CN220699605U - 一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 - Google Patents
一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220699605U CN220699605U CN202321831142.3U CN202321831142U CN220699605U CN 220699605 U CN220699605 U CN 220699605U CN 202321831142 U CN202321831142 U CN 202321831142U CN 220699605 U CN220699605 U CN 220699605U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- connection
- joint
- connection structure
- rod
- rotating
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 210000004394 hip joint Anatomy 0.000 title claims abstract description 55
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 27
- 210000001624 hip Anatomy 0.000 claims abstract description 30
- 101000911772 Homo sapiens Hsc70-interacting protein Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims description 57
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 210000001015 abdomen Anatomy 0.000 description 2
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 210000000588 acetabulum Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 210000002346 musculoskeletal system Anatomy 0.000 description 1
- 210000004197 pelvis Anatomy 0.000 description 1
Landscapes
- Prostheses (AREA)
Abstract
本实用新型涉及外骨骼结构技术领域,具体而言,涉及一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统。一种髋关节外骨骼自适应机构,包括腰部连接结构、第一关节轴、第一连接结构、第二连接结构、第二关节轴、驱动器、第三关节轴、腿部连接结构,第一连接结构的第一端通过第一关节轴与腰部连接结构转动连接,第二连接结构的第一端与第一连接结构的第二端转动连接,第二连接结构的第二端通过第二关节轴与驱动器转动连接,驱动器通过第三关节轴与腿部连接结构转动连接。人体运动过程中,可以对第二关节轴进行错位补偿,保证第二关节轴与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,保证了穿戴的舒适性。
Description
技术领域
本实用新型涉及外骨骼结构技术领域,具体而言,涉及一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统。
背景技术
髋部可以对腿部的直立运动和姿势控制提供动力,髋关节有屈曲/伸展、外展/内收、内/外旋运动,它主要由髋臼和股骨头组成,连接骨盆和股骨,具有很强的柔韧性,可以使关节围绕各个方向运动。但随着人体衰老和受损,髋关节可能无法再为腿部提供动力,从而会给人的正常运动造成影响。为给予人体正常的运动能力,可以在人体上穿戴髋关节外骨骼机构,利用髋关节外骨骼辅助人体运动。
髋关节外骨骼机构穿戴在人体上,当外骨骼各关节轴与人体髋关节的内旋/外旋关节轴、外展/内收关节轴、屈曲/伸展关节轴保持一致时,有助于提高外骨骼穿戴舒适度。而当外骨骼关节轴与人体髋关节的内旋/外旋关节轴、外展/内收关节轴、屈曲/伸展关节轴发生错位时,外骨骼会产生额外的扭矩,迫使皮肤、内部肌肉骨骼系统和躯干发生相对平移,会给使用者带来不适。
实用新型内容
