一种机械腿的腿部伸缩结构的制作方法

本实用新型属于医疗设备领域，尤其涉及一种机械腿的腿部伸缩结构。

背景技术：

人口老龄化已逐渐成为全球范围内的趋势，在老年人中，脑血管和神经系统疾病会导致下肢功能障碍。患者们除了影响日常生活，同时承受极大的心理创伤，严重影响患者的身心健康，因此，如何最大程度地恢复患者的运动能力是临床康复治疗的一项重要内容。

国外早已展开对下肢康复设备的研究，到目前为止已经研发出了较为成熟的产品。Lokomat是瑞士工程师杰里·科伦坡发明的下肢康复设备，也是世界上第一台下肢康复医用设备，用来为下肢瘫痪患者提供康复训练。它主要由下肢外骨骼、减重人体自重的支撑系统和皮带运动台组成，运用减压平板治疗法，使患者的步态与正常行走的步态逐渐匹配。

国内下肢康复设备起步较晚，现有代表性的类似产品主要由固定髋部和双下肢的外骨骼式矫正器、减重系统和医用跑台组成。髋关节和膝关节的活动范围、步态偏移量、双下肢的引导力和运动速度等参数通过计算机实时控制。治疗师需要全面了解下肢康复机器人训练与评估系统，并根据病人的运动功能情况不断地调整训练参数。

目前，现有的下肢康复设备的机械腿无法实现长度的调节，无法根据不同腿长的患者进行机械腿长度的调节，患者使用较为不便。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种机械腿的腿部伸缩结构，旨在解决现有技术中的下肢康复设备的机械腿无法实现长度调节的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型是这样实现的，一种机械腿的腿部伸缩结构，其特征在于，包括大腿、小腿、脚部以及至少一个伸缩动力组件，所述小腿的顶部绕垂直于所述小腿侧面的方向可转动地安装在所述大腿的底部，所述脚部绕垂直于所述小腿侧面的方向可转动地安装在所述小腿的底部；所述伸缩动力组件安装在所述大腿或小腿的一侧，并相应地带动所述大腿或小腿伸长或缩短。

进一步地，所述腿部伸缩结构包括第一伸缩动力组件和第二伸缩动力组件，所述大腿包括上大腿板、下大腿板和第一导轨板，所述小腿包括上小腿板、下小腿板和第二导轨板；所述上大腿板和下大腿板均沿竖直方向可移动地安装在所述第一导轨板上，所述上小腿板和下小腿板均沿竖直方向可移动地安装在所述第二导轨板上，且所述上小腿板绕垂直于所述小腿侧面的方向可转动地安装在所述下大腿板上，所述脚部绕垂直于所述小腿侧面的方向可转动地安装在所述下小腿板上；所述第一伸缩动力组件安装在所述大腿的一侧，且所述第一伸缩动力组件的动力输出端与所述上大腿板或下大腿板连接，所述第一伸缩动力组件带动所述上大腿板与下大腿板相互靠近或相互远离；所述第二伸缩动力组件安装在所述小腿的一侧，且所述第二伸缩动力组件的动力输出端与所述上小腿板和下小腿板连接，所述第二伸缩动力组件带动所述上小腿板与下小腿板相互靠近或相互远离。

进一步地，所述第一伸缩动力组件包括第一旋转电机、第一丝杆和第一丝母，所述第一旋转电机安装在所述第一导轨板上，所述第一丝杆与第一旋转电机的动力输出端传动连接，所述第一丝母旋接在所述第一丝杆上，且所述第一丝母固定在所述下大腿板上；所述第一旋转电机带动所述第一丝杆转动，所述第一丝杆的转动带动所述丝母和下大腿板沿竖直方向上下移动。

进一步地，所述腿部伸缩结构还包括用于检测第一旋转电机转动角度的第一旋转编码器，所述第一旋转编码器安装在所述第一导轨板上，且所述第一旋转编码器与所述第一旋转电机传动连接。

进一步地，所述第二伸缩动力组件包括第二旋转电机、第二丝杆和两个第二丝母，所述第二丝杆与第二旋转电机的动力输出端传动连接，且所述第二丝杆的两端具有反向螺纹；所述两个第二丝母分别旋接在所述第二丝杆的两端，且所述两个第二丝母分别与所述上小腿板和下小腿板固定连接，所述第二旋转电机带动所述第二丝杆转动，所述第二丝杆的转动带动所述第二丝杆两端的两个第二丝母相互靠近或相互远离，所述上小腿板与下小腿板相应地相互靠近或相互远离。

