CN208989576U - 一种下肢康复外骨骼***及其主从动性可调关节 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种下肢康复外骨骼***及其主从动性可调关节，属于医疗机器人技术领域。自上而下，下肢康复外骨骼***依次包括相互连接的腰部穿戴单元、髋关节单元、大腿杆单元、膝关节单元、小腿杆单元、踝关节单元及足底单元；关节单元包括关节驱动器及可绕关节转轴相对转动的第一关节座与第二关节座；在一个以上的关节单元中，关节驱动器的定子与动子中，一者与第一关节座传动连接，另一者通过离合机构与第二关节座可分离地传动连接。基于前述主从动性可调关节的结构设置，使该下肢康复外骨骼***能更好地匹配不同病患等级的康复人员，可广泛应用于下肢无力或偏瘫患者的康复训练。

Description

一种下肢康复外骨骼***及其主从动性可调关节

技术领域

本实用新型涉及一种医疗机器人及其配件，具体地说，涉及一种主从动性可调关节及以该关节构建的下肢康复外骨骼***。

背景技术

当前，我国已逐渐步入人口老龄化社会，老年人群体日益庞大，相当一部分老年人群体面临的主要疾病是脑卒中；此外，各种事故也日益增多也造成数量不小的肢体功能障碍患者。据不完全统计，上述患者的人数已超过800万；在这庞大的患者群体中，有相当一部分的患者可通过康复训练改善或恢复其运动机能。

常用康复训练主要为在专业医生的指导下，并在护士或家属的帮助下完成康复训练，这种训练方式不仅耗时费力，而且康复效果很大程度取决于医生及护士与家属的经验，导致的其康复效果很难得到保证。

随着机器人技术的发展，越来越多的科研机构开始将机器人技术应用到康复训练，以替代费用高且效果难以保证的现有康复训练技术。在替代方案中，主要是利用外骨骼康复机器人协助患者进行康复训练，不仅可节约人工费用，且可对在康复过程中的数据进行收集以制定出更好的康复训练计划。

常用下肢外骨骼产品主要分为个人版和医用版，个人版主要针对特定的用户进行定制，具有特定性，而医用版主要针对医院中的大部分患者康复需求，要求可以适应大部分患者。对于医用版，其在使用过程存在以下问题，针对患者的差异，医用下肢外骨骼的结构设计主要考虑患者的尺寸差异，并通过将下肢外骨骼设置成具有尺寸调节功能；但是，不同患者间除了尺寸有差异外，病患等级也各异，例如，有些患者一半的肢体无力、运动有障碍，有些患者仅仅是单关节运动有障碍，有些患者全瘫，所以结构上仅考虑尺寸可调的医用下肢外骨骼不能很好地适应各种病患等级的病人。

实用新型内容

本实用新型的主要目的是提供一种下肢康复外骨骼***，以更好地匹配不同病患等级的康复人员；

本实用新型的另一目的是提供一种用于构建上述下肢康复外骨骼***的主从动性可调关节。

为了实现上述主要目的，本实用新型提供的下肢康复外骨骼***自上而下依次包括相互连接的腰部穿戴单元、髋关节单元、大腿杆单元、膝关节单元、小腿杆单元、踝关节单元及足底单元；关节单元包括关节驱动器及可绕关节转轴相对转动的第一关节座与第二关节座；在一个以上的关节单元中，关节驱动器的定子与转子中，一者与第一关节座传动连接，另一者通过离合机构与第二关节座可分离地传动连接。

由于所采用的关节单元可通过离合机构而控制该关节自由度的动作由关节电机驱动或由外骨骼穿戴者自身力量进行驱动，从而可根据病患等级的康复需要快速调整采用上述关节单元结构对应关节单元的驱动方式，以更好的匹配其下肢在康复训练过程中对外力辅助动作的需要。

具体的方案为通过所述离合机构传动连接的关节座上设有转轴孔及沿转轴孔的径向布置的贯通孔，贯通孔的内孔口位于转轴孔的孔壁上；离合机构包括可转动地安装在转轴孔内的连接转轴及调节锁，连接转轴上设有沿其径向布置的销孔，连接转轴可绕关节转轴转动至销孔与贯通孔对接；调节锁包括锁定销及驱动锁定销的前端部通过内孔口伸入销孔内或抽离销孔的操作机构。

