CN207771819U - 一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，包括底座、导轨、传动机构和调速驱动机构，所述底座的上平面连接在传动机构的下侧，所述导轨和调速驱动机构连接，底座的下平面在导轨上滑动。所述下肢康复机器人包括脚踏装置、中间关节和上部连接块，所述脚踏装置安放下肢小腿的脚部位，所述上部连接块连接在下肢的大腿上端位置。所述脚踏装置、中间关节之间和中间关节、上部连接块之间均连接一个无极调节长度机构。所述调速驱动机构设有手柄，顺时针或逆时针旋转手柄，调速驱动机构推动传动机构分别往前或往后移动，继而调节脚踏装置、中间关节之间或中间关节、上部连接块之间的距离，使之分别与下肢的小腿长度和大腿长度相适应。增加了病人的舒适度和安全性，便于更换维修。

Description

一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构

技术领域

本实用新型属于医疗器械，涉及一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构。

背景技术

目前，对于下肢具有不同程度运动障碍的病人来说，特别是对于中风患者的下肢疾病，这种由于神经损伤而引起的运动障碍可以通过下肢康复运动进行治疗。但是相应的康复医疗师供不应求且价格昂贵，而且病人无法得到长时间训练，于是人们想引入一种医疗器械来代替医疗师的工作，下肢康复机器人应运而生。

随着下肢康复机器人的发展，结构越来越优化且基本可以满足病人一些治疗需求，但是病人在使用下肢康复机器人时，有些机器人不能根据患者腿长调节机械腿关节长度，或者有些下肢康复机器人虽然可以调节长度，但是需要治疗师用手托住机器腿，然后询问病人感受再调节腿长度，加重了康复医疗师的负担且对病人具有一定的危险或伤害,无法使得病人能够根据自身情况，自己轻松调节长度。

现有的下肢康复机器人机械腿调节长度方式分为有极调节和无极调节，有极调节大部分采用销钉方式，由于销钉孔间有一定间距，所以这种调节方式达不到理想的舒适长度。无极调节大部分利用摩擦力通过螺纹紧固，但是机械腿在运动过程中的动载荷可以使得螺纹配合松动，具有很大的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决了现有下肢康复机器人机械腿长度调节不便的问题，而提供一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构。具体技术方案如下：

一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，所述下肢康复机器人包括脚踏装置、中间关节和上部连接块，所述脚踏装置安放下肢小腿的脚部位，所述上部连接块连接在下肢的大腿上端位置，通过中间关节的往复摆动来带动下肢运动。

所述脚踏装置、中间关节之间和中间关节、上部连接块之间均连接一个无极调节长度机构，所述无极调节长度机构包括底座、导轨、传动机构和调速驱动机构，所述底座的上平面连接在传动机构的下侧，所述导轨和调速驱动机构连接，底座的下平面在导轨上滑动，调速驱动机构设有手柄，顺时针或逆时针旋转手柄，调速驱动机构推动传动机构分别往前或往后移动，继而调节脚踏装置、中间关节之间或中间关节、上部连接块之间的距离，使之分别与下肢的小腿长度和大腿长度相适应。

进一步限定的技术方案如下：

所述传动机构包括限位套、丝杠、丝杠螺母、橡胶垫、从动伞齿轮和导向套。所述导向套包括导向法兰和导向套体，导向套体的一端连接导向法兰，另一端连接丝杠螺母，丝杠旋入丝杠螺母，丝杠在位于导向法兰的一端连接限位套，丝杠的另一端连接从动伞齿轮，丝杠螺母的法兰端面上连接橡胶垫，橡胶垫在传动机构和调速驱动机构之间起到缓冲作用。

所述调速驱动机构包括第一齿轮、调速杆、花键轴、第三齿轮、齿轮轴、四个滚动轴承和调速驱动机构箱体。所述调速驱动机构箱体包括安装法兰、方形箱体和盖板，所述方形箱体的一端连接安装法兰，另一端连接盖板。

所述方形箱体的内部平行布置花键轴和齿轮轴，且花键轴和齿轮轴的两端均安装一个滚动轴承，并通过滚动轴承安装在方形箱体上。

所述花键轴上套装调速杆，花键轴的一端安装第一齿轮，花键轴的另一端安装第三齿轮。所述齿轮轴上设有第四齿轮、主动伞齿轮和第二齿轮，所述第四齿轮与第三齿轮啮合，所述第二齿轮与第一齿轮啮合，所述主动伞齿轮与从动伞齿轮啮合。所述调速杆包括拨叉和连接套，所述拨叉的一端设有连接套安装孔，连接套在连接套安装孔内可以自由旋转，连接套内孔为花键孔，所述花键孔套设在花键轴上，并在花键轴上滑动。所述花键轴上位于第三齿轮一端的端部位置设有锁紧装置，所述锁紧装置包括方型棘爪、棘轮盒和矩形齿棘轮。所述棘轮盒安装在方形箱体上，矩形齿棘轮的内孔安装在花键轴上，矩形齿棘轮置于棘轮盒的内孔中，方型棘爪上安装一个圆柱螺旋压缩弹簧，拉起方型棘爪时矩形齿棘轮可以自由旋转，放下方型棘爪时，方型棘爪插入矩形齿棘轮外圈的矩形齿中，矩形齿棘轮被锁紧。手柄连接在花键轴位于第三齿轮一端的端部位置。