本实用新型解决的问题是,如何防止髋关节外骨骼与人体髋关节的内旋/外旋关节轴、外展/内收关节轴、屈曲/伸展关节轴产生错位,以减少外骨骼给人体带来的不适。
为解决上述问题,本实用新型提供一种髋关节外骨骼自适应机构,包括腰部连接结构、第一关节轴、第一连接结构、第二连接结构、第二关节轴、驱动器、第三关节轴和腿部连接结构,所述第一连接结构的第一端通过所述第一关节轴与所述腰部连接结构转动连接,所述第一关节轴用于与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,且用于做内旋/外旋运动,所述第二连接结构的第一端与所述第一连接结构的第二端转动连接,所述第一连接结构和所述第二连接结构均用于做外展/内收运动,所述第二连接结构的第二端通过所述第二关节轴与所述驱动器转动连接,所述第二关节轴用于与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,且用于做外展/内收运动,所述驱动器通过所述第三关节轴与所述腿部连接结构转动连接,所述第三关节轴用于与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,且用于做屈曲/伸展运动。
本实用新型的技术效果:第一关节轴与腰部连接结构转动连接,且与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,人体做内旋/外旋运动时,可以带动第一关节轴与内旋/外旋关节轴同步运动,第三关节轴与腿部连接结构转动连接,且与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,人体做屈曲/伸展运动时,可以带动第三关节轴与屈曲/伸展关节轴同步运动,则第一关节轴始终与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,第三关节轴也始终与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应。在此基础上,第一连接结构的第二端与第二连接结构的第一端之间转动连接,人体做外展/内收运动时,人体髋关节的外展/内收关节的位置发生变化,同时对第一连接结构和第二连接结构产生作用力,可以带动第一连接结构的第二端和第二连接结构第一端之间产生相对转动并做外展/内收运动,从而可以带动第二连接结构的第二端连接的第二关节轴随人体髋关节的外展/内收关节进行运动,实现对外骨骼的第二关节轴的错位补偿,保证第二关节轴与人体髋关节的外展/内收关节始终对应。由此,可以避免外骨骼的第一关节轴、第二关节轴、第三关节轴与人体髋关节的内旋/外旋关节轴、外展/内收关节轴、屈曲/伸展关节轴之间发生错位,减少了外骨骼对人体产生的扭矩,保证了穿戴的舒适性。同时,由于第一连接结构的第二端与第二连接结构的第一端转动连接,则可以根据不同的人体尺寸,对第一连接结构和第二连接结构之间的角度进行调整,改变第一关节轴与第二关节轴之间的距离,则可以适配不同的人体尺寸。
可选地,所述第一连接结构包括第一固定连接件、第一连杆和第二连杆,所述第一固定连接件上设置有至少三个连接端,所述第一固定连接件的第一端通过所述第一关节轴与所述腰部连接结构转动连接,所述第一连杆与所述第二连杆平行,所述第一连杆的第一端与所述第一固定连接件的第二端转动连接,所述第一连杆的第二端与所述第二连接结构的第一端转动连接,所述第二连杆的第一端与所述第一固定连接件的第三端转动连接,所述第二连杆的第二端与所述第二连接结构的第一端转动连接,所述第一连杆和第二连杆的转动方向均为外展/内收方向。
可选地,所述第一固定连接件设置为三角棱柱,所述第一固定连接件上的第一端、第二端和第三端分别位于所述第一固定件的三个侧面上。
可选地,所述第二连接结构包括第一转动连接件、第三连杆、第四连杆和第二转动连接件,所述第一转动连接件上设置有至少三个连接端,所述第二转动连接件上设置有至少两个连接端,所述第三连杆的第一端同时与所述第一连杆的第二端、所述第一转动连接件的第一端转动连接,所述第三连杆的第二端同时通过所述第二关节轴与所述第二转动连接件的第一端、所述驱动器转动连接,所述第二连杆的第二端与所述第一转动连接件的第二端转动连接,所述第四连杆的第一端与所述第一转动连接件的第三端转动连接,所述第四连杆的第二端与所述第二转动连接件的第二端转动连接,所述第三连杆和所述第四连杆的转动方向均为外展/内收方向。
可选地,所述第一连杆与所述第二连杆平行,所述第三连杆与所述第四连杆平行,所述第一连杆与所述第二连杆长度不同或所述第三连杆与所述第四连杆长度不同。
