一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构，主要由位置传感器，传动机构，丝杠，自动调长电机，丝杠滑块，外部腿管，内部腿管组成。位置传感器固定安装在机体内，检测编码器磁铁的旋转；编码器磁铁固定在丝杠端部。自动调长电机通过传动机构驱动丝杠，从而带动丝杠滑块上下移动；丝杠滑块与内部腿管内壁固定；内部腿管套入外部腿管之中，可在外部腿管之中沿轴向滑动。本实用新型专利技术的有益效果是：可用于下肢外骨骼机器人腿部调长，采用自动调节的方式，由控制器给出调节长度，调节机构会根据给出的数据自动调节到相应位置，结构简单，使用方便，体积小，集成度高。

An automatic lengthening structure of leg joint of lower limb assisted exoskeleton

【技术实现步骤摘要】
一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构
本技术涉及辅助康复训练外骨骼上的零部件，具体说就是一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构。
技术介绍
由于事故/伤病等原因造成下肢受损的病人，为了防止长时间的卧床导致肌肉萎缩，常常需要不断地进行站立和行走的训练，同时以达到康复的目的。另外，老年人的腿部肌肉无力，也常常导致其行动不便甚至丧失活动能力，严重影响老年人的生活质量.上述的情况下，会采用到外骨骼机器人辅助行走。为了适应不同身高要求，外骨骼机器人上都会附加调长结构，市面上的调长结构都是卡扣或者压块锁死手动调长的，调节时大多需要使用者跪在地上调节，调整起来费时费力，尤其是在医院作为康复器材使用的时候，需要反复调整长度，浪费大量时间。专利号为2018215766178的传动装置、下肢康复外骨骼和外骨骼机器人，外置设置螺杆和调节螺纹管，增加了整体的复杂性。专利号为2018213148284的一种可穿戴式电驱助力外骨骼下肢机构，设置手动可调的机构。专利号为2017211405439的下肢外骨骼膝关节组件及下肢外骨骼膝关节系统，采用压块调节的结构，调节起来不方便，小腿部分调节需要弯腰或跪在地上调节。专利号为2017211396162的下肢外骨骼机器人及康复机器人，采用有级调节，分级调节的缺点是调节位置受限严重，调节起来非常不便。
技术实现思路
为应对现有技术中存在不足与对现有技术进行优化，本技术提出一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构。主要技术方案为：主要由位置传感器(1)，传动机构(4)，丝杠(5)，自动调长电机(6)，丝杠滑块(7)，外部腿管(8)，内部腿管(10)组成；位置传感器(1)固定安装在机体(12)内，检测编码器磁铁(14)的旋转；编码器磁铁(14)固定在丝杠(5)端部。位置传感器(1)为嵌入式单圈绝对值磁性编码器，通过安装非接触式的安装在机体(12)上。通过编码器上的磁性编码芯片，来感应编码器磁铁(14)的旋转圈数，从而根据丝杠(5)的导程，推算丝杠滑块(7)和内部腿管(10)的轴向移动距离。自动调长电机(6)通过传动机构(4)驱动丝杠(5)，从而带动丝杠滑块(7)上下移动；丝杠滑块(7)与内部腿管(10)内壁固定；内部腿管(10)套入外部腿管(8)之中，可相对外部腿管(8)沿轴向滑动。本技术的有益效果是：可用于下肢外骨骼机器人腿部调长，采用自动调节的方式，由控制器给出调节长度，调节机构会根据给出的数据自动调节到相应位置，结构简单，使用方便，体积小，集成度高。附图说明下面结合附图对本技术作进一步的说明。图1是本技术主视图。图2是本技术剖面图。图3是本技术三维图。图4是本技术局部三维图。其中：1-位置传感器，2-锥齿轮组件，3-手动调长旋钮，4-传动机构，5-丝杠，6-自动调长电机，7-丝杠滑块，8-外部腿管，9-锁死卡扣，10-内部腿管，11-限位传感器，12-机体，13-内部腿管连接端，14-编码器磁铁，15-张紧轮，16-张紧轮安装摆块，17-调节螺纹孔。