一种用于偏移旋转运动的结构的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械结构及机器人技术，尤其涉及一种用于偏移旋转运动的结构。
[0002]
【背景技术】
[0003]外骨骼式机器人是一种能够穿戴于人体，辅助或扩展人体运动能力的机电装置。外骨骼式机器人的应用范围是非常广泛的，包括远程操控、人体机能增强、人体机能补偿以及肢体康复训练。
[0004]在穿戴式外骨骼机器人设计中，机械关节运动轴与人体关节运动轴的匹配性是非常重要的。失配时，穿戴式外骨骼机器人就会在患者关节连接处产生非预期的作用力。这不仅会造成关节疼痛，对使用者造成损伤，同时也会限制使用者肢体的运动空间，降低康复训练的效果。以人体肩关节内/外旋运动为例，该运动的旋转轴位于上臂的内部。为了使得机械关节运动轴与人体肩关节内/外旋的旋转轴尽可能的相匹配，在许多现有的穿戴式外骨骼机器人设计中，使用了一种圆弧形的导轨组件来实现。这种设计将人体手臂包裹、固定在圆弧内，并通过驱动部件控制手臂在导轨上运动，实现带动人体肩关节内旋/外旋的运动功能。但是这种设计是的整个组件体积比较大，零部件较为分散，模块化难度大。同理，前臂内夕卜/旋的设计也是如此。
[0005]
【发明内容】
[0006]本发明的目的:提供一种用于偏移旋转运动的结构，可用于穿戴式外骨骼机器人，将机械关节的旋转运动中心偏移至使用者的肢体内部，与使用者肢体旋转运动的轴线重入口 ο
[0007]为了实现上述目的，本发明的技术方案是:
一种用于偏移旋转运动的结构，包括第一旋转臂、第二旋转臂，第一 Y形连杆、第二 Y形连杆、固定臂、旋转臂、固定套位置调节件及肢体固定套;所述的固定臂与所述的第一旋转臂连接形成第一旋转轴，所述的固定臂与所述的第二旋转臂连接形成第二旋转轴;所述的第一旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第三旋转轴，所述的第一旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第四旋转轴;所述的第二旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第五旋转轴，所述的第二旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第六旋转;所述的旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第七旋转轴，所述的旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第八旋转轴;所述的肢体固定套通过所述的固定套位置调节件设置在所述的旋转臂上，所述固定臂作为人体关节内/外旋运动中固定不动的部件。
[0008]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第一旋转轴、第二旋转轴、第四旋转轴及第六旋转轴共同组成了第一平行四边形结构的四条转轴。
[0009]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第一平行四边形结构的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为A、B、C、D。
[0010]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第三旋转轴、第四旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴共同组成了第二平行四边形结构的四条转轴。
[0011]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第二平行四边形结构的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为C、D、G、H。
[0012]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴共同组成了第三平行四边形结构的四条转轴。
[0013]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的第三平行四边形的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为E、F、G、H。
[0014]上述的用于偏移旋转运动的结构，其中，所述的调节肢体固定套通过所述的固定套位置调节件调节与关节旋转轴的距离，保持所述的关节旋转轴与人体关节内外/旋轴线重合。
[0015]本发明以一种旋转运动偏移机构实现了人体关节的内/外旋运动，减小了传统的以圆弧形导轨实现方式带来的体积大、模块化程度低的问题。
[0016]
【附图说明】
[0017]图1是本发明一种用于偏移旋转运动的结构示意图。
[0018]图2是本发明一种用于偏移旋转运动的结构的旋转后的状态示意图。
[0019]
【具体实施方式】
[0020]以下结合附图进一步说明本发明的实施例。
[0021]请参见附图1及附图2所示，一种用于偏移旋转运动的结构，包括第一旋转臂101、第二旋转臂102，第一 Y形连杆103、第二 Y形连杆104、固定臂105、旋转臂106、固定套位置调节件107及肢体固定套108;所述的固定臂105与所述的第一旋转臂101连接形成第一旋转轴100A，所述的固定臂105与所述的第二旋转臂102连接形成第二旋转轴100B;所述的第一旋转臂101与所述的第一 Y形连杆103连接形成第三旋转轴100C，所述的第一旋转臂101与所述的第二 Y形连杆104连接形成第四旋转轴100D;所述的第二旋转臂102与所述的第一 Y形连杆103连接形成第五旋转轴100E，所述的第二旋转臂102与所述的第二 Y形连杆104连接形成第六旋转100F;所述的旋转臂106与所述的第一 Y形连杆103连接形成第七旋转轴100G，所述的旋转臂106与所述的第二 Y形连杆104连接形成第八旋转轴100H;所述的肢体固定套108通过所述的固定套位置调节件107设置在所述的旋转臂106上，所述固定臂105作为人体关节内/外旋运动中固定不动的部件。