可选地,所述第一固定连接件上设置有两个第三端,所述第一连接杆的第一端位于所述第一固定件的两个第三端之间,且与所述第一固定件的两个第三端转动连接;所述第一转动连接件设置有两个,所述第三连杆的第一端位于两个所述第一转动连接件的第一端之间,且与两个所述第一转动连接件的第一端转动连接,所述第二连杆的第二端位于两个所述第一转动连接件的第二端之间,且与两个所述第一转动连接件的第二端转动连接,所述第四连杆的第一端位于两个所述第一转动连接件的第三端之间,且与两个所述第二转动连接件的第三端转动连接。
可选地,所述驱动器包括固定连接结构、电机、旋转件和弹簧,所述电机连接在所述固定连接结构上,所述电机的输出轴与所述旋转件固定连接,所述旋转件通过所述第三关节轴与所述腿部连接结构连接,所述电机的输出轴、所述旋转件和所述第三关节轴同轴分布,所述弹簧的一端与所述旋转件连接,另一端与所述固定连接结构连接。
可选地,所述固定连接结构上设置有两个第一端,所述第三连杆位于所述固定连接结构的两个第一端之间且形成第一间隙和第二间隙,所述第二转动连接件设置有两个,两个所述第二转动连接件的第一端分别位于所述第一间隙、第二间隙之间,且与所述第三连杆、所述第二固定件的第一端转动连接,所述第四连杆的第二端位于两个所述第二转动连接件的第二端之间,且与两个所述第二转动连接件通过所述第二关节轴转动连接。
可选地,所述腿部连接结构包括腿部连杆和腿部绑缚,所述腿部连杆的一端与所述旋转件通过所述第三关节轴转动连接,所述腿部连杆的另一端与所述腿部绑缚固定连接,所述腿部绑缚用于与人体腿部连接。
本实用新型还提供一种外骨骼系统,包括如上述所述的髋关节外骨骼自适应机构。
本实用新型的技术效果:该外骨骼系统包括上述所述的髋关节外骨骼自适应机构的全部结构,具有相同的技术效果,在此不再赘述。
附图说明
图1为本实用新型的髋关节外骨骼自适应机构的结构示意图;
图2为本实用新型的髋关节外骨骼自适应机构的主视图。
附图标记:
11、腰部连接结构;12、腿部连接结构;121、腿部连杆;122、腿部绑缚;13、腰带连接件;21、第一关节轴;22、第二关节轴;31、第一连接结构;311、第一固定连接件;312、第一连杆;313、第二连杆;32、第二连接结构;321、第一转动连接件;322、第三连杆;323、第四连杆;324、第二转动连接件;4、驱动器;41、电机;42、第二固定连接件;43、第一固定板、44、第二固定板;45、第三固定板;46、旋转件;47、弹簧;48、连接柱。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂,下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。
本实施例建立XYZ轴坐标系,X轴正向为前方,X轴反向为后方,Y轴正向为左方,Y轴反向为右方,Z轴正向为上方,Z轴反向为下方。
为解决上述问题,如图1和图2所示,本实用新型实施例的一种髋关节外骨骼自适应机构,包括腰部连接结构11、第一关节轴21、第一连接结构31、第二连接结构32、第二关节轴22、驱动器4、第三关节轴和腿部连接结构12,第一连接结构31的第一端通过第一关节轴21与腰部连接结构11转动连接,第一关节轴21与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,且用于做内旋/外旋运动,第二连接结构32的第一端与第一连接结构31的第二端转动连接,第一连接结构31和第二连接结构32均用于做外展/内收运动,第二连接结构32的第二端通过第二关节轴22与驱动器4转动连接,第二关节轴22用于与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,且用于做外展/内收运动,驱动器4通过第三关节轴与腿部连接结构12转动连接,第三关节轴用于与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,且用于做屈曲/伸展运动。
具体地,第一关节轴21与Z轴方向平行,第二关节轴22与X轴方向平行,第三关节轴与Y轴方向平行。内旋,即横断面上大腿转向中线,外旋,即横断面上大腿转离中线,外展,即额状面上大腿远离中线,内收,即额状面上大腿靠近中线,屈曲,即矢状面上膝盖靠近腹部,伸展,即矢状面上膝盖远离腹部。腰部连接结构11用于连接人体腰部,腿部连接结构12用于连接人体腿部。