进一步地，所述腿部伸缩结构还包括用于检测第二旋转电机转动角度的第二旋转编码器，所述第二旋转编码器安装在所述第二导轨板上，且所述第二旋转编码器与所述第二旋转电机传动连接。

进一步地，所述腿部伸缩结构还包括第一旋转动力组件、第二旋转动力组件和第三旋转动力组件，所述第一旋转动力组件固定在所述大腿的一侧，且所述第一旋转动力组件的动力输出端与所述大腿的顶部传动连接，所述第一旋转动力组件带动所述大腿的顶部绕垂直于所述大腿侧面的方向转动；所述第二旋转动力组件固定在所述大腿的一侧，且所述第二旋转动力组件的动力输出端与所述小腿的顶部传动连接，所述第二旋转动力组件带动所述小腿的顶部绕垂直于所述小腿侧面的方向转动；所述第三旋转动力组件固定在所述小腿的一侧，且所述第三旋转动力组件的动力输出端与所述脚部传动连接，所述第三旋转动力组件带动所述脚部绕垂直于所述小腿侧面的方向转动。

进一步地，所述第一旋转动力组件、第二旋转动力组件和第三旋转动力组件的结构相同，均包括第三旋转电机、固定板、齿轮盘、锥齿轮以及连接件，所述固定板与大腿或小腿固定连接，所述齿轮盘可转动地安装在所述固定板上，所述锥齿轮安装在第三旋转电机的动力输出端上，并与所述齿轮盘相啮合，所述连接件可相对转动地安装在所述齿轮盘上，所述第三旋转电机带动所述锥齿轮转动，所述锥齿轮带动所述齿轮盘相对于连接件转动。

进一步地，所述第一旋转动力组件、第二旋转动力组件和第三旋转动力组件上均设有用于检测第三旋转电机转动角度的第三旋转编码器，所述第三旋转编码器与所述第三旋转电机传动连接。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：本实用新型的一种腿部伸缩结构，其包括大腿、小腿、脚部以及至少一个伸缩动力组件。该伸缩结构在实现胯关节、膝关节和脚关节的扭动的同时，利用所述伸缩动力组件可使得大腿或小腿能够伸长或缩短，从而适应不同腿长的患者，提高了患者的用户体验。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种腿部伸缩结构的整体结构示意图；

图2是图1的分解结构示意图；

图3是图2中大腿的分解结构示意图；

图4是图2中小腿的分解结构示意图；

图5是图2中旋转动力组件的分解结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1和图2所示，为本实用新型实施例提供的一种腿部伸缩结构100，其包括大腿1、小腿2、脚部3以及至少一个伸缩动力组件。

所述小腿2的顶部绕垂直于所述小腿2侧面的方向可转动地安装在所述大腿1的底部，所述脚部3绕垂直于所述小腿2侧面的方向可转动地安装在所述小腿2的底部。在本实用新型实施例中，所述腿部伸缩结构100包括第一伸缩动力组件4和第二伸缩动力组件5，所述第一伸缩动力组件4安装在所述大腿1的一侧，并相应地带动所述大腿1伸长或缩短；所述第二伸缩动力组件5安装在所述小腿2的一侧，并相应地带动所述小腿2伸长或缩短。

具体地，参照图3，所述大腿1包括上大腿板11、下大腿板12和第一导轨板13，所述上大腿板11和下大腿板12均沿竖直方向可移动地安装在所述第一导轨板13上。所述第一伸缩动力组件4安装在所述大腿1的一侧，且所述第一伸缩动力组件4的动力输出端与所述上大腿板11或下大腿板12连接，所述第一伸缩动力组件4带动所述上大腿板11与下大腿板12相互靠近或相互远离，从而调节所述大腿1的长短。

在上述实施例中，所述第一伸缩动力组件4包括第一旋转电机41、第一丝杆42和第一丝母43。所述第一旋转电机41安装在所述第一导轨板13上，所述第一丝杆42与第一旋转电机41的动力输出端传动连接，所述第一丝母43旋接在所述第一丝杆42上，且所述第一丝母43固定在所述下大腿板12上。具体运动时，所述第一旋转电机41带动所述第一丝杆42转动，所述第一丝杆42的转动带动所述丝母43和下大腿板12沿竖直方向上下移动，从而使得下大腿板12与上大腿板11相互靠近或远离。

