CN104440884B - 一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置 - Google Patents

一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及人体下肢外骨骼机器人，具体涉及一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，包括前后长度调节装置（1）、左右长度调节装置（3）和弹簧省力装置（2），所述前后长度调节装置（1）由顶丝（5）、髋关节调节块（6）和螺钉（7）构成；所述左右长度调节装置（3）由内挡片（9）、轴（10）和外挡板（11）构成；所述弹簧省力装置（2）由盲孔和弹簧（12）构成。本发明可以实现无限制调节的外骨骼髋部长度，使得适合穿戴的人群大大增加，舒适度有显著提高，并且加入了弹性省力元件，使得穿戴者所需消耗的里更小，外骨骼续航能力更强。

Description

一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置
技术领域
本发明涉及人体下肢外骨骼机器人，具体涉及一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置。
背景技术
现有的人体下肢外骨骼机器人，应用于髋部的连接装置，主要存在以下缺点：
1）现有的外骨骼大部分是没有长度可调装置，对于身形不合适者，穿戴起来舒适度不够，极为不舒服，也会影响行走。
2）少部分外骨骼有长度可调装置，但是通过螺栓连接和调节，只能实现按照一定的调节孔间隔，不能实现连续变动长度，并且通过螺栓连接变动长度不够方便。
3）现在存在的外骨骼基本上没有省力的弹性装置，这会使得穿戴着消耗更大的力，增加能耗，降低续航时间。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，解决了现有的人体下肢外骨骼机器人髋部无法持续调节长度以及起到省力作用的问题。
为解决上述的技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，包括前后长度调节装置、左右长度调节装置和弹簧省力装置；所述前后长度调节装置安装在人体下肢外骨骼机器人的髋部弧形支撑结构外端部和髋关节连接件之间，所述前后长度调节装置由顶丝、髋关节调节块和螺钉构成，所述髋关节调节块和髋关节连接件固定连接，所述髋部弧形支撑结构的外端部套入髋关节调节块后由顶丝固定，所述螺钉从髋关节调节块侧面拧入，并配合髋部弧形支撑结构外端部上的第一条形调节孔对髋部弧形支撑结构和髋关节调节块相互之间的极限位置进行限定；所述左右长度调节装置安装在人体下肢外骨骼机器人左右的髋部弧形支撑结构内端部之间，所述左右长度调节装置由内挡片、轴和外挡板构成，所述内挡片分别通过轴和左右的髋部弧形支撑结构的内端部活动连接，所述外挡板为条形，其两端分别和左右固定的内挡片滑槽连接，并由轴配合外挡板上的第二条形调节孔对内挡片和外挡板相互之间的位置进行固定和限位；所述弹簧省力装置由盲孔和弹簧构成，所述内挡片的底部设有水平台阶，髋部弧形支撑结构围绕轴转动时其底面会和水平台阶的顶面相接触，所述盲孔分别设置在所述底面和顶面上，所述弹簧压缩安装在所述盲孔之间。
更进一步的技术方案是，所述内挡片有四块，外挡板有两块，所述髋部弧形支撑结构的两侧面上均设有内挡片，所述外挡板分别滑槽连接在两侧的内挡片上。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：可以实现无限制调节的外骨骼髋部长度，使得适合穿戴的人群大大增加，舒适度有显著提高，并且加入了弹性省力元件，使得穿戴者所需消耗的里更小，外骨骼续航能力更强。
附图说明
图1为本发明一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置的结构示意图。
图2为本发明中所述前后长度调节装置的结构分解图。
图3为本发明中所述左右长度调节装置的结构分解图。
图4为本发明中所述弹簧省力装置的结构分解图。
图5为图4中A处结构放大示意图。
图中：1-前后长度调节装置，2-弹簧省力装置，3-左右长度调节装置，4-髋部弧形支撑结构，5-顶丝，6-髋关节调节块，7-螺钉，9-内挡片，10-轴，11-外挡板，12-弹簧，13-髋关节连接件，14-第一条形调节孔，15-第二条形调节孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图1-图5示出了本发明一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置的一个实施例：一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，包括前后长度调节装置1、左右长度调节装置3和弹簧省力装置2；所述前后长度调节装置1安装在人体下肢外骨骼机器人的髋部弧形支撑结构4外端部和髋关节连接件13之间，所述前后长度调节装置1由顶丝5、髋关节调节块6和螺钉7构成，所述髋关节调节块6和髋关节连接件13固定连接，所述髋部弧形支撑结构4的外端部套入髋关节调节块6后由顶丝5固定，所述螺钉7从髋关节调节块6侧面拧入，并配合髋部弧形支撑结构4外端部上的第一条形调节孔14对髋部弧形支撑结构4和髋关节调节块6相互之间的极限位置进行限定；所述左右长度调节装置3安装在人体下肢外骨骼机器人左右的髋部弧形支撑结构4内端部之间，所述左右长度调节装置3由内挡片9、轴10和外挡板11构成，所述内挡片9分别通过轴10和左右的髋部弧形支撑结构4的内端部活动连接，所述外挡板11为条形，其两端分别和左右固定的内挡片9滑槽连接，并由轴10配合外挡板11上的第二条形调节孔15对内挡片9和外挡板11相互之间的极限位置进行限定；所述弹簧省力装置2由盲孔和弹簧12构成，所述内挡片9的底部设有水平台阶，髋部弧形支撑结构4围绕轴10转动时其底面会和水平台阶的顶面相接触，所述盲孔分别设置在所述底面和顶面上，所述弹簧12压缩安装在所述盲孔之间。
根据本发明一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置的一个优选实施例，所述内挡片9有四块，外挡板11有两块，所述髋部弧形支撑结构4的两侧面上均设有内挡片9，所述外挡板11分别滑槽连接在两侧的内挡片9上。
本发明能够适应不同体形的人穿戴，当需要根据梯形进行前后和左右的调节时，可直接通过前后长度调节装置1和左右长度调节装置3进行调节，并且能够进行微调，即将顶丝松开，调节到适合的长度拧紧顶丝即可，方便快捷。而弹簧省力装置2，在使用过程中它会自动帮助人体实现抬腿的动作，并由重力作用让弹簧重新恢复压紧状态，储存能量，以便下次抬腿时释放。
尽管这里参照本发明的多个解释性实施例对本发明进行了描述，但是，应该理解，本领域技术人员可以设计出很多其他的修改和实施方式，这些修改和实施方式将落在本申请公开的原则范围和精神之内。更具体地说，在本申请公开、附图和权利要求的范围内，可以对主题组合布局的组成部件和/或布局进行多种变型和改进。除了对组成部件和/或布局进行的变形和改进外，对于本领域技术人员来说，其他的用途也将是明显的。