在本实施例中,第一关节轴21与腰部连接结构11转动连接,且与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,人体做内旋/外旋运动时,可以带动第一关节轴21与内旋/外旋关节轴同步运动,第三关节轴与腿部连接结构12转动连接,且与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,人体做屈曲/伸展运动时,可以带动第三关节轴与屈曲/伸展关节轴同步运动,则第一关节轴21始终与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,第三关节轴也始终与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应。在此基础上,第一连接结构31的第二端与第二连接结构32的第一端之间转动连接,人体做外展/内收运动时,人体髋关节的外展/内收关节轴的位置发生变化,同时对第一连接结构31和第二连接结构32产生作用力,可以带动第一连接结构31的第二端和第二连接结构32的第一端之间产生相对转动并做外展/内收运动,从而可以带动第二连接结构32的第二端连接的第二关节轴22随人体髋关节的外展/内收关节进行运动,实现对第二关节轴22的错位补偿,保证第二关节轴22与人体髋关节的外展/内收关节始终对应。由此,人体穿戴外骨骼进行运动时,可以避免外骨骼的第一关节轴21、第二关节轴22、第三关节轴与人体髋关节的内旋/外旋关节轴、外展/内收关节轴、屈曲/伸展关节轴之间发生错位,减少了外骨骼对人体产生的扭矩,保证了穿戴的舒适性。同时,由于第一连接结构31的第二端与第二连接结构32的第一端转动连接,则可以根据不同的人体尺寸,对第一连接结构31和第二连接结构32之间的角度进行调整,改变第一关节轴21与第二关节轴22之间的距离,则可以适配不同的人体尺寸。
可选地,如图1和图2所示,第一连接结构31包括第一固定连接件311、第一连杆312和第二连杆313,第一固定连接件311上设置有至少三个连接端,第一固定连接件311的第一端通过第一关节轴21与腰部连接结构11转动连接,第一连杆312与第二连杆313平行,第一连杆312的第一端与第一固定连接件311的第二端转动连接,第一连杆312的第二端与第二连接结构32的第一端转动连接,第二连杆313的第一端与第一固定连接件311的第三端转动连接,第二连杆313的第二端与第二连接结构32的第一端转动连接,第一连杆312和第二连杆313的转动方向均为外展/内收方向。
具体地,其中,第一连杆312的第一端与第一固定连接件311的第二端通过第一连接轴转动连接,第一连杆312的第二端与第二连接结构32的第一端通过第二连接轴转动连接,第二连杆313的第一端与第一固定连接件311的第三端通过第三连接轴转动连接,第二连杆313的第二端与第二连接结构32的第一端通过第四连接轴转动连接,第一连接轴、第二连接轴、第三连接轴、第四连接轴的轴向均与X轴方向平行。同时,如图2所示,第一连杆312和第二连杆313的转动方向均为外展/内收方向,具体表现为,第一连杆312可以以第一连接轴为中心线做顺时针或逆时针转动,也可以以第二连接轴为中心线做顺时针或逆时针转动,第二连杆313可以以第二连接轴为中心线做做顺时针或逆时针转动,也可以以第三连接轴为中心线做顺时针或逆时针转动。
同时,髋关节外骨骼自适应机构还包括腰带连接件13,腰带连接件13固定连接在腰部连接结构11上,第一固定连接件311的第一端通过第一关节轴21与腰带连接件13转动连接。
在本实施例中,第一固定连接件311、第二连杆313、第二转动连接件324、第一连杆312首尾转动连接构成一四边形结构,人体进行外展/内收运动过程中,对该四边形产生作用力带动该四边形结构发生形变,以此实现第一关节轴21和第二转动连接结构之间的距离变化,由于第一关节轴21位置不变,则可以带动第二转动连接结构位置发生变化,而第二关节轴22连接于第二转动连接结构上,则可以带动第二关节轴22运动,以保证第二关节轴22与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,实现对第二关节轴22的错位补偿,保证了穿戴的舒适性。
可选地,如图1和图2所示,第一固定连接件311设置为三角棱柱,第一固定连接件311上的第一端、第二端、第三端分别位于第一固定件的三个侧面上。
在本实施例中,将第一固定连接件311设置为三角棱柱,其可以在三角棱柱的三个侧面分别连接第一关节轴21、第一连杆312和第二连杆313,保证了第一固定连接件311的作用。由此,将第一固定连接件311设置为三角棱柱结构,其三个侧面分别对应连接第一关节轴21、第一连杆312和第二连杆313,可以保证空间的利用率,尽量减小第一固定连接件311的结构,从而减轻第一固定连接件311的重量,可以减轻人体穿戴髋关节外骨骼的负担。
可选地,如图1和图2所示,第二连接结构32包括第一转动连接件321、第三连杆322、第四连杆323和第二转动连接件324,第一转动连接件321上设置有至少三个连接端,第二转动连接件324上设置有至少两个连接端,第三连杆322的第一端同时与第一连杆312的第二端、第一转动连接件321的第一端转动连接,第三连杆322的第二端同时通过第二关节轴22与第二转动连接件324的第一端、驱动器4转动连接,第二连杆313的第二端与第一转动连接件321的第二端转动连接,第四连杆323的第一端与第一转动连接件321的第三端转动连接,第四连杆323的第二端与第二转动连接件324的第二端转动连接,第三连杆322和第四连杆323的转动方向均为外展/内收方向。
