CN215789841U - 一种外骨骼腰宽调整机构及外骨骼系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种外骨骼腰宽调整机构及外骨骼系统，涉及康复设备的技术领域，在基座与传动组件之间设置锁止构件以及锁止驱动件，通过驱动锁止驱动件在锁定位置以及解锁位置之间运动，以使第二锁止部与第一锁止部锁止配合，锁定髋外展臂，或使第二锁止部与第一锁止部脱离配合，解锁髋外展臂，并且，锁止驱动件能够保持在锁定位置或解锁位置状态。穿戴者或康复师可通过操作锁止驱动件实现完成关节的解锁以及锁定，以便于在解锁状态下通过操作驱动组件即可完成调节，或让髋外展臂稳定保持在锁止固定的状态，提高外骨骼调节过程或使用过程中的稳定性，简化操作过程，达到了外骨骼髋关节部分便捷、快速调节的目的，减少其穿戴以及调整过程中的耗时。

Description

一种外骨骼腰宽调整机构及外骨骼系统

技术领域

本实用新型涉及康复设备的技术领域，尤其涉及一种外骨骼腰宽调整机构及外骨骼系统。

背景技术

在康复临床中为了降低康复科室中，康复师的负担，现开始通过各种复健机械、器械来辅助导向患者康复，而康复外骨骼为康复训练中较为常见的一种，在穿戴训练过程中，其在患者肢体运动过程中，为其提供一定的动力协助或阻力，以提高康复效果。

用于协助患者康复训练的外骨骼机器人往往需要对患者的各肢体长度、宽度等进行调整，以便适应更多的适用人群，而目前的一些外骨骼系统在腰宽调整的设计上主要有以下几种方式：

1)调整腰宽具有一些导向的结构，在腰宽的调整主要是通过手动推拉进行腰宽调整，再锁紧螺栓，防止滑动；

2)通过齿轮齿条的方式同步双侧进行调节，实现可以同步双侧的调节长度。

但上述的两种方式的解锁、锁紧过程均相对繁琐，操作步骤相对较多，从而降低了患者的穿戴效率，增加了穿戴时间。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的之一在于：提供一种外骨骼腰宽调整机构，通过锁止驱动件的活动实现与锁止构件的配合锁定或脱离解锁，简化调节过程，便于穿戴者穿戴，从而解决现有技术中存在的上述问题。

本实用新型实施例的目的之二在于：提供一种外骨骼系统，在上述基础下，便捷、快速的对外骨骼腰宽尺寸进行调节，提高穿戴者在穿戴外骨骼系统过程中的效率，减少穿戴以及调节耗时。

为达上述目的之一，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种外骨骼腰宽调整机构，包括基座，限定出导轨；髋外展臂，一端可滑动地设置于所述导轨；传动组件，活动设置于所述基座并与所述髋外展臂传动连接，用于带动所述髋外展臂在所述导轨所限定的行程范围内往复移动；锁止构件，限定出第一锁止部，与所述传动组件相连接并与所述传动组件同步运动；锁止驱动件，活动设置于所述基座，并限定出可与所述第一锁止部配合的第二锁止部，所述锁止驱动件具有锁定位置以及解锁位置；锁定位置状态下，所述第二锁止部与所述第一锁止部锁止配合；解锁位置状态下，所述第二锁止部与所述第一锁止部脱离配合；所述锁止驱动件可保持在锁定位置状态或解锁位置状态，以使所述传动组件被锁止固定或具有相对于所述基座活动的自由度。

为达上述目的之二，本实用新型采用以下技术方案：

另一方面，提供一种外骨骼系统，包括腰部组件、腿部组件、以及足部组件，所述腿部组件一端与所述足部组件通过踝关节组件活动连接，还包括如上所述的外骨骼腰宽调整机构，所述腰部组件设置于基座，所述腿部组件的另一端通过髋关节组件与所述髋外展臂活动连接。

本实用新型的有益效果为：该外骨骼腰宽调整机构通过锁止驱动件在锁定位置与解锁位置之间往复运动，使其与锁止构件锁止配合或脱离配合，最终锁定传动组件或解锁传动组件对髋外展臂的传动。

