一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，安裝于外骨骼的膝部，包括膝關(guān)節(jié)擋板、自適應(yīng)裝置、打開/鎖定裝置和模塊連接板，自適應(yīng)裝置包括膝關(guān)節(jié)擋板連接塊、腔體連接塊和自適應(yīng)軸，膝關(guān)節(jié)擋板連接塊的一側(cè)與膝關(guān)節(jié)擋板連接，自適應(yīng)軸將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊和腔體連接塊連接在一起，打開/鎖定裝置包括腔體、鎖定銷、鎖定彈簧和鎖定腔，腔體內(nèi)設(shè)有滑槽，鎖定銷滑動配合安裝在該滑槽內(nèi)，腔體連接塊固定在腔體的一端，腔體連接塊與鎖定銷之間設(shè)有鎖定彈簧，鎖定腔設(shè)置于腔體的另一端，鎖定彈簧將鎖定銷壓入鎖定腔內(nèi)，腔體與模塊連接板鉸接相連。本發(fā)明的優(yōu)點在于：穿戴者獨立穿戴方便、舒適性高和增強了外骨骼與人體下肢之間的人機交互安全。
【專利說明】
一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板。
【背景技術(shù)】
[0002]外骨骼機器人作為一種新型的可穿戴機器人，它融合了機械、電子、控制、計算機等學(xué)科，在近十年之內(nèi)發(fā)展迅速。外骨骼機器人的一個重要的應(yīng)用場景就是幫助截癱患者重新站起實現(xiàn)站起、坐下、行走、轉(zhuǎn)彎等動作，幫助他們康復(fù)訓(xùn)練以及自信心恢復(fù)。由于截癱患者下肢沒有力量，要讓他們實現(xiàn)站起的動作就需要為他們的膝關(guān)節(jié)提供一定的力量。現(xiàn)有的外骨骼通常使用一個類似于懸臂梁一樣的支撐板，讓患者的膝蓋頂在擋板上為站起的動作提供作用力。
[0003]現(xiàn)有的常規(guī)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板有以下幾個缺點:
1、不利于穿戴者獨立使用外骨骼:現(xiàn)有的外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板都采用類似于懸臂梁的結(jié)構(gòu)，不能打開。這樣穿戴者在穿戴的時候，就必須在別人的幫助下將腿挪動到膝關(guān)節(jié)支撐版的下面，才能實現(xiàn)外骨骼的穿戴。
[0004]2、穿戴外骨骼行走過程中膝關(guān)節(jié)舒適性不夠:現(xiàn)有的外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板與穿戴者膝關(guān)節(jié)接觸的部分固定不變，而眾所周知，人在行走的過程中膝關(guān)節(jié)相對于外部支撐板會產(chǎn)生相對的運動，這就會使得在某個運動范圍內(nèi)穿戴者膝關(guān)節(jié)與外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板之間的作用力過大，影響舒適性。
[0005]3、外骨骼與人體下肢之間的人機交互安全性低:由于外骨骼是直接作用于穿戴者的下肢，所以外骨骼的安全性從設(shè)計之初就被重點考慮，但是現(xiàn)有的安全性考慮更多考慮的是外骨骼本身的安全性，對于人機交互的安全性考慮的較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供一種穿戴者獨立穿戴方便、舒適性高和增強了外骨骼與人體下肢之間的人機交互安全的可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板。
[0007]本發(fā)明的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，安裝于外骨骼的膝部，包括膝關(guān)節(jié)擋板、自適應(yīng)裝置、打開/鎖定裝置和模塊連接板，所述自適應(yīng)裝置包括膝關(guān)節(jié)擋板連接塊、腔體連接塊和自適應(yīng)軸，膝關(guān)節(jié)擋板連接塊的一側(cè)與膝關(guān)節(jié)擋板連接，另一側(cè)設(shè)有連接孔A，所述腔體連接塊的側(cè)壁上設(shè)有連接塊B，自適應(yīng)軸依次穿過連接孔A和連接孔B，并將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊和腔體連接塊連接在一起，所述打開/鎖定裝置包括腔體、鎖定銷、鎖定彈簧和鎖定腔，所述腔體內(nèi)沿其長度方向設(shè)有滑槽，鎖定銷滑動配合安裝在該滑槽內(nèi)，所述腔體連接塊固定在腔體的一端，腔體連接塊與鎖定彈簧的一端固定連接，鎖定彈簧的另一端與鎖定銷固接，所述鎖定腔設(shè)置于腔體的另一端，鎖定彈簧將鎖定銷壓入鎖定腔內(nèi)，靠近鎖定腔一側(cè)的腔體與模塊連接板鉸接相連。