所述第一齿轮与第二齿轮齿数相等，传动比为1:1。所述第三齿轮的齿数是第四齿轮的齿数的1/2,传动比为2:1。

所述主动伞齿轮与从动伞齿轮齿数相等，且均为90°伞齿轮。

所述第一齿轮在位于调速杆一侧的端面上设有第一花键凸台，当调速杆滑向第一齿轮时，连接套的花键孔同时套在第一花键凸台和花键轴上，此时摇动手柄，第一齿轮带动第二齿轮旋转，调速驱动机构进入快速模式。所述第三齿轮在位于调速杆一侧的端面上设有第二花键凸台，当调速杆滑向第三齿轮时，连接套的花键孔同时套在第二花键凸台和花键轴上，此时摇动手柄，第三齿轮带动第四齿轮旋转，调速驱动机构进入慢速模式。所述方形箱体的上侧面上设有长槽，且在长槽的两端分别设有一个矩形缺口，所述矩形缺口用于调速杆位于快速和慢速两个档位的限位。

本实用新型的有益技术效果是：

(1)本实用新型通过调速驱动机构和传动机构实现下肢康复机器人腿关节的无极调节长度，且可以进行快速调节和慢速调节，增加了病人的舒适度和安全性。

(2)本实用新型安装拆卸方便，便于更换维修。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图。

图2为本实用新型传动机构与调速驱动机构联动示意图。

图3为本实用新型丝杠螺母传动示意图。

图4为本实用新型调速驱动机构齿轮布局示意图。

图5为本实用新型第一齿轮结构示意图。

图6为本实用新型第三齿轮结构示意图。

图7为本实用新型调速杆结构示意图。

图8为本实用新型锁紧装置结构示意图。

图9为本实用新型使用状态示意图。

图中序号：底座1、导轨2、传动机构3、限位套30、丝杠31、丝杠螺母32、橡胶垫33、从动伞齿轮34、导向套35、导向法兰351、导向套体352；

调速驱动机构4、第一齿轮40、第一花键凸台401、调速杆41、拨叉411、连接套412、花键轴42、手柄421、第三齿轮43、第二花键凸台431、齿轮轴44、第四齿轮441、主动伞齿轮442、第二齿轮443、滚动轴承45、调速驱动机构箱体46、安装法兰461、方形箱体462、长槽4621、盖板463；锁紧装置5、方型棘爪51、棘轮盒52、矩形齿棘轮 53；

脚踏装置6、中间关节7、上部连接块8。

具体实施方法

下面结合附图，通过实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例一

参见图1～图6，一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，包括底座1、导轨2、传动机构3和调速驱动机构4，所述底座1的上平面连接在传动机构3的下侧，所述导轨2和调速驱动机构4连接，底座1的下平面在导轨2上滑动。

所述传动机构3包括限位套30、丝杠31、丝杠螺母32、橡胶垫33、从动伞齿轮34和导向套35。所述导向套35包括导向法兰351和导向套体352，导向套体352的一端连接导向法兰351，另一端连接丝杠螺母32，丝杠31旋入丝杠螺母32，丝杠31在位于导向法兰351的一端连接限位套30，丝杠31的另一端连接从动伞齿轮34，丝杠螺母32 的法兰端面上连接橡胶垫33，橡胶垫33在传动机构3和调速驱动机构4之间起到缓冲作用。

所述调速驱动机构4包括第一齿轮40、调速杆41、花键轴42、第三齿轮43、齿轮轴44、四个滚动轴承45和调速驱动机构箱体46。所述调速驱动机构箱体46包括安装法兰 461、方形箱体462和盖板463，所述方形箱体462的一端连接安装法兰461，另一端连接盖板463。