外骨骼腰宽调节过程中，穿戴者或康复师可通过操作锁止驱动件实现完成关节的解锁以及锁定，锁止驱动件还能够保持在锁定位置或解锁位置状态下，以便于在解锁状态下通过操作驱动组件即可完成调节，或让髋外展臂稳定保持在锁止固定的状态，从而提高外骨骼调节过程或使用过程中的稳定性，减少了调节外骨骼尺寸过程中的操作步骤，简化操作过程，达到了外骨骼髋关节部分便捷、快速调节的目的，最终提高穿戴者穿戴外骨骼系统时的效率，减少其穿戴以及调整过程中的耗时。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例所述髋关节组件结构示意图之一；

图2为本实用新型实施例所述髋关节组件结构示意图之二；

图3为本实用新型实施例所述外骨骼腰宽调整机构爆炸图之一；

图4为本实用新型实施例所述外骨骼腰宽调整机构爆炸图之二；

图5为本实用新型实施例所述传动组件装配结构示意图；

图6为本实用新型实施例所述锁定位置状态下锁止构件与锁止驱动件位置关系示意图；

图7为本实用新型实施例所述解锁位置状态下锁止构件与锁止驱动件位置关系示意图；

图8为本实用新型实施例所述外骨骼系统穿戴状态示意图之一；

图9为本实用新型实施例所述外骨骼系统穿戴状态示意图之二。

图中：10、基座；11、导轨；12、安装盘；121、安装腔；122、安装台；13、限位挡块；14、通孔；20、髋外展臂；21、导向板；22、导向滑块；30、传动组件；31、齿轮；311、第一滑动轴承；312、第二滑动轴承；32、齿条；33、驱动部；40、锁止构件；41、第一锁止部；50、锁止驱动件；51、第二锁止部；52、弹性复位件；53、凸轮；531、凸部；5311、配合面；54、拨杆；60、操控构件；70、腰部组件；80、髋关节组件；90、腿部组件；100、足部组件。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1-图4所示，为了让外骨骼系统与穿戴者腰部及髋部适配性更高，提高髋关节部分的调节便捷性，本实施例提供一种外骨骼腰宽调整机构，旨意在满足不同穿戴者髋关节宽度的穿戴要求，提高关节组件，乃至于外骨骼系统与穿戴者肢体、关节之间的匹配程度，最终达到提高穿戴者复健过程中的康复效果的目的。

该外骨骼腰宽调整机构包括基座10，基座10作为髋关节组件80的支承结构，其内部加工出导轨11，也可将外部导轨11安装于基座10的内部，导轨11分别用于导向两个髋外展臂20，髋外展臂20的一端与导轨11配合，用于在基座10上往复移动，从而调节两髋外展臂20之间的间距，基座10与两髋外展臂20均属于外骨骼系统中髋关节组件80的一部分，髋外展臂20的另一端朝相互远离的方向延伸，用于与外骨骼系统中髋关节组件80的其他部件连接，为穿戴者的髋关节提供更多方向上的活动自由度。

导轨11的结构可以为一条沿基座10长度方向设置的导向结构，两髋外展臂20均设置在该导轨11上，也可以为两段分体式的导向结构，两段导轨11沿同一直线间隔设置在基座10的相对两端，两髋外展臂20分别设置在两段导轨11上，以使髋外展臂20可在基座10上沿导轨11方向往复移动，适配不同穿戴者的腰宽尺寸。

所述的外骨骼腰宽调整机构及外骨骼系统件优选采用金属材质，例如：铝质材料，铝合金材料、铜质材料、铜合金材料、铁质材料、不锈钢材料，结构优选为机械强度较高，具备一定抵抗切向扭矩能力的型材结构，以保证两构件间的支撑稳定性，从而提升其实用性、可靠性及耐久性，当然，为了让外骨骼轻量化，部分构件也可以为其他硬质材料和/或碳纤维材料，也更加有利于提升机构稳定性。以及，该外骨骼系统中还包括有软质材料，软质材料一般用于外骨骼系统中的绑带结构当中，以使穿戴者肢体能够通过绑带结构穿戴于外骨骼系统当中，软质材料具体可以采用橡胶件(橡胶的可以选择天然橡胶或合成橡胶)橡胶属于完全无定型聚合物，在室温下富有弹性，在很小的外力作用下能产生较大形变，除去外力后能恢复原状，可以提高与肢体(待固定件)的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。也可采用硅胶件(可选择有机硅胶或无机硅胶)，硅胶具有较好的化学稳定性并且具备较好的柔韧性，同样可以提高与肢体(待固定件)的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。或者还可采用皮革件，皮革是经脱毛和鞣制等物理、化学加工所得到的已经变性不易腐烂的动物皮。革是由天然蛋白质纤维在三维空间紧密编织构成的，其表面有一种特殊的粒面层，具有自然的粒纹和光泽，手感舒适，并且具备较好的弹性形变功能，也可以提高与肢体(待固定件)的接触面积，从而提高固定的稳定性和舒适性。