所述腿部伸缩结构100还包括第一旋转编码器6，所述第一旋转编码器6安装在所述第一导轨板13上，且所述第一旋转编码器6与所述第一旋转电机41传动连接，用于检测第一旋转电机41的转动角度，从而能够确定所述大腿1伸长或缩短的距离。

参照图4，所述小腿2包括上小腿板21、下小腿板22和第二导轨板23。所述上小腿板21和下小腿板22均沿竖直方向可移动地安装在所述第二导轨板23上，且所述上小腿板21绕垂直于所述小腿2侧面的方向可转动地安装在所述下大腿板12上，所述脚部3绕垂直于所述小腿2侧面的方向可转动地安装在所述下小腿板22上。所述第二伸缩动力组件5安装在所述小腿2的一侧，且所述第二伸缩动力组件5的动力输出端与所述上小腿板21和下小腿板22连接，所述第二伸缩动力组件5带动所述上小腿板21与下小腿板22相互靠近或相互远离，从而调节所述小腿2的长短。

在上述实施例中，所述第二伸缩动力组件5包括第二旋转电机51、第二丝杆52和两个第二丝母(未图示)。所述第二丝杆52与第二旋转电机51的动力输出端传动连接，且所述第二丝杆52的两端具有反向螺纹。所述两个第二丝母分别旋接在所述第二丝杆52的两端，且所述两个第二丝母分别与所述上小腿板21和下小腿板22固定连接。所述第二旋转电机51带动所述第二丝杆52转动，所述第二丝杆52的转动带动所述第二丝杆52两端的两个第二丝母相互靠近或相互远离，所述上小腿板21与下小腿板22相应地相互靠近或相互远离。

所述腿部伸缩结构100还包括第二旋转编码器7，所述第二旋转编码器7安装在所述第二导轨板23上，且所述第二旋转编码器7与所述第二旋转电机51传动连接，用于检测第二旋转电机51的转动角度，从而能够确定所述小腿2伸长或缩短的距离。

参照图1，所述腿部伸缩结构100还包括第一旋转动力组件8、第二旋转动力组件9和第三旋转动力组件10。所述第一旋转动力组件8、第二旋转动力组件9和第三旋转动力组件10的结构相同，所述第一旋转动力组件8固定在所述大腿1的一侧，且所述第一旋转动力组件8的动力输出端与所述大腿1的顶部传动连接，所述第一旋转动力组件8带动所述大腿1的顶部绕垂直于所述大腿1侧面的方向转动，以实现胯关节的活动。所述第二旋转动力组件9固定在所述大腿1的一侧，且所述第二旋转动力组件9的动力输出端与所述小腿2的顶部传动连接，所述第二旋转动力组件9带动所述小腿2的顶部绕垂直于所述小腿2侧面的方向转动，以实现膝关节的活动。所述第三旋转动力组件10固定在所述小腿2的一侧，且所述第三旋转动力组件10的动力输出端与所述脚部3传动连接，所述第三旋转动力组件10带动所述脚部3绕垂直于所述小腿2侧面的方向转动，以实现脚关节的活动。

参照图5，所述第一旋转动力组件8包括第三旋转电机81、固定板82、齿轮盘83、锥齿轮84以及连接件85，所述固定板82与大腿1固定连接，所述齿轮盘83可转动地安装在所述固定板82上，所述锥齿轮84安装在第三旋转电机81的动力输出端上，并与所述齿轮盘83相啮合，所述连接件85可相对转动地安装在所述齿轮盘83上。所述第三旋转电机81带动所述锥齿轮84转动，所述锥齿轮84带动所述齿轮盘83相对于连接件85转动。所述连接件85用于与机器人(未图示)的胯部固定连接，从而实现机器人与大腿1的连接；所述第二旋转动力组件9的连接件连接在大腿与小腿之间，从而实现大腿1与小腿2的连接；所述第三旋转动力组件10的连接件连接在小腿2与脚部3之间，从而实现小腿2与脚部3的连接。

在上述实施例中，所述第一旋转动力组件8、第二旋转动力组件9和第三旋转动力组件10上均设有用于检测转动角度的第三旋转编码器20，通过所述第三旋转编码器20确定每个关节的转动角度。

综上所述，本实用新型实施例提供的一种腿部伸缩结构100，其在实现大腿1、小腿2和脚部3的胯关节、膝关节和脚关节的扭动的同时，利用所述伸缩动力组件4和5分别实现大腿和小腿的伸长或缩短，从而适应不同腿长的患者，提高了患者的用户体验。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。