Claims (2)

1.一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，其特征在于：包括前后长度调节装置（1）、左右长度调节装置（3）和弹簧省力装置（2）；
所述前后长度调节装置（1）安装在人体下肢外骨骼机器人的髋部弧形支撑结构（4）外端部和髋关节连接件（13）之间，所述前后长度调节装置（1）由顶丝（5）、髋关节调节块（6）和螺钉（7）构成，所述髋关节调节块（6）和髋关节连接件（13）固定连接，所述髋部弧形支撑结构（4）的外端部套入髋关节调节块（6）后由顶丝（5）固定，所述螺钉（7）从髋关节调节块（6）侧面拧入，并配合髋部弧形支撑结构（4）外端部上的第一条形调节孔（14）对髋部弧形支撑结构（4）和髋关节调节块（6）相互之间的极限位置进行限定；
所述左右长度调节装置（3）安装在人体下肢外骨骼机器人左右的髋部弧形支撑结构（4）内端部之间，所述左右长度调节装置（3）由内挡片（9）、轴（10）和外挡板（11）构成，所述内挡片（9）分别通过轴（10）和左右的髋部弧形支撑结构（4）的内端部活动连接，所述外挡板（11）为条形，其两端分别和左右固定的内挡片（9）滑槽连接，并由轴（10）配合外挡板（11）上的第二条形调节孔（15）对内挡片（9）和外挡板（11）相互之间的位置进行固定和限位；
所述弹簧省力装置（2）由盲孔和弹簧（12）构成，所述内挡片（9）的底部设有水平台阶，髋部弧形支撑结构（4）围绕轴（10）转动时其底面会和水平台阶的顶面相接触，所述盲孔分别设置在所述底面和顶面上，所述弹簧（12）压缩安装在所述盲孔之间。
2.根据权利要求1所述的一种用于人体下肢外骨骼机器人的髋部长度可调以及省力装置，其特征在于：所述内挡片（9）有四块，外挡板（11）有两块，所述髋部弧形支撑结构（4）的两侧面上均设有内挡片（9），所述外挡板（11）分别滑槽连接在两侧的内挡片（9）上。
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