本实施例中的基座10横截面近似于“冂”字型，导轨11开设于基座10沿长度方向上的相对内两侧壁上，而基座10的底部及两端均为敞开结构，以使两导轨11的下部以及两端部均通过该敞开结构与外部连通，从而让髋外展臂20能够从基座10的两端嵌入导轨11，与导轨11导向配合，并从基座10底部向外延伸，与髋关节组件80中的其他构件连接。

具体的，由于本实施例中基座10长度方向的两端为敞开结构，为了避免髋外展臂20在装配完成后，调节过程中从导轨11所限定的方向运动脱离基座10，在基座10的两端开口设置有限位挡块13，以封堵导轨11两端，使髋外展臂20仅能够在两限位挡块13之间的导轨11范围内往复滑移。

而为了提高髋外展臂20沿导轨11方向滑移过程中的稳定性，髋外展臂20用于与导轨11配合的一端设置有形状与导轨11相匹配的导向板21，导向板21与髋外展臂20可采用一体成型的方式，也可为可拆连接的方式，本实施例中的导向板21为矩形的板状结构，导向板21在宽度方向及厚度方向上均与导轨11间隙配合，以使导向板21与导轨11之间具有一定的导向间隙，进一步的，导向板21的四个角部上均设置有导向滑块22，以使导向板21能够通过导向滑块22与导轨11之间实现稳定地导向配合。

上述的限位挡块13与导向滑块22优选采用可拆连接的方式设置于基座10以及导向板21上，以便于零件损耗的更换，本实施例中采用螺栓连接的方式，当然也可以采用其他紧固件替代，也不限于通过焊接、粘接等连接方式进行连接。

在基座10上活动设置有传动组件30，基座10作为传动组件30的支撑部件，避免传动组件30相对运动过程中脱离基座10，传动组件30作为传动端，通过基座10作为固定端与髋外展臂20传动连接，用于带动髋外展臂20在导轨11所限定的行程范围内往复移动，本实施例中，传动组件30分别与两髋外展臂20传动连接，并能够驱动两髋外展臂20在相互靠近以及相互远离的方向上往复移动，以达到左右两侧的腰宽尺寸同步调节的效果，使基座10能够在穿戴者穿戴过程中始终保持在穿戴者身体的中心位置，能够让穿戴者重心处于身体中心，使其身体保持稳定的同时，免去两侧髋外展臂20需要进行单独调节的情况，提高外骨骼系统的穿戴、调节效率。

而为了实现髋外展臂20在调节腰宽尺寸后的锁紧，在传动组件30上设置有锁止构件40，这里所述的设置可以为固定设置或传动设置，传动组件30在驱动髋外展臂20进行调节动作时，锁止构件40作同步运动，而锁止构件40被外部锁紧件锁定无法运动时，传动组件30也会被锁止构件40锁定，在锁止构件40上限定出用于限制传动组件30运动的第一锁止部41。

在基座10上设置有锁止驱动件50，锁止驱动件50可相对于基座10活动，并限定出可与第一锁止部41配合的第二锁止部51，锁止驱动件50在相对于基座10活动的过程中，能够运动至锁定位置或解锁位置。

锁定位置状态下，第二锁止部51与第一锁止部41锁止配合，使得传动组件30通过锁止构件40锁止于锁止驱动件50，无法与基座10之间产生相对运动，进而锁定两髋外展臂20的调节；

解锁位置状态下，第二锁止部51与第一锁止部41脱离配合，以使传动组件30与基座10之间具有活动自由度，传动组件30能够正常与基座10之间产生相对运动，进而驱动两髋外展臂20在导轨11上滑移。