[0022]所述的第一旋转轴100A、第二旋转轴100B、第四旋转轴100D及第六旋转轴100F共同组成了第一平行四边形结构1lP的四条转轴。
[0023]所述的第一平行四边形结构1lP的四条转轴分别与所述的第一旋转臂101及第二旋转臂102所在的平面相交，交点分别为A、B、C、D。
[0024]所述的第三旋转轴100C、第四旋转轴100D、第七旋转轴100G及第八旋转轴100H共同组成了第二平行四边形结构102P的四条转轴。
[0025]所述的第二平行四边形结构102P的四条转轴分别与所述的第一旋转臂101及第二旋转臂102所在的平面相交，交点分别为C、D、G、H。
[0026]所述的第五旋转轴100E、第六旋转轴100F、第七旋转轴100G及第八旋转轴100H共同组成了第三平行四边形结构103P的四条转轴。
[0027]所述的第三平行四边形103P的四条转轴分别与所述的第一旋转臂101及第二旋转臂102所在的平面相交，交点分别为E、F、G、H。
[0028]所述的调节肢体固定套108通过所述的固定套位置调节件107调节与关节旋转轴1000C的距离，使得旋转运动适合不同粗细的肢体，保持所述的关节旋转轴1000C与人体关节内外/旋轴线重合。
[0029]当第一旋转臂101绕第一旋转轴100A旋转时，在第一平行四边形结构1lP中，边⑶将绕着第一旋转轴100A旋转，根据平行四边形的固有机械原理，边EF也将绕着第二旋轴做同样的旋转。由于边GH既是第二平四边形结构102P中边CD的对边，也是第三平行四边形结构103P中边EF的对边，所以边GH将绕一固定的转轴旋转，且该转轴与第八旋转轴100H的距离等于边AC的长度，也等于边BE的长度，该长度是固定的。所以可将该转轴作为关节旋转轴1000C，作为驱动人体关节内旋/外旋运动的轴线。
[0030]综上所述，本发明以一种旋转运动偏移机构实现了人体关节的内/外旋运动，减小了传统的以圆弧形导轨实现方式带来的体积大、模块化程度低的问题。
[0031]以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:包括第一旋转臂、第二旋转臂，第一 Y形连杆、第二 Y形连杆、固定臂、旋转臂、固定套位置调节件及肢体固定套;所述的固定臂与所述的第一旋转臂连接形成第一旋转轴，所述的固定臂与所述的第二旋转臂连接形成第二旋转轴;所述的第一旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第三旋转轴，所述的第一旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第四旋转轴;所述的第二旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第五旋转轴，所述的第二旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第六旋转;所述的旋转臂与所述的第一 Y形连杆连接形成第七旋转轴，所述的旋转臂与所述的第二 Y形连杆连接形成第八旋转轴;所述的肢体固定套通过所述的固定套位置调节件设置在所述的旋转臂上，所述固定臂作为人体关节内/外旋运动中固定不动的部件。2.根据权利要求1所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第一旋转轴、第二旋转轴、第四旋转轴及第六旋转轴共同组成了第一平行四边形结构的四条转轴。3.根据权利要求2所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第一平行四边形结构的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为A、B、C、D。4.根据权利要求1所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第三旋转轴、第四旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴共同组成了第二平行四边形结构的四条转轴。5.根据权利要求4所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第二平行四边形结构的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为C、D、G、H06.根据权利要求1所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第五旋转轴、第六旋转轴、第七旋转轴及第八旋转轴共同组成了第三平行四边形结构的四条转轴。7.根据权利要求6所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的第三平行四边形的四条转轴分别与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交，交点分别为E、F、G、H。8.根据权利要求1所述的用于偏移旋转运动的结构，其特征在于:所述的调节肢体固定套通过所述的固定套位置调节件调节与关节旋转轴的距离，保持所述的关节旋转轴与人体关节内外/旋轴线重合。
【专利摘要】本发明公开了一种用于偏移旋转运动的结构，包括第一旋转臂、第二旋转臂，第一Y形连杆、第二Y形连杆、固定臂、旋转臂、固定套位置调节件及肢体固定套；固定臂与第一旋转臂连接形成第一旋转轴，与第二旋转臂连接形成第二旋转轴；第一旋转臂与第一Y形连杆连接形成第三旋转轴，与第二Y形连杆连接形成第四旋转轴；第二旋转臂与第一Y形连杆连接形成第五旋转轴，与第二Y形连杆连接形成第六旋转；旋转臂与第一Y形连杆连接形成第七旋转轴，与第二Y形连杆连接形成第八旋转轴；肢体固定套通过固定套位置调节件设在旋转臂上。本发明实现了人体关节的内/外旋运动，减小了传统的以圆弧形导轨实现方式带来的体积大、模块化程度低的问题。
【IPC分类】B25J19/00, B25J9/00
【公开号】CN105583812
【申请号】CN201610158387
【发明人】简卓, 王道雨, 李继才, 李彬彬, 卢美铭
【申请人】上海卓道医疗科技有限公司
【公开日】2016年5月18日
【申请日】2016年3月21日