所述方形箱体462的内部平行布置花键轴42和齿轮轴44，且花键轴42和齿轮轴44的两端均安装一个滚动轴承45，并通过滚动轴承45安装在方形箱体462上。

所述花键轴42上套装调速杆41，花键轴42的一端安装第一齿轮40，花键轴42的另一端安装第三齿轮43。所述齿轮轴44上设有第四齿轮441、主动伞齿轮442和第二齿轮 443，所述第四齿轮441与第三齿轮43啮合，所述第二齿轮443与第一齿轮40啮合，所述主动伞齿轮442与从动伞齿轮34啮合。所述调速杆41包括拨叉411和连接套412，所述拨叉411的一端设有连接套安装孔，连接套412在连接套安装孔内可以自由旋转，连接套412内孔为花键孔，所述花键孔套设在花键轴42上，并在花键轴42上滑动。手柄421连接在花键轴42位于第三齿轮43一端的端部位置。

所述第一齿轮40与第二齿轮443齿数相等，齿数均为16，传动比为1:1。所述第三齿轮43的齿数是第四齿轮441的齿数的1/2,第三齿轮的齿数为12，第四齿轮的齿数为24，传动比为2:1。

所述主动伞齿轮442与从动伞齿轮34齿数相等，齿数均为18，且均为90°伞齿轮。所述第一齿轮40在位于调速杆41一侧的端面上设有第一花键凸台401，当调速杆41 滑向第一齿轮40时，连接套412的花键孔同时套在第一花键凸台401和花键轴42上，此时摇动手柄421，第一齿轮40带动第二齿轮443旋转，调速驱动机构4进入快速模式。所述第三齿轮43在位于调速杆41一侧的端面上设有第二花键凸台431，当调速杆41 滑向第三齿轮43时，连接套412的花键孔同时套在第二花键凸台431和花键轴42上，此时摇动手柄421，第三齿轮43带动第四齿轮441旋转，调速驱动机构4进入慢速模式。所述方形箱体462的上侧面上设有长槽4621，且在长槽4621的两端分别设有一个矩形缺口，所述矩形缺口用于调速杆41位于快速和慢速两个档位的限位。

参见图4和图7，所述调速杆41包括拨叉411和连接套412，所述拨叉411的一端设有连接套安装孔，连接套412在连接套安装孔内可以自由旋转，连接套412内孔为花键孔，所述花键孔套设在花键轴42上，并在花键轴42上滑动。

参见图1和图8，所述花键轴42上位于第三齿轮43一端的端部位置设有锁紧装置5，所述锁紧装置5包括方型棘爪51、棘轮盒52和矩形齿棘轮53。所述棘轮盒52安装在方形箱体462上，矩形齿棘轮53的内孔安装在花键轴42上，矩形齿棘轮53置于棘轮盒52的内孔中，方型棘爪51上安装一个圆柱螺旋压缩弹簧，拉起方型棘爪51时矩形齿棘轮53可以自由旋转，放下方型棘爪51时，方型棘爪51插入矩形齿棘轮53外圈的矩形齿中，矩形齿棘轮53被锁紧。

参见图9，所述下肢康复机器人包括脚踏装置6、中间关节7和上部连接块8，所述脚踏装置6安放下肢小腿的脚部位，所述上部连接块8连接在下肢的大腿上端位置，通过中间关节7的往复摆动来带动下肢运动。所述脚踏装置6、中间关节7之间和中间关节7、上部连接块8之间均连接一个无极调节长度机构。

需要调节时，拉起方型棘爪51，顺时针或逆时针旋转脚踏装置6、中间关节7之间的手柄421，调速驱动机构4推动传动机构3往前或往后移动，继而调节脚踏装置6、中间关节7之间的距离，以便与下肢的小腿长度相适应。同理，顺时针或逆时针旋转中间关节7、上部连接块8之间的手柄421，调速驱动机构4推动传动机构3往前或往后移动，继而调节中间关节7、上部连接块8之间距离，以便与下肢的大腿长度相适应。

调节结束后，放下方型棘爪51时，方型棘爪51插入矩形齿棘轮53外圈的矩形齿中，矩形齿棘轮53被锁紧，花键轴42、丝杠31随之被锁紧。

以上内容并非对本实用新型的结构、形状作任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，所述下肢康复机器人包括脚踏装置(6)、中间关节(7)和上部连接块(8)，所述脚踏装置(6)安放下肢小腿的脚部位，所述上部连接块(8)连接在下肢的大腿上端位置，通过中间关节(7)的往复摆动来带动下肢运动；其特征在于：所述脚踏装置(6)、中间关节(7)之间和中间关节(7)、上部连接块(8)之间均连接一个无极调节长度机构，所述无极调节长度机构包括底座(1)、导轨(2)、传动机构(3)和调速驱动机构(4)，所述底座(1)的上平面连接在传动机构(3)的下侧，所述导轨(2)和调速驱动机构(4)连接，底座(1)的下平面在导轨(2)上滑动，调速驱动机构(4)设有手柄(421)，顺时针或逆时针旋转手柄(421)，调速驱动机构(4)推动传动机构(3)分别往前或往后移动，继而调节脚踏装置(6)、中间关节(7)之间或中间关节(7)、上部连接块(8)之间的距离，使之分别与下肢的小腿长度和大腿长度相适应。