具体的，锁止驱动件50可在运动至解锁位置或锁定位置时保持在相应的状态下，在无其他外力施加的情况下，让传动组件30保持与髋外展臂20保持在锁止固定或可相对运动，以驱动髋外展臂20调节运动的状态。

而为了便于穿戴者或康复师对传动组件30的操作，传动组件30上具有驱动部33，在解锁位置状态下，可通过对驱动部33施加一定的作用力，进而驱使髋外展臂20沿导轨11移动。

这样，在外骨骼腰宽的调节过程中，穿戴者或康复师可通过操作锁止驱动件50实现完成关节的解锁以及锁定，锁止驱动件50能够保持在锁定位置或解锁位置状态下，以便于在解锁状态下通过操作驱动组件即可完成调节，以及让髋外展臂20稳定保持在锁止固定的状态，提高外骨骼调节过程或使用过程中的稳定性，髋外展臂20解锁后，再通过驱动部33对两髋外展臂20的相对间距进行调整，从而减少了调节外骨骼尺寸过程中的操作步骤，简化操作过程，达到了外骨骼髋关节部分便捷、快速调节的目的，最终提高穿戴者穿戴外骨骼系统时的效率，减少其穿戴以及调整过程中的耗时。

由于本实施例中驱动部33具体形成于齿轮31一端的转轴端部，齿轮31为机械传动部件，其结构不便于用户的驱动操作，因此，该外骨骼腰宽调整机构还包括操控构件60，为用户提供一个更加便于对传动组件30进行操作的操作部件，操控构件60具体为调节旋钮，调节旋钮与传动组件30的驱动部33固定连接，具体的，调节旋钮通过螺栓与齿轮31的转轴固定连接，这样，用户通过对调节旋钮施加一定的转动作用力，驱动传动组件30就能够在基座10上作相对运动，从而驱动髋外展臂20沿导轨11移动，也能够让该机构中部件的结构设置更加紧凑，减少关节组件所要占用的空间，避免穿戴者穿戴后显得臃肿，使穿戴者运动过程中更加自如。

如图5所示，接上述，传动组件30包括齿轮31以及齿条32，齿轮31具体采用外齿齿轮31，齿轮31可转动地设置于基座10，基座10仅对齿轮31的轴向自由度进行限制，因此，齿轮31具有相对于基座10转动的自由度，基座10的中部开设有用于支撑该齿轮31其中一端转轴的通孔14，齿轮31的相对两端均设置有转轴，齿轮31的一端转轴通过可转动连接的方式固定于通孔14，实现齿轮31一端的支撑，位于齿轮31两侧朝基座10端部延伸的导轨11长度一致，使两髋外展臂20的调节行程范围相同。与上述方案相匹配，为了实现对两髋外展臂20的同步调节，齿条32数量与髋外展臂20数量相同，当然，如果外骨骼系统为仅设置有一侧的髋外展臂20，齿条32也可以为一条，齿条32与导轨11延伸方向相互平行，分别设置在齿轮31的相对两侧并齿轮31相啮合，两齿条32分别固定设置于两髋外展臂20上，锁止驱动件50通过与齿轮31相对固定，实现对齿轮31转动的锁止或解锁，并且能够通过锁止驱动件50驱动齿轮31正转或反转，从而与齿条32之间产生传动关系，带动髋外展臂20沿导轨11方向在相互靠近或相互远离的方向上往复移动。

如图6-图7所示，作为锁止构件40的进一步方案，锁止构件40为外齿棘轮，第一锁止部41为环绕于外齿棘轮外周面设置的的棘齿，外齿棘轮与齿轮31同轴设置，具体的，外齿棘轮沿轴线开设有轴孔，外齿棘轮通过固定套设的方式固定于齿轮31远离基座10一端的转轴上，与齿轮31达到同步转动的效果，当外齿棘轮被锁止驱动件50锁止固定时，齿轮31也同样无法转动，从而无法与齿条32之间发生传动关系，锁止髋外展臂20在导轨11的当前位置上，当外齿棘轮与锁止驱动件50之间脱离配合，外齿棘轮失去外力的固定，齿轮31即可在正转或反转的方向上相对于基座10运动，从而与齿条32之间发生传动关系，驱动髋外展臂20作调节运动。