具体实施方式下面结合具体附图来说明本技术的典型实施方式。作为优选的实施方式二：还包括锥齿轮组件(2)和手动调长旋钮(3)；锥齿轮组件(2)的主动轮与手动调长旋钮(3)固定在一起；锥齿轮组件(2)的从动轮与丝杠(5)固定在一起；手动调长旋钮(3)具有内六角头部，用以插入内六角扳手以手动方式旋转之。可以手动进行调节。也可以使用其他的手动旋转方式，如手动旋钮。在此基础上，也可选择低配的版本，即：当调节的需求不强的时候，可以在选购的配置上，只包含手动调节的部分，不包含电动调节的部分。该技术方案的优点是，增加了客户选择的空间，提高系统的多情境适应性和在缺电的情况下的适应性。作为优选的实施方式三：还包括限位传感器(11)；限位传感器(11)固定在外部腿管(8)上，用以感应丝杠滑块(7)的上极限位置。限位传感器(11)可以选用微小型金属接近开关电感式传感器，如台邦品牌的GL-8F型号NPN传感器。感应丝杠滑块(7)为金属材质。作为优选的实施方式四：所述的传动机构(4)为同步带和同步轮。本技术方案不仅仅可以使同步带和同步轮，按照本领域的通常采用的传动方式，本技术方案可以是齿轮传动、链传动、带传动，或者通过减速机驱动，甚至可以是由电机直接驱动丝杆。这取决于系统的传递效率、传动比、装置的体积等。作为优选的实施方式五：还包括张紧轮(15)和张紧轮安装摆块(16)，通过螺钉旋入调节螺纹孔(17)的长度来调节张紧轮(15)和所述同步带之间的相对位置。如果是同步带传送，长期运行会使得同步带松弛，需要使用张紧轮(15)来进行张紧。张紧轮安装摆块(16)可以绕一端旋转，通过螺钉旋入调节螺纹孔(17)，迫使张紧轮安装摆块(16)带动张紧轮(15)转动，从而压紧同步带，从而使用这一方式调节张紧程度。另外，本技术的实施方式是表示本技术的内容的一例，可以进一步与其它的公知技术组合，也可以在不脱离本技术的主旨的范围内省略一部分等进行变更来构成。最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本技术技术方案的精神，其均应涵盖在本技术请求保护的技术方案范围当中。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构，其特征在于：主要由位置传感器(1)，传动机构(4)，丝杠(5)，自动调长电机(6)，丝杠滑块(7)，外部腿管(8)，内部腿管(10)组成；/n位置传感器(1)固定安装在机体(12)内，检测编码器磁铁(14)的旋转；/n编码器磁铁(14)固定在丝杠(5)端部；/n自动调长电机(6)通过传动机构(4)驱动丝杠(5)，从而带动丝杠滑块(7)上下移动；/n丝杠滑块(7)与内部腿管(10)内壁固定；/n内部腿管(10)套入外部腿管(8)之中，可相对外部腿管(8)沿轴向滑动。/n

【技术特征摘要】
1.一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构，其特征在于：主要由位置传感器(1)，传动机构(4)，丝杠(5)，自动调长电机(6)，丝杠滑块(7)，外部腿管(8)，内部腿管(10)组成；
位置传感器(1)固定安装在机体(12)内，检测编码器磁铁(14)的旋转；
编码器磁铁(14)固定在丝杠(5)端部；
自动调长电机(6)通过传动机构(4)驱动丝杠(5)，从而带动丝杠滑块(7)上下移动；
丝杠滑块(7)与内部腿管(10)内壁固定；
内部腿管(10)套入外部腿管(8)之中，可相对外部腿管(8)沿轴向滑动。


2.根据权利要求1所述的一种下肢助力外骨骼腿部关节自动调长结构，其特征在于还包括锥齿轮组件(2)和手动调长旋钮(3)；
锥齿轮组件(2)的主动轮与手动调长旋钮...

【专利技术属性】
技术研发人员：王天，
申请(专利权)人：杭州程天科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33