[發(fā)明專利]一種長度可調(diào)式下肢外骨骼機(jī)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010696836.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號(hào): CN111805515A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 叢佩超;張欣;石耀鵬;李健;高學(xué)山
• 申請（專利權(quán)）人: 廣西科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00
• 代理公司: 沈陽東大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 李珉

一種長度可調(diào)式下肢外骨骼機(jī)構(gòu)，包括腰部支板、四根腿骨骼及兩個(gè)腳支撐機(jī)構(gòu)；腿骨骼采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，骨骼桿為伸縮結(jié)構(gòu)，電機(jī)及轉(zhuǎn)軸可軸向移動(dòng)，電機(jī)整體不可轉(zhuǎn)動(dòng)，骨骼桿內(nèi)設(shè)有絲桿，底部一節(jié)骨骼桿內(nèi)固裝絲母，絲母與絲桿配裝，絲桿與轉(zhuǎn)軸之間設(shè)有錐齒輪組，頂部一節(jié)骨骼桿上方設(shè)有關(guān)節(jié)支架，轉(zhuǎn)軸與關(guān)節(jié)支架間設(shè)有卡裝配合的限位塊和限位槽。當(dāng)需要調(diào)整骨骼長度時(shí)，電機(jī)向內(nèi)移動(dòng)，轉(zhuǎn)軸與關(guān)節(jié)支架間的限位塊和限位槽脫離，錐齒輪組嚙合，啟動(dòng)電機(jī)，依次通過轉(zhuǎn)軸和錐齒輪組帶動(dòng)絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，以驅(qū)動(dòng)絲母沿絲桿軸向移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)骨骼桿的伸縮。當(dāng)需要抬腿和曲腿時(shí)，電機(jī)向外移動(dòng)，限位塊回到限位槽內(nèi)，錐齒輪組分離，啟動(dòng)電機(jī)，實(shí)現(xiàn)骨骼桿的擺轉(zhuǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可穿戴設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種長度可調(diào)式下肢外骨骼機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

下肢外骨骼機(jī)構(gòu)作為一種可穿戴設(shè)備，已經(jīng)在諸多領(lǐng)域得到長足發(fā)展，例如在軍事領(lǐng)域可以提高士兵的單兵作戰(zhàn)能力，在物流領(lǐng)域可以提高單人單次的貨物搬運(yùn)重量，在醫(yī)療領(lǐng)域可以提高部分下肢殘疾人士的自主行走能力。因此，下肢外骨骼機(jī)構(gòu)在未來具有良好的發(fā)展前景。

但是，目前的下肢外骨骼機(jī)構(gòu)在設(shè)計(jì)中普遍存在骨骼長度不可調(diào)的局限性，因?yàn)槲磥淼南轮夤趋罊C(jī)構(gòu)必然會(huì)成為公共產(chǎn)品，個(gè)人定制產(chǎn)品只能是極少數(shù)。當(dāng)下肢外骨骼機(jī)構(gòu)應(yīng)用在軍事領(lǐng)域時(shí)，不可能每一個(gè)士兵都標(biāo)配一套下肢外骨骼機(jī)構(gòu)，必然是幾個(gè)士兵共用一套，而士兵們的身高不可能完全相同，對于身高不同的士兵來說，在穿戴上下肢外骨骼機(jī)構(gòu)時(shí)，必然有一些士兵會(huì)出現(xiàn)穿戴不適配的情況，這顯然會(huì)影響到下肢外骨骼機(jī)構(gòu)的使用效能。同理，在物流領(lǐng)域和醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)，使用者同樣存在身高各異的情況，如果骨骼長度不可調(diào)，則會(huì)影響下肢外骨骼機(jī)構(gòu)的適用范圍。

為此，少數(shù)下肢外骨骼機(jī)構(gòu)將骨骼長度設(shè)計(jì)成可調(diào)式，例如采用骨骼設(shè)計(jì)成兩節(jié)，兩節(jié)骨骼之間重疊布設(shè)，且兩節(jié)骨骼之間由定位插銷和螺母進(jìn)行固定，當(dāng)使用者與下肢外骨骼機(jī)構(gòu)的骨骼長度不匹配時(shí)，需要手動(dòng)拆下螺母和定位插銷，然后調(diào)整兩節(jié)骨骼的拼接長度，最后再重新安裝定位插銷并用螺母鎖緊，但是用于插裝定位插銷的定位銷孔的數(shù)量和位置都是固定的，導(dǎo)致骨骼的長度調(diào)整范圍都是斷續(xù)的，并且長度調(diào)整范圍很窄。另外，還有少數(shù)下肢外骨骼機(jī)構(gòu)也具有骨骼長度可調(diào)節(jié)能力，但其采用的結(jié)構(gòu)形式存在較大弊端，該結(jié)構(gòu)形式便是利用液壓伸縮桿或氣壓伸縮桿作為骨骼主體，雖然具備了骨骼長度調(diào)節(jié)能力，液壓伸縮缸或氣壓伸縮缸還需要配備相配套的液動(dòng)或氣動(dòng)控制設(shè)備，這會(huì)導(dǎo)致下肢外骨骼機(jī)構(gòu)的整體質(zhì)量過大，同時(shí)存在能耗高和噪音大的缺點(diǎn)，因此會(huì)嚴(yán)重影響下肢外骨骼機(jī)構(gòu)的使用效果。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種長度可調(diào)式下肢外骨骼機(jī)構(gòu)，具有結(jié)構(gòu)簡單、長度調(diào)節(jié)精度高、質(zhì)量輕、能耗低、噪音小的特點(diǎn)。