[0008]所述膝關(guān)節(jié)擋板為膝關(guān)節(jié)形狀的弧形結(jié)構(gòu)。
[0009]所述膝關(guān)節(jié)擋板上設(shè)有多組安裝孔，根據(jù)穿戴者下肢外形尺寸的要求，將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊對應(yīng)的安裝孔連接。
[0010]所述膝關(guān)節(jié)擋板的兩側(cè)還設(shè)有安裝綁帶的長槽。
[0011]所述腔體的端部和所述模塊連接板的端部分別設(shè)有鉸接孔，轉(zhuǎn)軸分別穿過腔體和模塊連接板的鉸接孔，并將腔體和模塊連接板連接成一體。
[0012]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
1、穿戴者獨立穿戴方便，不用再依靠專門的幫助人員幫助穿戴者穿戴外骨骼，使得穿戴者的自?目心大大提尚。
[0013]2、膝關(guān)節(jié)舒適性大大提高，可轉(zhuǎn)動的膝關(guān)節(jié)擋板設(shè)計能夠有效的減少外骨骼運動過程中對人體膝關(guān)節(jié)的作用力。
[0014]3、增強了外骨骼與人體下肢之間的人機交互安全，通過減少外骨骼對人體下肢膝關(guān)節(jié)的作用力，能夠有效的減少外骨骼對穿戴者膝關(guān)節(jié)造成傷害的風(fēng)險。
【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為膝關(guān)節(jié)擋板自適應(yīng)裝置的爆炸圖；
圖3為膝關(guān)節(jié)擋板的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4為打開/鎖定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板的鎖定狀態(tài)的示意圖；
圖6為自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板的打開狀態(tài)的示意圖；
圖中:1-膝關(guān)節(jié)擋板，2-自適應(yīng)裝置，3-打開/鎖定裝置，4-模塊連接板，5-膝關(guān)節(jié)擋板連接塊，6-腔體連接塊，7-自適應(yīng)軸，8-腔體，9-鎖定銷，I O-鎖定彈簧，11-鎖定腔，12-轉(zhuǎn)軸。
【具體實施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步的描述，但本發(fā)明的保護范圍不局限于以下所述。
[0017]如圖1所示，一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，安裝于外骨骼的膝部，包括膝關(guān)節(jié)擋板1、自適應(yīng)裝置2、打開/鎖定裝置3和模塊連接板4，如圖2所示，所述自適應(yīng)裝置2包括膝關(guān)節(jié)擋板連接塊5、腔體連接塊6和自適應(yīng)軸7，膝關(guān)節(jié)擋板連接塊5的一側(cè)與膝關(guān)節(jié)擋板I連接，另一側(cè)設(shè)有連接孔Α，所述腔體連接塊6的側(cè)壁上設(shè)有連接塊B，自適應(yīng)軸7依次穿過連接孔A和連接孔B，并將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊5和腔體連接塊6連接在一起，如圖4所示，所述打開/鎖定裝置3包括腔體8、鎖定銷9、鎖定彈簧10和鎖定腔11，所述腔體8內(nèi)沿其長度方向設(shè)有滑槽，鎖定銷9滑動配合安裝在該滑槽內(nèi)，所述腔體連接塊6固定在腔體8的一端，腔體連接塊6與鎖定彈簧10的一端固定連接，鎖定彈簧10的另一端與鎖定銷9固接，所述鎖定腔11設(shè)置于腔體8的另一端，鎖定彈簧10將鎖定銷9壓入鎖定腔11內(nèi)，實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)支撐板的鎖定功能，靠近鎖定腔11 一側(cè)的腔體8與模塊連接板4鉸接相連。
[0018]如圖2所示，所述膝關(guān)節(jié)擋板I為膝關(guān)節(jié)形狀的弧形結(jié)構(gòu)，使得膝關(guān)節(jié)擋板I與人體膝關(guān)節(jié)更加貼合，提高該位置的舒適性。
[0019]所述膝關(guān)節(jié)擋板I上設(shè)有多組安裝孔，根據(jù)穿戴者下肢外形尺寸的要求，將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊5對應(yīng)的安裝孔連接，可以根據(jù)不同的穿戴者選用不同的安裝位置和模塊連接板4配合調(diào)節(jié)，以達到符合穿戴者下肢外形尺寸的要求。