更具体方案为操作机构包括锁套、压缩弹簧、轴向限位件及调节件，锁套为套装在贯通孔的外孔口部上的套管，锁定销的外壁面沿其径向延伸形成有限位臂；套管的内孔为阶梯孔结构，阶梯孔背离转轴孔的孔口为大径孔口，阶梯孔的小径孔部构成与锁定销相配合的导向孔，阶梯孔的阶梯面处内凹形成有与限位臂相配合的第一限位槽与第二限位槽，第一限位槽的槽底面与连接转轴的周面间的最小间距小于锁定间距，第二限位槽的槽底面与连接转轴的周面间的最小间距大于锁定间距，锁定间距为限位臂与锁定销的内端面间的间距；轴向限位件固设在锁套的外端面上，其上设有供锁定销的外端部穿过的导向孔；调节件与锁定销的外端部固定连接，压缩弹簧的内端抵压在限位臂上，外端抵压限位件上。便于对离合机构的操控，以切换关节自由度的控制方式。

优选的方案为第一关节座与关节驱动器的转动输出轴传动连接，第二关节座通过离合机构与关节驱动器的定子可分离地固定连接；髋关节单元的内收外展被动自由度、髋关节单元的内旋外旋被动自由度、膝关节单元的内收外展被动自由度、踝关节单元的内收外展被动自由度中的至少一个被动自由度由快拆式锁定机构进行锁定及释放。通过对上述关节的内收外展被动自由度与内旋外旋被动自由度中至少一个设置快拆式锁定机构，可有效地适应不同病患等级的康复人员。

更优选的方案为快拆式锁定机构包括基座、可绕铰轴转轴转动地安装在基座上的转体座、回中弹性组件及快拆螺钉；回中弹性组件的弹性恢复力迫使转体座绕铰轴转至回中位置；基座上设有环绕铰轴布置的安全限位弧形槽，快拆螺钉的螺杆部穿过安全限位弧形槽后与转体座固定连接；转体座相对基座位于回中位置时，螺杆部位于安全限位弧形槽的圆心角中部处。锁定机构简单，且便于操作。

另一个优选的方案为第一关节座包括安装盘部，离合机构包括连接盘部；关节驱动器包括安装盘座及安装在安装盘座的两端侧上的旋转位移输出装置与减速器，旋转位移输出装置的定子及减速器的基体均与安装盘座固定连接，旋转位移输出装置的转轴穿过设于安装盘座上的通孔后与减速器的输入轴传动连接；安装盘部与减速器的输出轴传动连接；连接盘部位于减速器背离旋转位移输出装置的一侧，且与安装盘座固定连接；连接转轴固设在连接盘部背离减速器的盘面上。

为了实现上述另一目的，本实用新型提供的下肢康复外骨骼***用的主动性可调关节包括关节驱动器及可绕关节转轴相对转动的第一关节座与第二关节座；关节驱动器的定子与动子中，一者与第一关节座传动连接，另一者通过离合机构与第二关节座可分离地传动连接。关节驱动器的转子与其中一个关节座连接，定子与另一关节座传动连接，例如，将第二关节座设置成通过离合机构与动子可分离地固定连接，从而便于对驱动两关节座相对转动的力矩来源进行选择。

具体方案为通过所述离合机构传动连接的节座上设有转轴孔及沿转轴孔的径向布置的贯通孔，贯通孔的内孔口位于转轴孔的孔壁上；离合机构包括可转动地安装在转轴孔内的连接转轴及调节锁，连接转轴上设有沿其径向布置的销孔，连接转轴可绕关节转轴转动至销孔与贯通孔对接；调节锁包括锁定销及驱动锁定销的前端部通过内孔口伸入销孔内或抽离销孔的操作机构。

