉2311。例如,多个行星架孔2222a和框架固定螺钉2311可具有彼此接合的螺纹形状。例如,可以以与框架固定螺钉2311的数量相同的数量设置多个行星架孔2222a。
在示例实施例中,壳体24可包括下盖242、侧盖243和上盖241,下盖242以转子212可旋转的方式支撑转子212,侧盖243从下盖242延伸并被构造为覆盖定子211的侧表面,上盖241从侧盖243延伸并被构造为覆盖定子211的上表面。
在示例实施例中,多个轴承251、252、253、254和255可支撑转子212和减速器22的旋转。例如,多个轴承251、252、253、254和255可包括下轴承251、上轴承252、第一内轴承253、第二内轴承254和第三内轴承255。
在示例实施例中,下轴承251可设置在转子212和壳体24之间。例如,下轴承251可设置在下盖242和主板2121之间。下轴承251可支撑主板2121以相对于下盖242平滑地旋转。
在示例实施例中,上轴承252可设置在环形齿轮R和第二行星架2222之间。例如,上轴承252可设置在环形齿轮R的内侧表面和第二行星架2222的外侧表面之间。上轴承252可支撑第二行星架2222以相对于环形齿轮R平滑地旋转。
在示例实施例中,第一内轴承253、第二内轴承254和第三内轴承255可设置在减速器22内部。第一内轴承253可设置在主轴S和第一行星架2212之间。第二内轴承254可设置在主轴S和第二恒星齿轮2213之间。第三内轴承255可设置在主轴S和第二行星架2222之间。例如,第三内轴承255可设置在主轴S的外侧表面和第二行星架2222的内侧表面之间。第三内轴承255可支撑第二行星架2222以相对于主轴S平滑地旋转。
在示例实施例中,垫圈W可插设在主轴S中并覆盖第三内轴承255。垫圈W可支撑第三内轴承255,使得第三内轴承255不向上分离。主轴S可包括支撑第一恒星齿轮2210的下突起。通过主轴S和垫圈W,减速器22的齿轮组可保持紧凑的结构。
在示例实施例中,支撑部28可包括基座框架281、支撑框架282、延伸框架283和框架紧固构件284。基座框架281可基于转子212的旋转轴线与壳体24叠置。基座框架281可从壳体24拆卸。支撑框架282可从基座框架281延伸,支撑框架282的至少一部分可位于定子211内并支撑减速器22。延伸框架283可从基座框架281向内延伸,并且可基于转子212的旋转轴线方向与减速器22叠置。框架紧固构件284可将基座框架281紧固到上盖241。
在示例实施例中,驱动组装件可容易地更换减速器。根据示例实施例,可在使用同一平台的同时组合各种不同的减速器。例如,可在维护除减速器之外的机构和硬件的同时仅更换减速器,并且根据需要使用驱动组装件。
例如,可通过使用同一发动机和高速或低扭矩减速器来辅助使用者的跑步锻炼。在另一示例中,可通过使用同一发动机和高速或低扭矩减速器来辅助使用者爬坡。由于这些特性,可通过将减速器设计为可更换来提升可穿戴装置的可用性。
图12是示意性示出根据示例实施例的在两个不同的减速器等待连接到壳体的分解立体图,图13是示意性示出根据示例实施例的在第一减速器连接到壳体时的立体图,图14是示意性示出根据示例实施例的在第二减速器连接到壳体时的立体图。
参照图12至图15,驱动组装件可包括彼此可拆卸地连接的壳体34和减速器32A和32B。减速器32A和32B可包括第一减速器32A和第二减速器32B。第一减速器32A以相对低的速度被驱动并且可具有产生相对大的扭矩的输出端。第二减速器32B以相对高的速度被驱动并且可具有产生相对小的扭矩的输出端。壳体34可连接到第一减速器32A或第二减速器32B。
使用者可根据驱动组装件的使用目的更换减速器。例如,在需要相对大的扭矩的任务的情况下,使用者可在第一减速器32A结合到壳体34时使用驱动组装件。此外,在需要相对小的扭矩的任务(诸如一般行走)的情况下,使用者可在第二减速器32B结合到壳体34时使用驱动组装件。
图15是示意性示出根据示例实施例的使用者将运动辅助装置的可穿戴模块穿戴在上臂上的示图。
参照图15,运动辅助装置可穿戴在使用者U的上臂上。例如,驱动组装件940可设置在使用者U的肩部附近。驱动组装件940可产生用于辅助上臂的运动的动力。驱动框架950可连接到驱动组装件940,并且可沿着使用者U的上臂设置。
在示例实施例中,盖911可连接到驱动框架950的端部,并且可支撑使用者的上臂的一部分。带子912可连接到盖911。带子912可连接到盖911以支撑上臂的其余部分。
如上所述,尽管已参照有限的附图描述了示例,但是本领域技术人员可基于此应用各种技术修改和变型。例如,如果以不同的顺序执行描述的技术,和/或如果以不同的方式组合描述的系统、架构、装置或者电路中的组件和/或用其他组件或者它们的等同物替换或者补充描述的系统、架构、装置或者电路中的组件,可获得适当的结果。
