外骨骼助力康复装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104546238A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.04.29(21)申请号201310416077.2(22)申请日2013.10.24(71)申请人南开大学地址300071天津市南开区卫津路94号南开大学(72)发明人段峰王春伟康培培司付庆(51)Int.Cl.A61F2/60(2006.01)A61F2/70(2006.01)A61H3/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称外骨骼助力康复装置(57)摘要本发明公开一种外骨骼助力康复装置的驱动结构的设计，包含：直流电机，一对锥齿轮，直齿轮，内齿条，传动轴，固定板。所述的一对锥齿轮用于改变动力传输的方向；所述的直齿轮和一个锥齿轮组成同轴传动装置；所述的直齿轮和内齿条相互啮合；所述的内齿条的一端和外侧关节下端零件相固定；与现有技术相比，本发明电机采用竖直放置，减小了以往对电机体积的要求；另外本发明机械结构简单，控制精度高，传动力矩大，安全性高。CN104546238ACN104546238A权利要求书1/1页1.外骨骼助力康复装置，其特征在于：包括大腿外骨骼(11)外骨骼关节(12)、小腿外骨骼(13)、脚部外骨骼(14)、固定连接装置、动力传动装置、电磁插销(215)；所述的动力传动装置用于驱动外骨骼完成腿部摆动动作。2.如权利要求1所述的动力传动装置包括：直流电机(21)、主动锥齿轮(22)、从动锥齿轮(23)、传动轴(24)、直齿轮(25)、内齿条(26)；主动锥齿轮(22)和从动锥齿轮(23)通过固定装置相互啮合，从动锥齿轮(23)通过传动轴(24)和直齿轮(25)组成同轴转动装置，直齿轮(25)和内齿条(26)相互啮合。内齿条(26)下端和外侧关节下端零件(29)固定在一起。筋(210)的一端固定在中心轴(28)上，另一端穿过外侧关节上端零件(216)上的弧形孔(217)和筋(210)的另一端相固定。中心轴(28)穿过筋的中心从而可以使筋(210)在一定范围内自由转动。3.如权利要求1所述的固定连接装置包括：筋(210)、中心轴(28)、传动轴定位板(34)、L型固定板(36)；通过固定连接装置主动锥齿轮(22)和从动锥齿轮(23)相互啮合，从动锥齿轮(23)又通过传动轴(24)和直齿轮(25)组成同轴传动装置。4.如权利要求3所述的直流电机包括：编码器(31)、电机部分(32)、减速器(33)；直流电机通过L型固定板(36)于竖直方向上固定在大腿上，电机输出轴和主动锥齿轮(22)固定在一起。5.如权利要求1所述的外骨骼关节包括：外侧关节下端零件(29)、内侧关节下端零件(212)、内侧关节上端零件(213)、外侧关节上端零件(214)、电磁插销(215)、中心轴(28)、支撑板(27)；外侧关节上端零件(214)和外侧关节下端零件(29)通过中心轴(28)组成可以转动的结构。内侧关节上端零件(213)和内侧关节下端零件(212)通过中心轴(28)组成可以转动的结构；内侧关节上端零件(213)和大腿外骨骼内侧上端支撑板(35)固定，内侧关节下端零件(212)和小腿外骨骼内侧支撑板(211)固定，外侧关节上端零件(214)和大腿外骨骼外侧支撑板(216)固定，外侧关节下端零件(29)和小腿外骨骼外侧支撑板(218)固定。支撑板(27)分别固定在相应大腿外骨骼(11)和小腿外骨骼(13)上。6.如权利要求5所述外侧关节上端零件(214)和外侧关节下端零件(29)还包括防止出现反关节的限位结构(41)。7.如权利要求1所述的大腿外骨骼(11)由按大腿形状加工成的外壳组成。8.如权利要求1所述的小腿外骨骼(13)由按小腿形状加工成的外壳组成。2CN104546238A说明书1/3页外骨骼助力康复装置技术领域：[0001]本发明涉及外骨骼技术领域，尤其涉及外骨骼关节处动力传动的机械结构的设计。背景技术：[0002]目前助力康复外骨骼装置的主要驱动方式主要有三种：伺服电机驱动，液压驱动，气压驱动。气压驱动由于气体的可压缩性比较大从而导致控制精度相对较低；液压驱动由于要有液压油作为介质，并且其密封难度相对较大，另外高压液压油泄露会对人体构成潜在威胁。采用伺服电机驱动控制精度相对较高，结构简洁。[0003]已有的采用伺服电机驱动的外骨骼助力康复装置，大都把采用把伺服电机横向放置，这样对伺服电机的长度就会有很高的要求，如果电机太长横向放置就可能会对人体正常行走产生阻碍。可是如果电机太小，又会因为无法产生足够的转矩而无法实现助力功能。发明内容：[0004]本发明目的是解决现有外骨骼动力传输部分结构复杂，体积和重量较大以及使用电机作为动力源时对电机