更具体方案为第一关节座与关节驱动器的输出轴传动连接，第二关节座通过离合机构与电机的定子可分离地固定连接；操作机构包括锁套、压缩弹簧、轴向限位件及调节件，锁套为套装在贯通孔的外孔口部上的套管，锁定销的外壁面沿其径向延伸形成有限位臂；套管的内孔为阶梯孔结构，阶梯孔背离转轴孔的孔口为大径孔口，阶梯孔的小径孔部构成与锁定销相配合的导向孔，阶梯孔的阶梯面处内凹形成有与限位臂相配合的第一限位槽与第二限位槽，第一限位槽的槽底面与连接转轴的周面间的最小间距小于锁定间距，第二限位槽槽底面与连接转轴的周面间的最小间距大于锁定间距，锁定间距为限位臂与锁定销的内端面间的间距；轴向限位件固设在锁套的外端面上，其上设有供锁定销的外端部穿过的导向孔；调节件与锁定销的外端部固定连接，压缩弹簧的内端抵压在限位臂上，外端抵压限位件上。

优选的方案为第一关节座包括安装盘部，离合机构包括连接盘部；关节驱动器包括安装盘座及安装在安装盘座的两端侧上的旋转位移输出装置与减速器，旋转位移输出装置的定子及减速器的基体均与安装盘座固定连接，旋转位移输出装置的转轴穿过设于安装盘座上的通孔后与减速器的输入轴传动连接；安装盘部与减速器的输出轴传动连接；连接盘部位于减速器背离旋转位移输出装置的一侧，且与安装盘座固定连接；连接转轴固设在连接盘部背离减速器的盘面上。

附图说明

图1为本实用新型下肢康复外骨骼***实施例的立体图；

图2为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中的主从动性可调关节的主视图；

图3为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中的主从动性可调关节的立体图；

图4为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中主从动性可调关节的结构分解图；

图5为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中的调节锁的立体图；

图6为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中锁套的结构图；

图7为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中调节锁的结构分解图；

图8为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中锁套与锁芯轴在关节单元为锁定状态下的结构图；

图9为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中锁套与锁芯轴在关节单元为释放状态下的结构图；

图10为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中主从动性可调关节处于锁定状态时的结构图；

图11为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中可调关节处于释放状态时的结构图；

图12为图1中的A局部放大图；

图13为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中髋关节单元的立体图；

图14为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中髋关节单元的结构分解图；

图15为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中踝关节单元与柔性足底单元的立体图；

图16为本实用新型下肢康复用外骨骼***实施例中踝关节与柔性足底单元的结构分解图。

具体实施方式

以下结合实施例及其附图对本实用新型作进一步说明。

在下述实施例中，以髋关节、膝关节与踝关节自由度均可调整且被动自由度可自动回中的医用下肢康复外骨骼***为例，对本实用新型下肢康复外骨骼***及其主从动性可调关节的结构进行示例性说明。

下肢康复外骨骼***实施例

参见图1，本实用新型下肢康复外骨骼***1包括控制单元、检测单元及外骨骼1。控制单元包括处理器与存储器，检测单元向控制单元输出检测信号，控制单元向外骨骼的各驱动机构输出控制信号，以驱动外骨骼按照预定轨迹行走。

外骨骼1包括腰部穿戴单元11、髋关节单元12、大腿杆13、大腿绑带14、膝关节单元15、小腿绑带16、小腿杆17、踝关节单元18及柔性足底单元19。腰部穿戴单元11用于外骨骼***与人体腰部的固定；髋关节单元12、膝关节单元15及踝关节单元18均包括如图2至图4所示的主从动性可调关节2；大腿杆13用于带动人体大腿运动，小腿杆17用于带动人体小腿运动。绑带用于连接腿杆与人腿，从而使腿杆可带动人腿按预定轨迹运动；柔性足底单元与人体脚配合，从而通过踝关节单元18带动其相对小腿杆17运动而驱使脚掌相对小腿运动。

参见图2至图4，主从动性可调关节2包括驱动单元3和主从动性调节单元4。

驱动单元3包括关节电机31、用于安装电机的法兰盘32、谐波减速器33、关节动力输出杆34及推力轴承35。关节电机31固定在法兰盘32右外侧端面上，法兰盘32左内侧端面与谐波减速器13的钢轮固定连接，关节电机31与谐波减速器33的波形发生器固定连接，关节动力输出杆34包括圆形的安装盘部340及沿安装盘部340径向布置地固设在安装盘部的边缘上的连接杆部341，安装盘部340与谐波减速器33的柔轮固定连接，推力轴承35安置在安装盘部340右侧面上的凹槽内，关节动力杆34包括安装盘部。关节电机31与谐波减速器一起构成本实施例中的关节驱动器。