因此,其他实施方式在所附权利要求的范围内。
Claims (15)
1.一种运动辅助装置,包括:
近侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的近侧部位上;
远侧支撑件,被构造为穿戴在使用者的远侧部位上;
驱动组装件,连接到所述近侧支撑件并被构造为产生动力;以及
驱动框架,被构造为将所述动力从所述驱动组装件传递到所述远侧支撑件,
其中,所述驱动组装件包括:
壳体,连接到所述近侧支撑件;
致动器,包括定子和转子,所述定子固定到所述壳体并具有环形状,所述转子位于所述定子内并且能够相对于所述定子旋转;
减速器,插设在所述转子内并且包括连接到所述致动器的输出端的输入端;以及
支撑部,被构造为支撑所述减速器并且可拆卸地连接到所述壳体。
2.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述驱动框架被构造为将所述减速器的输出端连接到所述远侧支撑件,并且能够相对于所述支撑部运动。
3.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述支撑部包括:
基座框架,基于所述转子的旋转轴线的方向与所述壳体叠置并且可拆卸地连接到所述壳体;以及
支撑框架,从所述基座框架延伸,至少部分地位于所述定子内,并且被构造为支撑所述减速器。
4.根据权利要求3所述的运动辅助装置,其中,所述支撑部还包括延伸框架,所述延伸框架从所述基座框架延伸并且基于所述转子的旋转轴线的方向与所述减速器叠置。
5.根据权利要求3所述的运动辅助装置,其中,所述驱动组装件还包括框架紧固构件,所述框架紧固构件被构造为将所述支撑部紧固到所述壳体。
6.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述壳体包括:
下盖,被构造为以所述转子可旋转的方式支撑所述转子;
侧盖,从所述下盖延伸并被构造为覆盖所述定子的侧表面;以及
上盖,从所述侧盖延伸并被构造为覆盖所述定子的上表面。
7.根据权利要求6所述的运动辅助装置,其中,所述转子包括:
主板,设置为与所述下盖平行;以及
垂直延伸部,从所述主板延伸并且位于所述定子和所述减速器之间。
8.根据权利要求7所述的运动辅助装置,其中,所述转子还包括:
帽,被构造为覆盖所述主板;以及
帽紧固构件,被构造为将所述帽紧固到所述减速器并且连接到所述减速器。
9.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述支撑部和所述减速器能够与所述壳体分离。
10.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述减速器包括:
主轴,连接到所述转子并且基于所述转子的旋转轴线旋转;
第一恒星齿轮,固定在所述主轴上;
环形齿轮,固定在所述支撑部上并围绕所述第一恒星齿轮;
多个第一行星齿轮,布置在所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第一恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;
第一行星架,连接到所述多个第一行星齿轮中的每个的中心轴线;
第二恒星齿轮,连接到所述第一行星架;
多个第二行星齿轮,布置在所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮之间并与所述第二恒星齿轮和所述环形齿轮啮合;以及
第二行星架,连接到所述多个第二行星齿轮中的每个的中心轴线并连接到所述驱动框架。
11.根据权利要求10所述的运动辅助装置,其中,
所述转子和所述第一恒星齿轮以相同的速度旋转,并且
所述第一恒星齿轮、所述第一行星架和所述第二行星架以不同的速度旋转。
12.根据权利要求10所述的运动辅助装置,其中,所述驱动组装件还包括:
下轴承,布置在所述转子和所述壳体之间;以及
上轴承,布置在所述环形齿轮和所述第二行星架之间。
13.根据权利要求10所述的运动辅助装置,其中,所述驱动组装件还包括:
第一内轴承,布置在所述主轴和所述第一行星架之间;
第二内轴承,布置在所述主轴和所述第二恒星齿轮之间;以及
第三内轴承,布置在所述主轴和所述第二行星架之间。
14.根据权利要求13所述的运动辅助装置,其中,所述驱动组装件还包括垫圈,所述垫圈插设在所述主轴中并被构造为覆盖所述第三内轴承。
15.根据权利要求1所述的运动辅助装置,其中,所述驱动组装件还包括止动件,所述止动件布置在所述支撑部中并且位于所述驱动框架的运动路径上。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication |