一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，安装于外骨骼的膝部，包括膝关节挡板、自适应装置、打开/锁定装置和模块连接板，自适应装置包括膝关节挡板连接块、腔体连接块和自适应轴，膝关节挡板连接块的一侧与膝关节挡板连接，自适应轴将膝关节挡板连接块和腔体连接块连接在一起，打开/锁定装置包括腔体、锁定销、锁定弹簧和锁定腔，腔体内设有滑槽，锁定销滑动配合安装在该滑槽内，腔体连接块固定在腔体的一端，腔体连接块与锁定销之间设有锁定弹簧，锁定腔设置于腔体的另一端，锁定弹簧将锁定销压入锁定腔内，腔体与模块连接板铰接相连。本发明的优点在于：穿戴者独立穿戴方便、舒适性高和增强了外骨骼与人体下肢之间的人机交互安全。
【专利说明】
一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板
技术领域
[0001]本发明涉及机器人技术领域，特别是一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板。
【背景技术】
[0002]外骨骼机器人作为一种新型的可穿戴机器人，它融合了机械、电子、控制、计算机等学科，在近十年之内发展迅速。外骨骼机器人的一个重要的应用场景就是帮助截瘫患者重新站起实现站起、坐下、行走、转弯等动作，帮助他们康复训练以及自信心恢复。由于截瘫患者下肢没有力量，要让他们实现站起的动作就需要为他们的膝关节提供一定的力量。现有的外骨骼通常使用一个类似于悬臂梁一样的支撑板，让患者的膝盖顶在挡板上为站起的动作提供作用力。
[0003]现有的常规外骨骼膝关节支撑板有以下几个缺点:
1、不利于穿戴者独立使用外骨骼:现有的外骨骼膝关节支撑板都采用类似于悬臂梁的结构，不能打开。这样穿戴者在穿戴的时候，就必须在别人的帮助下将腿挪动到膝关节支撑版的下面，才能实现外骨骼的穿戴。
[0004]2、穿戴外骨骼行走过程中膝关节舒适性不够:现有的外骨骼膝关节支撑板与穿戴者膝关节接触的部分固定不变，而众所周知，人在行走的过程中膝关节相对于外部支撑板会产生相对的运动，这就会使得在某个运动范围内穿戴者膝关节与外骨骼膝关节支撑板之间的作用力过大，影响舒适性。
[0005]3、外骨骼与人体下肢之间的人机交互安全性低: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从设计之初就被重点考虑，但是现有的安全性考虑更多考虑的是外骨骼本身的安全性，对于人机交互的安全性考虑的较少。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种穿戴者独立穿戴方便、舒适性高和增强了外骨骼与人体下肢之间的人机交互安全的可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板。
[0007]本发明的目的通过以下技术方案来实现:一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，安装于外骨骼的膝部，包括膝关节挡板、自适应装置、打开/锁定装置和模块连接板，所述自适应装置包括膝关节挡板连接块、腔体连接块和自适应轴，膝关节挡板连接块的一侧与膝关节挡板连接，另一侧设有连接孔A，所述腔体连接块的侧壁上设有连接块B，自适应轴依次穿过连接孔A和连接孔B，并将膝关节挡板连接块和腔体连接块连接在一起，所述打开/锁定装置包括腔体、锁定销、锁定弹簧和锁定腔，所述腔体内沿其长度方向设有滑槽，锁定销滑动配合安装在该滑槽内，所述腔体连接块固定在腔体的一端，腔体连接块与锁定弹簧的一端固定连接，锁定弹簧的另一端与锁定销固接，所述锁定腔设置于腔体的另一端，锁定弹簧将锁定销压入锁定腔内，靠近锁定腔一侧的腔体与模块连接板铰接相连。
[0008]所述膝关节挡板为膝关节形状的弧形结构。
[0009]所述膝关节挡板上设有多组安装孔，根据穿戴者下肢外形尺寸的要求，将膝关节挡板连接块对应的安装孔连接。
[0010]所述膝关节挡板的两侧还设有安装绑带的长槽。
[0011]所述腔体的端部和所述模块连接板的端部分别设有铰接孔，转轴分别穿过腔体和模块连接板的铰接孔，并将腔体和模块连接板连接成一体。
[0012]本发明具有以下优点:
1、穿戴者独立穿戴方便，不用再依靠专门的帮助人员帮助穿戴者穿戴外骨骼，使得穿戴者的自?目心大大提尚。
[0013]2、膝关节舒适性大大提高，可转动的膝关节挡板设计能够有效的减少外骨骼运动过程中对人体膝关节的作用力。
[0014]3、增强了外骨骼与人体下肢之间的人机交互安全，通过减少外骨骼对人体下肢膝关节的作用力，能够有效的减少外骨骼对穿戴者膝关节造成伤害的风险。
【附图说明】
[0015]图1为本发明的结构示意图；
图2为膝关节挡板自适应装置的爆炸图；
图3为膝关节挡板的结构示意图；
图4为打开/锁定装置的结构示意图；
图5为自适应外骨骼膝关节支撑板的锁定状态的示意图；
图6为自适应外骨骼膝关节支撑板的打开状态的示意图；
图中:1-膝关节挡板，2-自适应装置，3-打开/锁定装置，4-模块连接板，5-膝关节挡板连接块，6-腔体连接块，7-自适应轴，8-腔体，9-锁定销，I O-锁定弹簧，11-锁定腔，12-转轴。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明做进一步的描述，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0017]如图1所示，一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，安装于外骨骼的膝部，包括膝关节挡板1、自适应装置2、打开/锁定装置3和模块连接板4，如图2所示，所述自适应装置2包括膝关节挡板连接块5、腔体连接块6和自适应轴7，膝关节挡板连接块5的一侧与膝关节挡板I连接，另一侧设有连接孔Α，所述腔体连接块6的侧壁上设有连接块B，自适应轴7依次穿过连接孔A和连接孔B，并将膝关节挡板连接块5和腔体连接块6连接在一起，如图4所示，所述打开/锁定装置3包括腔体8、锁定销9、锁定弹簧10和锁定腔11，所述腔体8内沿其长度方向设有滑槽，锁定销9滑动配合安装在该滑槽内，所述腔体连接块6固定在腔体8的一端，腔体连接块6与锁定弹簧10的一端固定连接，锁定弹簧10的另一端与锁定销9固接，所述锁定腔11设置于腔体8的另一端，锁定弹簧10将锁定销9压入锁定腔11内，实现膝关节支撑板的锁定功能，靠近锁定腔11 一侧的腔体8与模块连接板4铰接相连。
[0018]如图2所示，所述膝关节挡板I为膝关节形状的弧形结构，使得膝关节挡板I与人体膝关节更加贴合，提高该位置的舒适性。
[0019]所述膝关节挡板I上设有多组安装孔，根据穿戴者下肢外形尺寸的要求，将膝关节挡板连接块5对应的安装孔连接，可以根据不同的穿戴者选用不同的安装位置和模块连接板4配合调节，以达到符合穿戴者下肢外形尺寸的要求。
[0020]如图2所示，所述膝关节挡板I的两侧还设有安装绑带的长槽，在长槽内安装绑带，将膝关节挡板I牢固地固定在膝关节上。
[0021]如图5或图6所示，所述腔体8的端部和所述模块连接板4的端部分别设有铰接孔，转轴12分别穿过腔体8和模块连接板4的铰接孔，并将腔体8和模块连接板4连接成一体。
[0022]本发明的工作过程如下:首先需要根据穿戴者的不同调节膝关节挡板I以及膝关节支撑板模块的连接部分，使得膝关节支撑板模块能够很好的适合穿戴者的下肢尺寸;然后当穿戴者需要穿戴外骨骼进行训练的时候，将膝关节支撑板设置为如图6所示打开的状态;这时穿戴者可通过自身上肢的力量移动到外骨骼内部，将膝关节支撑板设置为如图5所示的锁定状态，再将膝关节以及其他部位的绑缚物绑紧;最后就可以按照事先设定的流程进行康复训练，膝关节挡板会根据穿戴者的运动状态调节至不同的位置。
【主权项】
1.一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，安装于外骨骼的膝部，其特征在于:包括膝关节挡板(I)、自适应装置(2)、打开/锁定装置(3)和模块连接板(4)，所述自适应装置(2)包括膝关节挡板连接块(5)、腔体连接块(6)和自适应轴(7)，膝关节挡板连接块(5)的一侧与膝关节挡板(I)连接，另一侧设有连接孔A，所述腔体连接块(6)的侧壁上设有连接块B，自适应轴(7)依次穿过连接孔A和连接孔B，并将膝关节挡板连接块(5)和腔体连接块(6)连接在一起，所述打开/锁定装置(3)包括腔体(8)、锁定销(9)、锁定弹簧(10)和锁定腔(11)，所述腔体(8)内沿其长度方向设有滑槽，锁定销(9)滑动配合安装在该滑槽内，所述腔体连接块(6 )固定在腔体(8 )的一端，腔体连接块(6 )与锁定弹簧(10 )的一端固定连接，锁定弹簧(10)的另一端与锁定销(9)固接，所述锁定腔(11)设置于腔体(8)的另一端，锁定弹簧(10)将锁定销(9)压入锁定腔(11)内，靠近锁定腔(11)一侧的腔体(8)与模块连接板(4)铰接相连。2.根据权利要求1所述一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，其特征在于:所述膝关节挡板(I)为膝关节形状的弧形结构。3.根据权利要求1或2所述一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，其特征在于:所述膝关节挡板(I)上设有多组安装孔，根据穿戴者下肢外形尺寸的要求，将膝关节挡板连接块(5)对应的安装孔连接。4.根据权利要求3所述一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，其特征在于:所述膝关节挡板(I)的两侧还设有安装绑带的长槽。5.根据权利要求1所述一种可解锁的自适应外骨骼膝关节支撑板，其特征在于:所述腔体(8)的端部和所述模块连接板(4)的端部分别设有铰接孔，转轴(12)分别穿过腔体(8)和模块连接板(4)的铰接孔，并将腔体(8)和模块连接板(4)连接成一体。
【文档编号】A61H3/00GK106074094SQ201610678414
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年8月17日 公开号201610678414.9, CN 106074094 A, CN 106074094A, CN 201610678414, CN-A-106074094, CN106074094 A, CN106074094A, CN201610678414, CN201610678414.9
【发明人】林西川, 邓清龙, 殷紫光, 邱静, 陈晔, 周呈科
【申请人】电子科技大学