在工作过程中，关节电机31输出的转动动力经过谐波减速器33减速后再传递给关节动力输出杆34，从而迫使安装盘部340带动杆部341绕关节转轴转动，从而带动相应由关节单元连接的两组件相互转动，比如，膝关节单元15上的主从动性可调关节2用于迫使小腿杆17相对大腿杆13绕关节转轴转动。

主从动性调节装置4包括调节锁5、关节连接件41、关节安装座42、关节旋转法兰盘43、关节内侧锁紧螺钉44、推力轴承451、推力轴承452及深沟球轴承46。

关节安装座42的本体大致为长方体结构，关节连接件41通过螺栓固定在关节安装座42的侧面，用于与大腿杆单元13等其他单元固定连接，关节旋转法兰盘43套在关节座42的旋转孔中，并在关节安装座42的两侧分别设有推力轴承451和452，关节内侧锁紧螺钉44与关节旋转法兰盘43右侧螺纹孔连接，深沟球轴承46内置关节旋转法兰盘43左侧孔内，其与推力轴承35一起确保关节旋转法兰盘43与安装盘部340间能很好的相对转动，以确保关节动力输出杆34旋转的稳定性，调节锁5固定在关节座42上。

上述关节动力输出杆34构成本实施例中的第一关节座，关节安装座42构成本实施例中的第二关节座，即第一关节座与第二关节座可绕关节转轴相对转动，从而在未受其他力约束时，二者能够相对自由转动。

参见图4、图10及图11所示，在关节旋转法兰盘43的左侧端面上固设有连接转轴430，关节安装座42上设有与连接转轴430相配合的转轴孔420及沿转轴孔420的径向布置的贯通孔421，贯通孔421的内孔口位于转轴孔420的孔壁上。在本实施例中，连接转轴430内设有供关节内侧锁紧螺钉44的螺杆固定连接的内螺孔4300。在连接转轴430上设有沿其径向布置的销孔4301，连接转轴430可绕关节转轴转动至销孔4301与贯通孔421对接。

参见图5至图9，调节锁5包括锁套6、锁定销7、压缩弹簧51、锁套盖52、调节盘53及锁定螺母54。

锁套6为套装在贯通孔421的外孔口部上的套管；锁定销7的本体70为圆杆结构，圆杆结构的外壁面沿其径向延伸形成有限位臂71；锁套6的内孔为阶梯孔结构60，阶梯孔60背离转轴孔420的孔口为大径孔口602，阶梯孔60的小径孔部601构成与锁定销7相配合的导向孔，阶梯孔60的阶梯面61处内凹形成有与限位臂71相配合的第一限位槽62与第二限位槽63，第一限位槽62的槽底面与连接转轴430的周面间的最小间距小于锁定间距，第二限位槽63槽底面与所述连接转轴的周面间的最小间距大于锁定间距，该锁定间距被配置为限位臂71与锁定销7的内端面间的间距，即与锁定销7的前端面间的间距；锁套盖52固设在锁套6的外端面上，其上设有供锁定销7的外端部穿过的导向孔520；调节盘53与锁定销7的外端部通过锁定螺母54固定连接，压缩弹簧51的内端抵压在限位臂71上，外端抵压在锁套盖52上，即锁套盖52构成本实施例中的轴向限位件，调节盘53构成本实施例中的调节件。