[0020]如圖2所示，所述膝關(guān)節(jié)擋板I的兩側(cè)還設(shè)有安裝綁帶的長槽，在長槽內(nèi)安裝綁帶，將膝關(guān)節(jié)擋板I牢固地固定在膝關(guān)節(jié)上。
[0021]如圖5或圖6所示，所述腔體8的端部和所述模塊連接板4的端部分別設(shè)有鉸接孔，轉(zhuǎn)軸12分別穿過腔體8和模塊連接板4的鉸接孔，并將腔體8和模塊連接板4連接成一體。
[0022]本發(fā)明的工作過程如下:首先需要根據(jù)穿戴者的不同調(diào)節(jié)膝關(guān)節(jié)擋板I以及膝關(guān)節(jié)支撐板模塊的連接部分，使得膝關(guān)節(jié)支撐板模塊能夠很好的適合穿戴者的下肢尺寸;然后當(dāng)穿戴者需要穿戴外骨骼進行訓(xùn)練的時候，將膝關(guān)節(jié)支撐板設(shè)置為如圖6所示打開的狀態(tài);這時穿戴者可通過自身上肢的力量移動到外骨骼內(nèi)部，將膝關(guān)節(jié)支撐板設(shè)置為如圖5所示的鎖定狀態(tài)，再將膝關(guān)節(jié)以及其他部位的綁縛物綁緊;最后就可以按照事先設(shè)定的流程進行康復(fù)訓(xùn)練，膝關(guān)節(jié)擋板會根據(jù)穿戴者的運動狀態(tài)調(diào)節(jié)至不同的位置。
【主權(quán)項】
1.一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，安裝于外骨骼的膝部，其特征在于:包括膝關(guān)節(jié)擋板(I)、自適應(yīng)裝置(2)、打開/鎖定裝置(3)和模塊連接板(4)，所述自適應(yīng)裝置(2)包括膝關(guān)節(jié)擋板連接塊(5)、腔體連接塊(6)和自適應(yīng)軸(7)，膝關(guān)節(jié)擋板連接塊(5)的一側(cè)與膝關(guān)節(jié)擋板(I)連接，另一側(cè)設(shè)有連接孔A，所述腔體連接塊(6)的側(cè)壁上設(shè)有連接塊B，自適應(yīng)軸(7)依次穿過連接孔A和連接孔B，并將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊(5)和腔體連接塊(6)連接在一起，所述打開/鎖定裝置(3)包括腔體(8)、鎖定銷(9)、鎖定彈簧(10)和鎖定腔(11)，所述腔體(8)內(nèi)沿其長度方向設(shè)有滑槽，鎖定銷(9)滑動配合安裝在該滑槽內(nèi)，所述腔體連接塊(6 )固定在腔體(8 )的一端，腔體連接塊(6 )與鎖定彈簧(10 )的一端固定連接，鎖定彈簧(10)的另一端與鎖定銷(9)固接，所述鎖定腔(11)設(shè)置于腔體(8)的另一端，鎖定彈簧(10)將鎖定銷(9)壓入鎖定腔(11)內(nèi)，靠近鎖定腔(11)一側(cè)的腔體(8)與模塊連接板(4)鉸接相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，其特征在于:所述膝關(guān)節(jié)擋板(I)為膝關(guān)節(jié)形狀的弧形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，其特征在于:所述膝關(guān)節(jié)擋板(I)上設(shè)有多組安裝孔，根據(jù)穿戴者下肢外形尺寸的要求，將膝關(guān)節(jié)擋板連接塊(5)對應(yīng)的安裝孔連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，其特征在于:所述膝關(guān)節(jié)擋板(I)的兩側(cè)還設(shè)有安裝綁帶的長槽。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種可解鎖的自適應(yīng)外骨骼膝關(guān)節(jié)支撐板，其特征在于:所述腔體(8)的端部和所述模塊連接板(4)的端部分別設(shè)有鉸接孔，轉(zhuǎn)軸(12)分別穿過腔體(8)和模塊連接板(4)的鉸接孔，并將腔體(8)和模塊連接板(4)連接成一體。
【文檔編號】A61H3/00GK106074094SQ201610678414
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年8月17日 公開號201610678414.9, CN 106074094 A, CN 106074094A, CN 201610678414, CN-A-106074094, CN106074094 A, CN106074094A, CN201610678414, CN201610678414.9
【發(fā)明人】林西川, 鄧清龍, 殷紫光, 邱靜, 陳曄, 周呈科
【申請人】電子科技大學(xué)