具体地,第三连杆322的第一端同时与第一连杆312的第二端、第一转动连接件321的第一端通过第二连接轴转动连接,第四连杆323的第一端与第一转动连接件321的第三端通过第五连接轴转动连接,第四连杆323的第二端与第二转动连接件324的第二端通过第六连接轴转动连接。第五连接轴和第六连接轴的轴向均与X轴方向平行。同时,如图2所示,第三连杆322和第四连杆323的转动方向均为外展/内收方向,具体表现为,第三连杆322可以以第二连接轴为中心线做顺时针或逆时针转动,也可以以第二关节轴22为中心线做顺时针或逆时针转动,第四连杆323可以以第五连接轴为中心线做做顺时针或逆时针转动,也可以以第六连接轴为中心线做顺时针或逆时针转动。
在本实施例中,第一转动连接件321、第三连杆322、第四连杆323和第二转动连接件324首尾连接构成另一四边形结构,结合前述中,第一固定连接件311、第二连杆313、第二转动连接件324、第一连杆312首尾连接构成一四边形结构,则第一关节轴21和第二关节轴22位于该双四边形结构的两对角上,人体进行外展/内收运动过程中,对该双四边形结构产生作用力,带动该双四边形结构发生形变,以此实现第一关节轴21和第二关节轴22之间的距离变化,由于第一关节轴21位置不变,则可以带动第二关节轴22运动,以保证第二关节轴22与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,实现对第二关节轴22的错位补偿,保证了穿戴的舒适性。
可选地,第一连杆312与第二连杆313平行,第三连杆322与第四连杆323平行,第一连杆312与第二连杆313长度不同或第三连杆322与第四连杆323长度不同。
在本实施例中,第一连杆312与第二连杆313平行且长度不同,则第一固定连接件311、第一连杆312、第二连杆313、第一转动连接件321组成的四边形结构的变形范围有限,即第二关节轴22的运动范围有限,从而可以对外骨骼的外展/内收运动范围进行限制;同理,第三连杆322与第四连杆323平行且长度不同,则第一转动连接件321、第三连杆322、第四连杆323、第二转动连接件324组成的四边形结构的变形范围有限,即第二关节轴22的运动范围有限,从而可以进一步对外骨骼的外展/内收运动范围进行限制。由此,通过调整第一连杆312、第二连杆313、第三连杆322、第四连杆323的长度,可以控制外骨骼的外展/内收运动范围,避免第二关节轴22超出人体髋关节的外展/内收关节的正常运动范围,避免外骨骼对人体产生额外的扭矩,保证了穿戴的舒适性,提高了外骨骼设备使用的安全性。
可选地,第一固定连接件311上设置有两个第三端,第一连接杆的第一端位于第一固定件的两个第三端之间,且与第一固定件的两个第三端转动连接;第一转动连接件321设置有两个,第三连杆322的第一端位于两个第一转动连接件321的第一端之间,且与两个第一转动连接件321的第一端转动连接,第二连杆313的第二端位于两个第一转动连接件321的第二端之间,且与两个第一转动连接件321的第二端转动连接,第四连杆323的第一端位于两个第一转动连接件321的第三端之间,且与两个第二转动连接件324的第三端转动连接。
具体地,如图1所示,第二连杆313和第四连杆323为杆状结构,第一连杆312和第三连杆322为框架结构。第一转动连接件321和第二转动连接件324均设置为类L形结构。
在本实施例中,第一转动连接件321、第二转动连接件324均设置为两个,且第一固定件上设置有两个第三端,则在连接第二连杆313和第四连杆323时,在第一关节轴21到第二关节轴22之间,可以依次使用第一固定件上的两个第三端、两个第一转动连接件321、两个第二转动连接件324对第二连杆313、第四连杆323进行连接限位,保证了第一连接结构31和第二连接结构32之间连接的稳定性,从而保证第一连接结构31和第二连接结构32对第二关节轴22进行错位补偿的作用效果。
可选地,如图1和图2所示,驱动器4包括固定连接结构、电机41、旋转件46和弹簧47,电机41连接在固定连接结构上,电机41的输出轴与旋转件46固定连接,旋转件46通过第三关节轴与腿部连接结构12固定连接,电机41的输出轴、旋转件46、第三关节轴同轴分布,弹簧47的一端与旋转件46连接,另一端与固定连接结构连接。