如图10及图11所示，在工作过程中，通过调节盘53先往左向外拔锁定销7，然后旋转调节盘53。当锁定销7的限位臂71转至第一限位槽62的槽口时，释放对调节盘53，从而在压缩弹簧51的弹性恢复力的作用下，限位臂71抵靠第一限位槽62的槽底面，并使连接转轴430旋转至销孔4301与贯通孔421对接，以使锁定销7的前端***销孔4301内，从而对关节安装座42与关节旋转法兰盘43的相对位置进行锁定，从而可通过关节电机31驱动关节动力杆34相对关节旋转法兰盘43绕关节转轴转动，从而驱动关节动力杆34相对关节安装座42转动，即驱动第一关节座相对第二关节座绕关节转轴转动，此时各部件间的相对位置如图10所示，即此时关节驱动负载转动，调节盘53位于主动挡。而当锁定销7的限位臂71转至第二限位槽63的槽口时，释放对调节盘53，从而在压缩弹簧51的弹性恢复力的作用下，限位臂71抵靠第二限位槽63的槽底面，以使锁定销7的前端抽离销孔4301，从而对关节安装座42与关节旋转法兰盘43的相对位置进行释放，关节旋转法兰盘43能相对于关节安装座42绕关节轴旋转，即关节安装座42与关节电机的定子间脱离耦合，各部件间的相对位置如图11所示，此时关节电机31不转动，即外骨骼关节跟随人体被动转动，调节盘53位于从动挡。即调节锁5、连接转轴430、关节旋转法兰盘43一起构成本实施例中设于关节驱动器与关节安装座间的手控离合机构，因此，在本实施例中，关节驱动器的转子与第一关节座传动连接，定子与第二关节座通过离合机构可分离地固定连接，以实现其固定在关节转轴固定座的状态与可绕关节轴固定座轴孔转动的状态的调整。

因此，可通过调整对应关节的关节主从动性调节锁销5的位置，可实现对应屈伸自由度由电机主动控制转动或者跟随负载被动转动。即当调节锁5的调节盘35旋转锁定到主动档时，关节动力输出杆34由关节电机31主动控制旋转，带动相应的人体部位运动，当调节锁5的调节盘53旋转锁定到从动档时，关节电机不转动，关节动力输出杆34根据大腿杆13、小腿杆17、柔性足底单元19等负载需要而被动转动。

此外，在本实施例中，对于髋关节的内收外展、内旋外旋，膝关节的内收外展，踝关节的内收外展的被动自由度均设置快拆式锁定结构进行锁定或释放，以根据病患等级而适应性地锁定或释放向光自由度。

参见图1及图12至图16，自由度可调整的下肢康复外骨骼***的腰部穿戴单元11通过髋关节连接组件8与髋关节单元12连接；髋关节单元12与大腿杆单元13上端固定连接，即通过如图4所示的连接杆部341与大腿杆上端固定连接；大腿杆单元13下端与膝关节单元15连接，膝关节单元15与小腿杆单元17上端连接，对应通过如图4所示的关节连接件41与大腿杆下端固定连接及通过连接杆部341与小腿杆上端固定连接；小腿杆单元17下端与踝关节单元18连接，踝关节单元18与柔性足底单元19连接，即通过如图4所示的关节连接件41与小腿杆下端固定连接及通过连接杆部341与柔性足底单元19固定连接。

髋关节单元12的内收外展被动自由度的快速固定与释放通过快拆螺钉81实现，同时通过板簧85、86实现自动回中的功能，髋关节单元12的内旋外旋被动自由度的快速固定与释放通过快拆螺钉82实现，同时通过拉伸弹簧83、84实现自动回中的功能。膝关节单元15与踝关节单元18的内收外展自由度也通过快拆螺钉实现快速固定与释放，并通过弹性组件实现自动回中。

髋关节单元12包括髋关节内旋外旋座91、髋关节内旋外旋轴92、吊耳螺钉901、髋关节内收外展座93、内收外展旋转轴902、快拆螺钉81、快拆螺钉82、拉伸弹簧84、拉伸弹簧83、固定螺钉903、板簧85及板簧86。髋关节内旋外旋轴92套在髋关节内旋外旋座91上沿竖向布置的旋转孔内，吊耳螺钉901与髋关节内旋外旋轴92上的螺纹孔连接，快拆螺钉82穿过髋关节内旋外旋座91上的弧形角度安全限位槽孔910与髋关节内旋外旋轴92的固定孔920连接，拉伸弹簧83、84前端通过前固定螺钉903与髋关节内旋外旋轴92固定连接，拉伸弹簧83、84的后端通过后固定螺钉903与髋关节内旋外旋座91连接，髋关节内收外展座93与髋关节内旋外旋轴92下端面通过螺栓固定连接；板簧85、86上端与髋关节内收外展座93连接，内收外展旋转轴902穿过设于髋关节内收外展座93上的转轴孔与关节连接件41固定连接连接，板簧85、86下端部夹持在关节连接件41外侧面上，其弹性恢复力用于使髋关节内收外展座93相对关节连接件41回中。