2.根据权利要求1所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述传动机构(3)包括限位套(30)、丝杠(31)、丝杠螺母(32)、橡胶垫(33)、从动伞齿轮(34)和导向套(35)；所述导向套(35)包括导向法兰(351)和导向套体(352)，导向套体(352)的一端连接导向法兰(351)，另一端连接丝杠螺母(32)，丝杠(31)旋入丝杠螺母(32)，丝杠(31)在位于导向法兰(351)的一端连接限位套(30)，丝杠(31)的另一端连接从动伞齿轮(34)，丝杠螺母(32)的法兰端面上连接橡胶垫(33)，橡胶垫(33)在传动机构(3)和调速驱动机构(4)之间起到缓冲作用。

3.根据权利要求2所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述调速驱动机构(4)包括第一齿轮(40)、调速杆(41)、花键轴(42)、第三齿轮(43)、齿轮轴(44)、四个滚动轴承(45)和调速驱动机构箱体(46)；所述调速驱动机构箱体(46)包括安装法兰(461)、方形箱体(462)和盖板(463)，所述方形箱体(462)的一端连接安装法兰(461)，另一端连接盖板(463)；所述方形箱体(462)的内部平行布置花键轴(42)和齿轮轴(44)，且花键轴(42)和齿轮轴(44)的两端均安装一个滚动轴承(45)，并通过滚动轴承(45)安装在方形箱体(462)上；

所述花键轴(42)上套装调速杆(41)，花键轴(42)的一端安装第一齿轮(40)，花键轴(42)的另一端安装第三齿轮(43)；所述齿轮轴(44)上设有第四齿轮(441)、主动伞齿轮(442)和第二齿轮(443)，所述第四齿轮(441)与第三齿轮(43)啮合，所述第二齿轮(443)与第一齿轮(40)啮合，所述主动伞齿轮(442)与从动伞齿轮(34)啮合。

4.根据权利要求3所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述调速杆(41)包括拨叉(411)和连接套(412)，所述拨叉(411)的一端设有连接套安装孔，连接套(412)在连接套安装孔内可以自由旋转，连接套(412)内孔为花键孔，所述花键孔套设在花键轴(42)上，并在花键轴(42)上滑动。

5.根据权利要求3所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述花键轴(42)上位于第三齿轮(43)一端的端部位置设有锁紧装置(5)，所述锁紧装置(5)包括方型棘爪(51)、棘轮盒(52)和矩形齿棘轮(53)；所述棘轮盒(52)安装在方形箱体(462)上，矩形齿棘轮(53)的内孔安装在花键轴(42)上，矩形齿棘轮(53)置于棘轮盒(52)的内孔中，方型棘爪(51)上安装一个圆柱螺旋压缩弹簧，拉起方型棘爪(51)时矩形齿棘轮(53)可以自由旋转，放下方型棘爪(51)时，方型棘爪(51)插入矩形齿棘轮(53)外圈的矩形齿中，矩形齿棘轮(53)被锁紧；手柄(421)连接在花键轴(42)位于第三齿轮(43)一端的端部位置。

6.根据权利要求3所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述第一齿轮(40)与第二齿轮(443)齿数相等，传动比为1:1；所述第三齿轮(43)的齿数是第四齿轮(441)的齿数的1/2,传动比为2:1。

7.根据权利要求3所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述主动伞齿轮(442)与从动伞齿轮(34)齿数相等，且均为90°伞齿轮。

8.根据权利要求4所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述第一齿轮(40)在位于调速杆(41)一侧的端面上设有第一花键凸台(401)，当调速杆(41)滑向第一齿轮(40)时，连接套(412)的花键孔同时套在第一花键凸台(401)和花键轴(42)上，此时摇动手柄(421)，第一齿轮(40)带动第二齿轮(443)旋转，调速驱动机构(4)进入快速模式。

9.根据权利要求4所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述第三齿轮(43)在位于调速杆(41)一侧的端面上设有第二花键凸台(431)，当调速杆(41)滑向第三齿轮(43)时，连接套(412)的花键孔同时套在第二花键凸台(431)和花键轴(42)上，此时摇动手柄(421)，第三齿轮(43)带动第四齿轮(441)旋转，调速驱动机构(4)进入慢速模式。

10.根据权利要求3所述的一种用于下肢康复机器人的无极调节长度机构，其特征在于：所述方形箱体(462)的上侧面上设有长槽(4621)，且在长槽(4621)的两端分别设有一个矩形缺口，所述矩形缺口用于调速杆(41)位于快速和慢速两个档位的限位。