具体地,固定连接结构包括第二固定连接件42、第一固定板43和第二固定板44,第二固定连接件42上设置有至少三个连接端,第二固定连接件42的第一端同时与第二转动连接件324、第三连杆322转动连接,第一固定板43和第二固定板44沿第三关节轴的轴向方向分布,第一固定板43和第二固定板44分别固定连接于第二固定连接件42的第二端和第三端,电机41可拆卸连接在第一固定板43上。旋转件46位于第一固定板43和第二固定板44的中心处,并在旋转件46的环周侧设置多根连接柱48,连接柱48的两端分别连接第一固定板43和第二固定板44,旋转件46环周侧设置多个弹簧47,其中弹簧47的数量可以与连接柱48的数量相对应,弹簧47的一端连接在旋转件46上,另一端连接在连接柱48上。
在本实施例中,启动电机41,利用电机41带动旋转件46转动,再通过第三关节轴带动腿部连接结构12转动,由于第三关节轴与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,则带动腿部连接结构12做屈曲/伸展运动。由于旋转件46和固定连接结构之间采用弹簧47进行连接,则可以将电机41产生的刚性力经过旋转件46、弹簧47转化为柔性力,再传递到腿部连接结构12上,可以更好地控制腿部连接结构12进行运动。
可选地,如图1所示,固定连接结构上设置有两个第一端,第三连杆322位于固定连接结构的两个第一端之间且形成第一间隙和第二间隙,第二转动连接件324设置有两个,两个第二转动连接件324的第一端分别对应设置在第一间隙、第二间隙内,且与第三连杆322、第二固定件的第一端转动连接,第四连杆323的第二端位于两个第二转动连接件324的第二端之间,且与两个第二转动连接件324通过第二关节轴22转动连接。
具体地,第二转动连接件324设置为类L形结构。固定连接结构包括第二固定连接件42、第一固定板43和第二固定板44,第二固定连接件42上设置有两个第一端,第三连杆322位于第二固定连接件42的两个第一端之间且形成第一间隙和第二间隙。
在本实施例中,一第二转动连接件324的第一端位于第一间隙内,另一第二转动连接件324的第一端位于第二间隙内,即可以利用第三连杆322和固定连接结构对两个第二转动连接件324的第一端进行限位,而第四连杆323的第二端位于两个第二转动连接件324的第二端之间,则可以利用两个转动连接件对第四连杆323的第二端进行限位,从而可以进一步保证第二连接结构32的结构稳定性,有利于保证第二连接结构32的作用效果。
可选地,如图1和图2所示,腿部连接结构12包括腿部连杆121和腿部绑缚122,腿部连杆121的一端与旋转件46通过第三关节轴转动连接,腿部连杆121的另一端与腿部绑缚122固定连接,腿部绑缚122用于与人体腿部连接。
具体地,腿部连杆121为板状结构,腿部绑缚122可以设置为半圆形结构。驱动器4还包括第三固定板45,腿部连杆121位于第二固定板44和第三固定板45之间。
在本实施例中,在腿部连杆121上设置腿部绑缚122,可以便于将腿部连杆121与人体腿部连接,以便于人体腿部和腿部连杆121同步运动,即保证第三关节轴与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴同步运动,以保证外骨骼穿戴的舒适效果。同时,将腿部连接结构12设置为腿部连杆121,可以利用第二固定板44和第三固定板45对腿部连杆121进行限位,防止其在运动中发生偏离,保证了腿部连杆121做屈曲/伸展运动的稳定性。
本实用新型另一实施例的一种外骨骼系统,包括如上述的髋关节外骨骼自适应机构。
在本实施例中,该外骨骼系统包括上述的髋关节外骨骼自适应机构的全部结构,具有相同的技术效果,在此不再赘述。
虽然本实用新型披露如上,但本实用新型的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下,可进行各种变更与修改,这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,包括腰部连接结构(11)、第一关节轴(21)、第一连接结构(31)、第二连接结构(32)、第二关节轴(22)、驱动器(4)、第三关节轴和腿部连接结构(12),所述第一连接结构(31)的第一端通过所述第一关节轴(21)与所述腰部连接结构(11)转动连接,所述第一关节轴(21)用于与人体髋关节的内旋/外旋关节轴对应,且用于做内旋/外旋运动,所述第二连接结构(32)的第一端与所述第一连接结构(31)的第二端转动连接,所述第一连接结构(31)和所述第二连接结构(32)均用于做外展/内收运动,所述第二连接结构(32)的第二端通过所述第二关节轴(22)与所述驱动器(4)转动连接,所述第二关节轴(22)用于与人体髋关节的外展/内收关节轴对应,且用于做外展/内收运动,所述驱动器(4)通过所述第三关节轴与所述腿部连接结构(12)转动连接,所述第三关节轴用于与人体髋关节的屈曲/伸展关节轴对应,且用于做屈曲/伸展运动。