快拆螺钉81穿过髋关节内收外展座93的角度安全限位槽孔930与关节连接件41上的固定孔410固定连接。髋关节内收外展被动自由度的快速固定与释放通过快拆螺钉81实现，同时通过弹性组件板簧85、86实现自动回中的功能，髋关节内旋外旋被动自由度的快速固定与释放通过快拆螺钉82实现，同时通过弹性组件弹簧83、84实现自动回中的功能，从使内收外展及内旋外旋两个被动自由度均有安全角度限位。

参见图15及图16，踝关节单元18的关节连接件41与小腿杆单元的小腿杆170通过内收外展旋转轴941连接，快拆螺钉95穿过小腿杆170上的踝关节安全角度限位槽孔171与关节连接件41连接，板簧942上端部固定在小腿170上，下端部夹持在关节连接件41的外侧面上。踝关节内收外展被动自由度的快速固定与释放通过快拆螺钉95实现，同时通过弹性组件板簧942实现自动回中的功能，同时自由度有安全角度限位。膝关节与大腿杆之间的连接与踝关节相同，在此不再赘述。为了让踝关节在被动状态下，屈伸自由度能在人体行走步态中回收伴随初始接触相产生的可回收能量，并在预摆动相时释放能量，让外骨骼穿起来更舒适、更省力，在其离合机构中加入了合适的扭簧96，扭簧96套在关节旋转法兰盘43的连接转轴430上，如图16所示，扭簧96的右端扭臂与关节电机输出杆34固定连接，扭簧96左端扭臂与关节安装座42连接，当踝关节绕关节安装座42被动旋转时，扭簧96会工作，实现能量的回收与释放。

在工作过程中，通过设置快拆螺钉、安全角度范围限制槽孔及回中弹性组件，当拧紧对应被动自由度的快拆螺钉时，该自由度锁定，当拧松对应的快拆螺钉，该被动自由度能在安全的角度内自由转动，同时由于设置的回中弹性组件，该被动自由度在外力较小时能自动回中。因为医院中的患者的病况各异，有些患者一半的肢体无力、运动有障碍，有些患者仅仅是单关节运动有障碍，有些患者全瘫，根据患者的病患情况医用下肢外骨骼各个关节自由度可以快速配置，使下肢外骨骼能更适合病人的情况，同时外骨骼零件尽量采用轻质高强度材料，比如碳纤维材料，让外骨骼穿戴起来更舒适，轻巧。

上述髋关节内旋外旋座91、髋关节内收外展座93及小腿杆170构成本实施例中的基座；髋关节内旋外旋轴92，髋关节单元12中的关节连接件41，及踝关节单元18中关节连接件41构成本实施例中的转体座；拉伸弹簧83与拉伸弹簧84，板簧85与板簧86，及两个板簧942构成本实施例中的回中弹性组件；弧形角度安全限位槽孔910、930、171构成本实施例中的安全限位弧形槽。关节旋转法兰盘43构成本实施例中的连接盘部，法兰盘32构成本实施例中的安装盘座。

基于上述结构设计，本实用新型具有如下优势：

(1)设计的主从动性可调关节的动力机构可以很方便、快速的实现自由度的主从动性调节，并将该机构用于医用下肢步行康复外骨骼的髋关节、膝关节、踝关节的屈伸自由度上，当关节需要由电机主动控制转动时，将关节主从动性调节装置中的关节主从动性调锁锁定到主动档，该关节由电机主动控制，当该关节不需要电机主动控制转动时，将关节主从动性调节装置中的关节主从动性调锁锁定到被动档，该关节根据负载需要被动旋转。

