[發明專利]一種下肢外骨骼康復機器人關節

在審

• 申請號: 202011406307.3
• 申請日: 2020-12-03
• 公開（公告）號: CN112494283A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李健;張琦;周福鑫;王靜;張維烜
• 申請（專利權）人: 廣西科技大學
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司 11246
• 代理人: 趙浩竹

本發明公開了一種下肢外骨骼康復機器人關節，為避免下肢外骨骼膝關節、膝關節處電機和減速器的連接錐形齒輪出現嚙合不穩定，跳齒的情況，本發明在外骨骼電機與減速器之間設計了一款齒輪箱，該齒輪箱可解決錐形齒輪發生嚙合不穩定，跳齒的問題，使傳功更為平穩。而且齒輪箱為密閉結構，可減少噪音，延長齒輪使用壽命。為解決一種限位方式不能很好保護患者安全的問題，本發明在重新設計物理限位塊以后，增加了一種通過光電傳感器的限位方式，使患者在康復訓練中能夠得到雙重保障。

技術領域

本發明涉及康復機器人技術領域，具體涉及一種下肢外骨骼康復機器人關節。

背景技術

下肢外骨骼康復機器人左右腿的膝部、髖部均設有關節機構。傳統下肢外骨骼康復機器人關節處的設計，一般將電機和減速器的連接錐形齒輪裸露在外，使得在關節運動時容易出現嚙合不穩定，跳齒的情況。除此之外，齒輪暴露在外會影響其使用壽命。

傳統下肢外骨骼康復機器人關節處，只有單一一種限位結構，即物理限位塊結構，用于保證當電機出現故障時，外骨骼的轉動范圍仍然在人體可接受的正常范圍內。當這種物理限位塊出現故障，患者將得不到保護，關節處的轉動將超出正常范圍，不能有效防止裝置轉動超出人體轉動極限，對人體造成傷害，容易在康復過程中出現二次受傷的情況。且傳統限位結構一般不能調整安裝角度，而康復程度不同的患者往往可以的轉動角度是不同的，對患者康復效果會造成一定的影響。

發明內容

針對上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種下肢外骨骼康復機器人關節，為避免下肢外骨骼膝關節、髖關節處電機和減速器的連接錐形齒輪出現嚙合不穩定，跳齒的情況，本發明在外骨骼電機與減速器之間設計了一款齒輪箱，該齒輪箱可解決錐形齒輪發生嚙合不穩定，跳齒的問題，使傳功更為平穩。而且齒輪箱為密閉結構，可減少噪音，延長齒輪使用壽命。為解決一種限位方式不能很好保護患者安全的問題，本發明在重新設計物理限位塊以后，增加了一種通過光電傳感器的限位方式，使患者在康復訓練中能夠得到雙重保障。

本發明采取的具體技術方案是：

一種下肢外骨骼康復機器人關節，包括髖/膝關節固定連桿、髖/膝關節活動連桿、減速器、髖/膝關節驅動電機、齒輪箱，所述減速器、髖/膝關節固定連桿、髖/膝關節活動連桿通過螺栓連接；所述齒輪箱包括箱體、密封蓋，所述髖/膝關節驅動電機通過箱體安裝在減速器上，所述減速器的軸穿過箱體并在箱體內連接有錐齒輪一，所述髖/膝關節驅動電機的軸穿過箱體并在箱體內連接有錐齒輪二，所述錐齒輪一與所述錐齒輪二嚙合。

優選地，所述髖/膝關節固定連桿上設有兩限位塊和光柵尺擋片，對髖/膝關節活動連桿的旋轉角度進行限位。

更優選地，兩限位塊之間及限位塊與光柵尺擋片的距離可調。

優選地，所述髖/膝關節活動連桿上鏡像對稱安裝有兩光電傳感器，所述光電傳感器隨著髖/膝關節運動連桿而運動，檢測出髖/膝關節轉動方向及角度。

本發明的有益效果是：本發明設計緊湊合理，節省空間，維修方便簡單本發明均采用可拆卸連接，便于安裝過程中的調節。本發明可使用新式鋁合金制作，在強度與剛度符合使用要求的前提下，大大減少了設備的重量。本發明專門在電機與減速器連接處設計了一個齒輪箱，減少噪音，使齒輪傳動穩定，延長使用壽命。本發明可根據使用者的康復情況，調節限位塊和光柵尺擋片的位置，為不同康復程度的患者提供合適的限位角度，從而在最大程度上達到保護患者的目的。本發明設計了兩套限位結構，當其中一套限位結構發生故障，可以依靠另外一套，從而給患者提供一個安全的康復環境。本發明將光電傳感器固定在膝關節和髖關節的運動連桿上，使得傳感器可以隨運動連桿一齊擺動，測得旋轉角度更加精確。本發明齒輪箱也作為電機支架使用，這樣的齒輪箱和電機支架的一體化設計，大大的增加了電機支架的強度，減小了關節處的體積。

附圖說明

圖1為髖關節的結構示意圖(齒輪箱打開)；

圖2為髖關節的結構示意圖；