而与之匹配的，锁止驱动件50具体为可与棘齿啮合的棘爪，棘爪设置在外齿棘轮的侧部，棘爪的第一端可转动的设置于基座10，棘爪的第二端为第二锁止部51，棘爪的第二端可以其第一端作为转动轴线，这样，在棘爪第二端摆转过程中，其就能在与棘齿啮合的锁定位置以及与棘齿脱离啮合的解锁位置之间往复摆转。

具体的，由于传统的棘轮机构中，棘爪仅能够限制棘轮的单向锁止定位，棘轮在与一个棘爪啮合锁止后，仍然能够具有单向转动的自由度，因此，为了达到在锁定位置下，对齿轮31的正转及反转方向进行同时锁定，棘爪优选采用两个，两棘爪呈镜像相对设置于外齿棘轮的侧部，在锁定位置状态下，两棘爪均与棘轮啮合，分别用于限制齿轮31的正转与反转的转动自由度，让髋外展臂20保持在导轨11的当前位置上。

进一步，基座10与作为锁止驱动件50的棘爪之间设置有弹性复位件52，弹性复位件52用于施加弹性作用力的两端分别抵于锁止驱动件50以及基座10，用于对锁止驱动件50持续施加趋于锁定位置的弹性作用力，以使锁止驱动件50在常规状态下保持位于锁定位置的状态，并持续保持在锁定位置状态下，保证髋外展臂20与基座10之间的锁止稳定性。

具体的，弹性复位件52为塔型弹簧，塔型弹簧是一种减震弹簧，主要特点是体积小、载荷大、变刚度，并具有一定导向性，广泛用于空间小、载荷大的场合和减震装置，塔型弹簧的一端与基座10相对固定，另一端与棘爪相接触，从而提高棘爪在摆转过程中的稳定性，在不受外力情况下，塔型弹簧的弹性作用力使棘爪与外齿棘轮相接触，限制外齿棘轮的转动，从而限制齿轮31的转动。

在需要对外骨骼腰宽尺寸进行调整时，通过操作锁止驱动件50，使施加于操控构件60的作用力大于弹性复位件52施加于棘爪的弹性作用力，棘爪会朝远离棘齿的方向绕自身转动轴线旋转运动，使塔型弹簧压缩，最终棘齿与棘齿脱离啮合，此状态下，可通过对调节旋钮施加一定的作用力，使调节旋钮带动齿轮31转动，配合齿条32带动髋外展臂20沿导轨11滑动，完成调节后，释放锁止驱动件50，使施加于锁止驱动件50的作用力消失，塔型弹簧的弹性作用力大于调节旋钮施加于棘爪的作用力，从而使得塔型弹簧复位，最终推动棘爪重新啮合于棘齿，锁定齿轮31以及髋外展臂20，完成锁紧，能够保证棘爪与棘齿稳定啮合的同时，节省了用户操作棘爪从解锁位置恢复至锁定位置的步骤。

为了让棘齿在摆转过程中更加稳定，同时进一步提高机构整体的紧凑性，基座10与锁止驱动件50之间设置有安装盘12，安装盘12具体固定安装于基座10的下部，本实施例中，安装盘12的外缘朝远离基座10的方向弯折，以使安装盘12的内部形成有朝远离基座10一端敞开的安装腔121，安装盘12的中心开设有安装孔，齿轮31远离基座10的一端转轴活动穿过安装盘12上的安装孔后与锁止构件40连接。

具体的，锁止构件40与锁止驱动件50均至少部分置于安装腔121内，使安装盘12折弯的外缘侧壁能够遮挡锁止构件40以及锁止驱动件50，对其具有保护的作用，同时也让机构整体结构更加紧凑，由于安装盘12固定安装于基座10，因此，安装盘12能够为锁止驱动件50提供一个更为稳定的安装平台，以供锁止驱动件50活动安装于安装盘12上，实现对棘爪第一端的径向以及轴向固定。

而为了让弹性复位件52能够稳定安装在基座10与锁止驱动件50之间，安装腔121的腔壁与锁止驱动件50之间形成有安装台122，为了匹配于棘爪为两个的方案，安装台122为两个并且相对设置，安装台122表面设置有圆形的凹槽，塔型弹簧直径较大的一端嵌置于上述的凹槽，塔型弹簧直径较大的一端抵于棘爪表面，而棘爪用于被塔型弹簧抵顶的一侧，同样开设有圆形的凹槽，以供塔型弹簧嵌入固定。

两棘爪均设置在两安装台122之间，并且，两塔型弹簧分别设置在两棘爪相互背离的一侧，而棘轮则设置在两棘爪之间，这样，塔型弹簧会分别对两棘爪朝相互靠近的方向抵靠，使之抵紧在棘轮的棘齿上处于锁定位置。而当棘爪需要与棘轮脱离啮合时，将两棘爪的第二端朝相互远离的方向摆转，压缩塔型弹簧，最终使第二锁止部51脱离第一锁止部41，而此时，可以通过在两棘爪之间设置相应的驱动件，从而让两棘爪同步在相互远离或靠近的方向上摆转，并在相互远离的解锁位置上设置定位结构，使得棘爪能够保持稳定在解锁位置上，便于对髋外展臂20的调节。

优选的，安装盘12位于齿轮31的第一端，具体为齿轮31远离基座10的一端转轴，齿轮31的第一端转轴与安装盘12之间设置有第一滑动轴承311，第一滑动轴承311的外圈固定于安装盘12，第一滑动轴承311的内圈与齿轮31转动配合。齿轮31的第二端，具体为齿轮31靠近基座10的一端转轴，齿轮31第二端的转轴活动穿接于基座10上的通孔14，并与基座10之间设置有第二滑动轴承312，第二滑动轴承312的内圈与齿轮31转动配合，第二滑动轴承312的外圈固定于基座10。通过第一滑动轴承311与第二滑动轴承312分别对齿轮31的两端进行支撑，使齿轮31的转动过程中更加平滑、稳定。

第一滑动轴承311与第二滑动轴承312作为齿轮31的轴套，目的是为了减小齿轮31转动过程中与基座10之间的摩擦力，提高耐磨性和寿命。

接上述，为了让棘爪能够在锁定位置以及解锁位置之间往复切换，该外骨骼腰宽调整机构还包括凸轮53，凸轮53可转动地设置于基座10，具体设置在安装盘12所形成的安装腔121内并与安装盘12转动连接。

凸轮53与弹性复位件52分置于棘爪的相对两侧，可在通过在转动过程中将棘爪朝远离棘轮的方向抵顶，以使第二锁止部51朝解锁位置方向运动，最终与第一锁止部41脱离配合。

而为了便于凸轮53的操作，在凸轮53上还设置有拨杆54，拨杆54一端与凸轮53连接，用于驱动凸轮53绕自身转动轴线旋转，拨杆54的另一端朝凸轮53外部延伸，本实施例中，拨杆54的另一端伸出安装盘12的外边面，为穿戴者或康复师提供操作凸轮53的部位。

凸轮53的外周面凸出设置有用于将棘爪抵向解锁位置的凸部531，为了对应棘爪为两个的方案，凸轮53设置在两棘爪之间，凸轮53的外周面相对设置有两个凸部531，以使凸轮53在轴向投影方向形成一个镜像对称的形状，在凸轮53转动至棘爪解锁位置状态下，两凸部531分别抵于两相对的棘爪表面，使两棘爪分别被两凸部531抵顶并朝相互远离的方向摆转，与棘轮脱离啮合，在锁定位置状态下，凸轮53的凸部531不与棘爪表面抵接，以使棘爪朝相互靠近的方向摆转，与棘轮啮合。

本实施例中，凸轮53的中心线与拨杆54的延伸方向呈夹角设置，使得在锁定位置状态下拨杆54伸出安装盘12的长度大于在解锁位置状态下拨杆54伸出安装盘12的长度，便于穿戴者或康复师操作，当然，拨杆54的延伸方向也可与凸轮53的中心线重合，拨杆54具体的设置角度视用户的操作需求而定，没有硬性要求。

为了让凸部531与棘爪抵顶配合时，凸轮53不会绕自身旋转轴线转动而导致凸部531与棘爪脱离抵顶，最终导致棘爪从解锁位置恢复至锁定位置的情况，凸部531表面形成有形状与棘爪相匹配的配合面5311，当棘爪与配合面5311完全接触时，棘爪保持在解锁位置状态，棘爪能够稳定地与配合面5311形成抵贴配合，棘爪会抵紧配合面5311，从而让凸轮53无法在没有其他外力施加的情况下继续转动，从而让棘爪稳定地保持在解锁位置状态下，本实施例中，配合面5311与棘轮用于与凸部531抵顶配合的表面均呈平面结构。

如图8-图9所示，本实施例的外骨骼系统包括腰部组件70、腿部组件90、以及足部组件100，腿部组件90一端与足部组件100通过踝关节组件活动连接，还包括如上所述的外骨骼腰宽调整机构，腰部组件70设置于基座10，腿部组件90的另一端通过髋关节组件80与髋外展臂20活动连接，通过外骨骼腰宽调整机构能够使外骨骼系统适应于穿戴者的腰宽尺寸，穿戴者通过穿戴外骨骼系统，能够对其下肢复健提供帮助。

腰部组件70用于固定穿戴者腰部，作为整套外骨骼系统的主要支撑组件，使后续的外骨骼腰宽调节机构、腿部组件90以及足部组件100能够更好地匹配穿戴于穿戴者相对应的肢体，保证系统关节与穿戴者下肢关节对齐；髋关节组件80，主要用于与外骨骼腰宽调整机构配合，调节位于穿戴者大腿杆组件小腿上的腿部组件90的相对宽度，为穿戴者的腿部提供腿部多个角度的活动自由度，使系统适应性更高，穿戴者的髋关节也能够具有不同方向的活动自由度，如髋关节的旋内/旋外、屈曲/伸展以及外展/内收自由度；而腿部组件90包括用于绑定在穿戴者大腿的大腿杆组件以及绑定与穿戴者小腿的小腿杆组件，大腿杆组件与小腿杆组件之间通过膝关节组件连接，为穿戴者膝关节提供屈伸自由度；最后，足部节组件通过固定穿戴者足部，并为穿戴者踝关节提供一定的活动自由度，从而为穿戴者下肢在复健过程中提供支持。

在外骨骼系统的髋关节组件80与腿部组件90之间还可通过设置关节模组，助力穿戴者腿部运动，关节模组具体由电机、减速机、力矩传感器和驱动板构成。电机、减速机、力矩传感器以及驱动板作为一个整体，其壳体作为固定端通过螺栓与髋关节组件80连接，其输出端通过螺栓与腿部组件90连接。

工作过程中，电机输出的转动动力经过减速机减速后再传递给腿部组件90，并且，力矩传感器能够对穿戴者的肢体角度以及对外骨骼系统施加的作用力进行检测，判断穿戴者的当前运动状态，并将相关数据发送给外骨骼系统的控制系统，从而给出最适于该穿戴者的外骨骼运动角度，最后再通过关节模组重新输出动力协助穿戴者复健。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、等方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，包括：

基座(10)，限定出导轨(11)；

髋外展臂(20)，一端可滑动地设置于所述导轨(11)；

传动组件(30)，活动设置于所述基座(10)并与所述髋外展臂(20)传动连接，用于带动所述髋外展臂(20)在所述导轨(11)所限定的行程范围内往复移动；

锁止构件(40)，限定出第一锁止部(41)，与所述传动组件(30)相连接并与所述传动组件(30)同步运动；

锁止驱动件(50)，活动设置于所述基座(10)，并限定出可与所述第一锁止部(41)配合的第二锁止部(51)，所述锁止驱动件(50)具有锁定位置以及解锁位置；

锁定位置状态下，所述第二锁止部(51)与所述第一锁止部(41)锁止配合；

解锁位置状态下，所述第二锁止部(51)与所述第一锁止部(41)脱离配合；

所述锁止驱动件(50)可保持在锁定位置状态或解锁位置状态，以使所述传动组件(30)被锁止固定或具有相对于所述基座(10)活动的自由度。

2.根据权利要求1所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，还包括：

操控构件(60)，与所述传动组件(30)固定连接，用于驱动所述传动组件(30)在所述基座(10)上作相对运动，从而驱动所述髋外展臂(20)沿所述导轨(11)移动。

3.根据权利要求1所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述传动组件(30)包括：

齿轮(31)，可转动地设置于所述基座(10)；

齿条(32)，与所述导轨(11)延伸方向相互平行，所述齿条(32)与所述齿轮(31)相啮合，并固定设置于所述髋外展臂(20)。

4.根据权利要求3所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述锁止构件(40)为外齿棘轮，所述第一锁止部(41)为环绕于所述外齿棘轮外周面设置的棘齿，所述外齿棘轮与所述齿轮(31)同轴设置；

所述锁止驱动件(50)为可与所述棘齿啮合的棘爪，所述棘爪的第一端可转动的设置于所述基座(10)，所述棘爪的第二端为所述第二锁止部(51)，所述棘爪的第二端可以其第一端作为转动轴线，在与所述棘齿啮合的锁定位置以及与所述棘齿脱离啮合的解锁位置之间往复摆转。

5.根据权利要求4所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述棘爪为两个，两所述棘爪呈镜像相对设置于所述外齿棘轮的侧部；

在锁定位置状态下，两所述棘爪分别用于限制所述齿轮(31)的正转与反转的转动自由度。

6.根据权利要求4或5所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，还包括：

弹性复位件(52)，两端分别抵于所述锁止驱动件(50)以及所述基座(10)，并对所述锁止驱动件(50)持续施加趋于锁定位置的弹性作用力，以使所述锁止驱动件(50)在常规状态下保持位于锁定位置。

7.根据权利要求4或5所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述基座(10)与所述锁止驱动件(50)之间设置有安装盘(12)，所述齿轮(31)一端活动穿过所述安装盘(12)并设置有所述锁止构件(40)；

所述安装盘(12)内限定出敞开的安装腔(121)，所述锁止构件(40)与所述锁止驱动件(50)均至少部分置于所述安装腔(121)内，所述锁止驱动件(50)活动安装于所述安装盘(12)。

8.根据权利要求7所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，还包括：

弹性复位件(52)，用于并对所述锁止驱动件(50)持续施加趋于锁定位置的弹性作用力，以使所述锁止驱动件(50)在常规状态下保持位于锁定位置；

所述安装腔(121)的腔壁与所述锁止驱动件(50)之间形成有安装台(122)，所述弹性复位件(52)的两端分别抵于所述安装台(122)及所述锁止驱动件(50)。

9.根据权利要求7所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述安装盘(12)位于所述齿轮(31)的第一端，所述齿轮(31)与所述安装盘(12)之间设置有第一滑动轴承(311)，所述第一滑动轴承(311)的外圈固定于所述安装盘(12)，所述第一滑动轴承(311)的内圈与所述齿轮(31)转动配合。

10.根据权利要求9所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述齿轮(31)的第二端与所述基座(10)之间设置有第二滑动轴承(312)，所述第二滑动轴承(312)的内圈与所述齿轮(31)转动配合，所述第二滑动轴承(312)的外圈固定于所述基座(10)。

11.根据权利要求6所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，还包括：

凸轮(53)，可转动地设置于基座(10)，并与所述弹性复位件(52)分置于所述棘爪的相对两侧，可在通过转动抵顶所述棘爪，以使所述第二锁止部(51)朝解锁位置方向运动，最终与所述第一锁止部(41)脱离配合；

拨杆(54)，设置于所述凸轮(53)，用于驱动所述凸轮(53)绕自身转动轴线旋转。

12.根据权利要求11所述的外骨骼腰宽调整机构，其特征在于，所述凸轮(53)的外周面凸出设置有用于将所述棘爪抵向解锁位置的凸部(531)；

所述凸部(531)表面形成有形状与所述棘爪相匹配的配合面(5311)，当所述棘爪与所述配合面(5311)完全接触时，所述棘爪保持在解锁位置状态。

13.一种外骨骼系统，包括腰部组件(70)、腿部组件(90)、以及足部组件(100)，所述腿部组件(90)一端与所述足部组件(100)通过踝关节组件活动连接，其特征在于，还包括：

如权利要求1-12中任一项所述的外骨骼腰宽调整机构，所述腰部组件(70)设置于基座(10)，所述腿部组件(90)的另一端通过髋关节组件(80)与所述髋外展臂(20)活动连接。

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