(2)外骨骼髋关节的内收外展、内旋外旋被动自由度，膝关节的内收外展被动自由度，踝关节的内收外展被动自由度可以通过快拆螺钉实现快速的固定与释放。

主从动性可调关节实施例

在上述下肢康复外骨骼***实施例中已对本实用新型主从动性可调关节实施例进行了说明，在此不再赘述。

在本实用新型中，关节驱动器被配置为用于驱动第一关节座与第二关节座相对转动的旋转动力输出装置；在上实施例中，其采用关节电机与减速器配置构成，减速器采用谐波减速器，以降低关节驱动器的体积，更好地构建出外骨骼结构；但本实用新型中的关节驱动器的结构并不局限于上述实施例中的关节电机与减速器配合构建，其还可采用其他结构与工作原理的转动动力输出装置替代上述实施例中的结构，比如采用气动***进行驱动。此外，离合机构的具体结构并不局限于上述实施例中的结构，其还有多种显而易见的变化；且关节驱动器中的定子或动子与两个关节座之间的连接关系，即离合机构用于定子或动子与其中一个关节座之间传动关系，其随关节结构变化还有多种显而易见的变化，并不局限于上述实施例中的具体结构。

Claims (10)

1.一种下肢康复外骨骼***，自上而下，依次包括相互连接的腰部穿戴单元、髋关节单元、大腿杆单元、膝关节单元、小腿杆单元、踝关节单元及足底单元；

关节单元包括关节驱动器及可绕关节转轴相对转动的第一关节座与第二关节座；

其特征在于：

在一个以上的关节单元中，所述关节驱动器的定子与动子中，一者与所述第一关节座传动连接，另一者通过离合机构与所述第二关节座可分离地传动连接。

2.根据权利要求1所述的下肢康复外骨骼***，其特征在于：

通过所述离合机构传动连接的关节座上设有转轴孔及沿所述转轴孔的径向布置的贯通孔，所述贯通孔的内孔口位于所述转轴孔的孔壁上；

所述离合机构包括可转动地安装在所述转轴孔内的连接转轴及调节锁，所述连接转轴上设有沿其径向布置的销孔，所述连接转轴可绕所述关节转轴转动至所述销孔与所述贯通孔对接；

所述调节锁包括锁定销及驱动所述锁定销的前端部通过所述内孔口伸入所述销孔内或抽离所述销孔的操作机构。

3.根据权利要求2所述的下肢康复外骨骼***，其特征在于：

所述操作机构包括锁套、压缩弹簧、轴向限位件及调节件，所述锁套为套装在所述贯通孔的外孔口部上的套管，所述锁定销的外壁面沿其径向延伸形成有限位臂；

所述套管的内孔为阶梯孔结构，所述阶梯孔结构背离所述转轴孔的孔口为大径孔口，所述阶梯孔结构的小径孔部构成与所述锁定销相配合的导向孔，所述阶梯孔结构的阶梯面处内凹形成有与所述限位臂相配合的第一限位槽与第二限位槽，所述第一限位槽的槽底面与所述连接转轴的周面间的最小间距小于锁定间距，所述第二限位槽的槽底面与所述连接转轴的周面间的最小间距大于所述锁定间距，所述锁定间距为所述限位臂与所述锁定销的内端面间的间距；

所述轴向限位件固设在所述锁套的外端面上，其上设有供所述锁定销的外端部穿过的导向孔；

所述调节件与所述锁定销的外端部固定连接，所述压缩弹簧的内端抵压在所述限位臂上，外端抵压所述限位件上。

4.根据权利要求1至3任一项权利要求所述的下肢康复外骨骼***，其特征在于：

所述第一关节座与所述关节驱动器的转动输出轴传动连接，所述第二关节座通过所述离合机构与所述关节驱动器的定子可分离地固定连接；

所述髋关节单元的内收外展被动自由度、所述髋关节单元的内旋外旋被动自由度、所述膝关节单元的内收外展被动自由度及所述踝关节单元的内收外展被动自由度中的至少一个被动自由度由快拆式锁定机构进行锁定及释放。