2.如权利要求1所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述第一连接结构(31)包括第一固定连接件(311)、第一连杆(312)和第二连杆(313),所述第一固定连接件(311)上设置有至少三个连接端,所述第一固定连接件(311)的第一端通过所述第一关节轴(21)与所述腰部连接结构(11)转动连接,所述第一连杆(312)与所述第二连杆(313)平行,所述第一连杆(312)的第一端与所述第一固定连接件(311)的第二端转动连接,所述第一连杆(312)的第二端与所述第二连接结构(32)的第一端转动连接,所述第二连杆(313)的第一端与所述第一固定连接件(311)的第三端转动连接,所述第二连杆(313)的第二端与所述第二连接结构(32)的第一端转动连接,所述第一连杆(312)和第二连杆(313)的转动方向均为外展/内收方向。
3.如权利要求2所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述第一固定连接件(311)设置为三角棱柱,所述第一固定连接件(311)上的第一端、第二端和第三端分别位于所述第一固定连接件(311)的三个侧面上。
4.如权利要求2所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述第二连接结构(32)包括第一转动连接件(321)、第三连杆(322)、第四连杆(323)和第二转动连接件(324),所述第一转动连接件(321)上设置有至少三个连接端,所述第二转动连接件(324)上设置有至少两个连接端,所述第三连杆(322)的第一端同时与所述第一连杆(312)的第二端、所述第一转动连接件(321)的第一端转动连接,所述第三连杆(322)的第二端同时通过所述第二关节轴(22)与所述第二转动连接件(324)的第一端、所述驱动器(4)转动连接,所述第二连杆(313)的第二端与所述第一转动连接件(321)的第二端转动连接,所述第四连杆(323)的第一端与所述第一转动连接件(321)的第三端转动连接,所述第四连杆(323)的第二端与所述第二转动连接件(324)的第二端转动连接,所述第三连杆(322)和所述第四连杆(323)的转动方向均为外展/内收方向。
5.如权利要求4所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述第三连杆(322)与所述第四连杆(323)平行,所述第一连杆(312)与所述第二连杆(313)长度不同或所述第三连杆(322)与所述第四连杆(323)长度不同。
6.如权利要求4所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述第一固定连接件(311)上设置有两个第三端,所述第二连杆(313)的第一端位于所述第一固定连接件(311)的两个第三端之间,且与所述第一固定连接件(311)的两个第三端转动连接;所述第一转动连接件(321)设置有两个,所述第三连杆(322)的第一端位于两个所述第一转动连接件(321)的第一端之间,且与两个所述第一转动连接件(321)的第一端转动连接,所述第二连杆(313)的第二端位于两个所述第一转动连接件(321)的第二端之间,且与两个所述第一转动连接件(321)的第二端转动连接,所述第四连杆(323)的第一端位于两个所述第一转动连接件(321)的第三端之间,且与两个所述第二转动连接件(324)的第三端转动连接。
7.如权利要求6所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述驱动器(4)包括固定连接结构、电机(41)、旋转件(46)和弹簧(47),所述电机(41)连接在所述固定连接结构上,所述电机(41)的输出轴与所述旋转件(46)固定连接,所述旋转件(46)通过所述第三关节轴与所述腿部连接结构(12)连接,所述电机(41)的输出轴、所述旋转件(46)和所述第三关节轴同轴分布,所述弹簧(47)的一端与所述旋转件(46)连接,另一端与所述固定连接结构连接。
8.如权利要求7所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述固定连接结构上设置有两个第一端,所述第三连杆(322)位于所述固定连接结构的两个第一端之间且形成第一间隙和第二间隙,所述第二转动连接件(324)设置有两个,两个所述第二转动连接件(324)的第一端分别对应设置在所述第一间隙、所述第二间隙内,且与所述第三连杆(322)、所述固定连接结构的第一端转动连接,所述第四连杆(323)的第二端位于两个所述第二转动连接件(324)的第二端之间,且与两个所述第二转动连接件(324)通过所述第二关节轴(22)转动连接。