5.根据权利要求4所述的下肢康复外骨骼***，其特征在于：

所述快拆式锁定机构包括基座、可绕铰轴转轴转动地安装在所述基座上的转体座、回中弹性组件及快拆螺钉；

所述回中弹性组件的弹性恢复力迫使所述转体座绕所述铰轴转至回中位置；

所述基座上设有环绕所述铰轴布置的安全限位弧形槽，所述快拆螺钉的螺杆部穿过所述安全限位弧形槽后与所述转体座固定连接；

所述转体座相对所述基座位于所述回中位置时，所述螺杆部位于所述安全限位弧形槽的圆心角中部处。

6.根据权利要求2或3所述的下肢康复外骨骼***，其特征在于：

所述第一关节座包括安装盘部，所述离合机构包括连接盘部；

所述关节驱动器包括安装盘座及安装在所述安装盘座的两端侧上的旋转位移输出装置与减速器，所述旋转位移输出装置的定子及所述减速器的基体均与所述安装盘座固定连接，所述旋转位移输出装置的转轴穿过设于所述安装盘座上的通孔后与所述减速器的输入轴传动连接；

所述安装盘部与所述减速器的输出轴传动连接；

所述连接盘部位于所述减速器背离所述旋转位移输出装置的一侧，且与所述安装盘座固定连接，所述连接转轴固设在所述连接盘部背离所述减速器的盘面上。

7.一种下肢康复外骨骼***用的主从动性可调关节，包括关节驱动器及可绕关节转轴相对转动的第一关节座与第二关节座；

其特征在于：

所述关节驱动器的定子与动子中，一者与所述第一关节座传动连接，另一者通过离合机构与所述第二关节座可分离地传动连接。

8.根据权利要求7所述的主从动性可调关节，其特征在于：

通过所述离合机构传动连接的关节座上设有转轴孔及沿所述转轴孔的径向布置的贯通孔，所述贯通孔的内孔口位于所述转轴孔的孔壁上；

所述离合机构包括可转动地安装在所述转轴孔内的连接转轴及调节锁，所述连接转轴上设有沿其径向布置的销孔，所述连接转轴可绕所述关节转轴转动至所述销孔与所述贯通孔对接；

所述调节锁包括锁定销及驱动所述锁定销的前端部通过所述内孔口伸入所述销孔内或抽离所述销孔的操作机构。

9.根据权利要求8所述的主从动性可调关节，其特征在于：

所述操作机构包括锁套、压缩弹簧、轴向限位件及调节件，所述锁套为套装在所述贯通孔的外孔口部上的套管，所述锁定销的外壁面沿其径向延伸形成有限位臂；

所述套管的内孔为阶梯孔结构，所述阶梯孔结构背离所述转轴孔的孔口为大径孔口，所述阶梯孔结构的小径孔部构成与所述锁定销相配合的导向孔，所述阶梯孔结构的阶梯面处内凹形成有与所述限位臂相配合的第一限位槽与第二限位槽，所述第一限位槽的槽底面与所述连接转轴的周面间的最小间距小于锁定间距，所述第二限位槽槽底面与所述连接转轴的周面间的最小间距大于所述锁定间距，所述锁定间距为所述限位臂与所述锁定销的内端面间的间距；

所述轴向限位件固设在所述锁套的外端面上，其上设有供所述锁定销的外端部穿过的导向孔；

所述调节件与所述锁定销的外端部固定连接，所述压缩弹簧的内端抵压在所述限位臂上，外端抵压所述限位件上。

10.根据权利要求8或9所述的主从动性可调关节，其特征在于：

所述第一关节座包括安装盘部，所述离合机构包括连接盘部；

所述关节驱动器包括安装盘座及安装在所述安装盘座的两端侧上的旋转位移输出装置与减速器，所述旋转位移输出装置的定子及所述减速器的基体均与所述安装盘座固定连接，所述旋转位移输出装置的转轴穿过设于所述安装盘座上的通孔后与所述减速器的输入轴传动连接；

所述安装盘部与所述减速器的输出轴传动连接；

所述连接盘部位于所述减速器背离所述旋转位移输出装置的一侧，且与所述安装盘座固定连接，所述连接转轴固设在所述连接盘部背离所述减速器的盘面上。