9.如权利要求7所述的髋关节外骨骼自适应机构,其特征在于,所述腿部连接结构(12)包括腿部连杆(121)和腿部绑缚(122),所述腿部连杆(121)的一端与所述旋转件(46)通过所述第三关节轴转动连接,所述腿部连杆(121)的另一端与所述腿部绑缚(122)固定连接,所述腿部绑缚(122)用于与人体腿部连接。
10.一种外骨骼系统,其特征在于,包括如权利要求1-9中任一项所述的髋关节外骨骼自适应机构。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321831142.3U CN220699605U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321831142.3U CN220699605U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN220699605U true CN220699605U (zh) | 2024-04-02 |
Family
ID=90453278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202321831142.3U Active CN220699605U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN220699605U (zh) |
-
2023
- 2023-07-12 CN CN202321831142.3U patent/CN220699605U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109223456B (zh) | 一种基于人机末端交互的下肢外骨骼机器人系统 | |
CN106924013B (zh) | 一种外骨骼式上肢康复训练机器人 | |
CN106965156A (zh) | 一种辅助轻型化的集成多自由度下肢外骨骼 | |
CN204121372U (zh) | 一种穿戴式下肢外骨骼助行减压机器人装置 | |
Bartenbach et al. | Concept and design of a modular lower limb exoskeleton | |
CN108601697B (zh) | 用于对人类肩关节进行运动支持的设备 | |
Dunning et al. | A review of assistive devices for arm balancing | |
CN107928996B (zh) | 一种半被动轻量型下肢外骨骼 | |
CN105172931A (zh) | 一种基于气动人工肌肉的双足机器人 | |
KR20170021018A (ko) | 하지 보조로봇의 골격구조 | |
CN109124988A (zh) | 导向机构、下肢康复外骨骼和外骨骼机器人 | |
EP2981240B1 (en) | Mechanical linkage | |
CN112937717A (zh) | 一种仿生机械腿及仿生机器人 | |
KR20170075699A (ko) | 하지 보조로봇의 골격구조 | |
CN210872826U (zh) | 一种仿人体膝关节运动曲线的穿戴式下肢助行外骨骼 | |
Bandara et al. | A multi-DoF anthropomorphic transradial prosthetic arm | |
CN113181009B (zh) | 一种新型自平衡外骨骼机器人 | |
CN220699605U (zh) | 一种髋关节外骨骼自适应机构及外骨骼系统 | |
CN113183130A (zh) | 一种仿生三轴交汇式外骨骼机器人髋关节 | |
Doss et al. | Synthesis of a parallel manipulator based rehabilitation cervical collar for C-spine injured patients | |
CN112894765A (zh) | 可穿戴式肌肉力量辅助装置 | |
CN201235218Y (zh) | 一种仿真人体模型 | |
CN211272090U (zh) | 一种下肢外骨骼康复机器人 | |
CN210998687U (zh) | 外骨骼机器人 | |
Liu et al. | Mechanical design of a passive lower-limb exoskeleton for load-carrying assistance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |