一种拉力线限位装置及柔性外骨骼的制作方法

1.本发明主要涉及柔性外骨骼技术领域，具体涉及一种拉力线限位装置及柔性外骨骼。


背景技术：

2.目前的柔性外骨骼，利用电机驱动滚轮正反旋转收放线，线的另一头连接在人体膝关节的半月板位置，当电机收线时，就会帮助人体抬腿。而电机及控制都在腰部，此时就需要一根外管，一根连接在电机的卷绳滚轮的出线口，另一头则在腰前固定，动力线在外管内部。如图1所示，b点是半月板，a点是提线装置，也就是线容易摩擦的地方，c点是电机的位置，ac段是外管，内部包裹内线，内线在a点出来后连接到b点。
3.其中外管和内管可以理解是自行车变速线的内线外线，但是有所不同：自行车的刹车或者变速线在运动过程中，运动的量很小且频率不高；内线需要承受很大的力气，但是线的两端所连接的位置是限位的，内线在运动中摩擦是很小的。而柔性外骨骼上不行，每一次收线就是一次抬腿，而一个人每天需要行走多次，每一次收线放线都会造成线摩擦，很容易导致线被磨断，而且人在走路的时候，腿不会迈的很直，上下抬腿，左右转弯都会对线造成摩擦；即使出线口做了光滑的结构，但是在高频率高压力的摩擦下，线总是很容易断裂；另外经常摩擦的一段是位于内线于出线口的一段，此段经常摩擦，从而也会导致断线频率高，严重影响了产品的使用寿命。


技术实现要素：

4.本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的问题，本发明提供一种结构简单、成本低、防止内线摩擦损坏的拉力线限位装置及柔性外骨骼。
5.为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种拉力线限位装置，包括凹轮和平轮，所述凹轮包括凹轮本体和设于所述凹轮本体外周面的环槽，所述凹轮安装于外管的出线口位置，且环槽与从外管直伸出来的内线相切，所述平轮安装于所述凹轮远离于外管出线口一侧，用于胀紧内线以将所述内线压紧在与所述环槽相切的位置。
6.作为上述技术方案的进一步改进：所述环槽的宽度小于或等于外管的内腔直径。
7.所述环槽的底部与内线相切，所述平轮的顶部高于所述环槽的底部。
8.所述平轮的顶部低于环槽的顶部。
9.所述环槽的顶部与内线相切，所述平轮的底部低于所述环槽的顶部。
10.所述平轮的底部高于所述环槽的底部。
11.所述平轮紧靠于所述凹轮，且平轮外周面与凹轮的外周面之间的间隙小于内线的直径。
12.本发明还公开了一种柔性外骨骼，包括外管、位于外管内的内线以及如上所述的
拉力线限位装置。
13.作为上述技术方案的进一步改进：所述外管出线口的切面均呈圆弧过渡状。
14.与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明的拉力线限位装置，内线在伸缩的时候凹轮和平轮均会滚动，使得内线不会与凹轮或平轮有滑动摩擦，从而保证内线不会摩擦损坏；由于凹轮设置有环槽，可以对内线左右方向进行限位来防止其碰到外管出线口或外壳而摩擦损坏；进一步地，通过平轮的涨紧作用使得内线贴紧凹轮的环槽中部，也能进一步限制内线左右摇摆；另外上述凹轮靠近出线口的一侧，能够保证凹轮限位的可靠性；上述整体结构可以承受高频率的高压力，能够实现内线四个方向（上下左右）的自由度，而且相对于常规通过四个平轮进行上下左右限位的结构，其结构简单且成本低。另外本发明通过对平轮位置的调整，不会对内线产生损伤，也不会影响力的传输。
附图说明
15.图1为现有技术中的柔性外骨骼结构示意图。
16.图2为本发明的限位装置在实施例的立体结构图。
17.图3为本发明的限位装置在实施例的俯视结构图。
18.图4为本发明的限位装置在实施例的剖视结构图。
19.图例说明：1、外壳；2、外管；3、内线；4、凹轮；401、凹轮本体；402、环槽；5、平轮。
具体实施方式
20.以下结合说明书附图和具体实施例对本发明作进一步描述。
21.如图2～4所示，本发明实施例提供了一种拉力线限位装置，用于线驱动医疗设备中（如柔性外骨骼等），拉力线限位装置具体结构包括凹轮4和平轮5，凹轮4包括凹轮本体401和设于凹轮本体401外周面的环槽402，凹轮4安装于外管2的出线口位置，平轮5安装于凹轮4远离于出线口的一侧，从外管2直伸出来的内线3先与环槽402的外周面相切后，再弯折后绕过平轮5，通过平轮5的胀紧使得内线3压紧在与环槽402相切的位置。
22.具体地，其中外管2固定在外壳1上，内线3从外管2出来后，从凹轮4绕过后再从平轮5上绕过，其中内线3在伸缩的时候凹轮4和平轮5均会滚动（凹轮4和平轮5均为滚轮），使得内线3不会与凹轮4或平轮5有滑动摩擦，进而保证内线3不会摩擦损坏；由于凹轮4设置有环槽402，可以对内线3左右方向进行限位来防止其碰到外壳1而摩擦损坏；进一步地，通过平轮5的涨紧作用使得内线3贴紧凹轮4的环槽402中部，也能限制内线3左右摇摆；另外上述凹轮4靠近出线口的一侧，能够保证凹轮4限位的可靠性；另外，上述凹轮4与平轮5中间形成内线3的外壳1出线口（内线3从此出引口伸出外壳1），通过上述凹轮4与平轮5的配合，也能保证内线3不会与外壳1有接触，进一步保护内线3不会摩擦而损坏；上述整体结构可以承受高频率的高压力，能够实现内线3四个方向（上下左右）的自由度，而且相对于常规通过四个平轮5进行上下左右限位的结构，其结构简单且成本低。
23.如图4所示，在一具体实施例中，凹轮4位于内线3的上方，其环槽402底部与内线3
相切，平轮5则位于内线3的下方。其中平轮5的位置除了不能与凹轮4有干涉以外，高度也有要求。如果平轮5高度过高，一方面会使得内线3的弯折角度变大，会对内线3产生损伤；另外一方面会使得内线3与凹轮4的环槽402贴紧的部分过多（长度过长），增加摩擦力，也会影响力的传输。故综合考虑，平轮5的合适位置为：平轮5的顶部高于环槽402的底部且低于环槽402的顶部。通过上述平轮5位置的合理设置，不会对内线3产生损伤，也不会影响力的传输。
24.当然，在其它实施例中，也可以根据实际情况将凹轮4设于内线3的下方，其环槽402顶部与内线3相切，平轮5则位于内线3的上方，其中此时平轮5的合适位置为：平轮5的底部低于环槽402的顶部且高于环槽402的底部，同样不会对内线3产生损伤，也不会影响力的传输。
25.在一具体实施例中，平轮5紧靠于凹轮4，且平轮5外周面与凹轮4的外周面之间的间隙小于内线3的直径，可以防止内线3从凹轮4与平轮5之间的间隙中脱出。另外，环槽402的宽度小于或等于外管2的内腔直径，从而保证内线3不会与外管2的出线口存在摩擦。
26.本发明实施例还公开了一种柔性外骨骼，包括外壳1、拉力线和如上所述的拉力线限位装置，其中拉力线包括外管2以及位于外管2内的内线3，外管2固定外壳1上，上述的限位装置则安装于外管2的出线口位置处。本发明的柔性外骨骼包括如上所述的限位装置，同样具有结构简单、设计巧妙、成本低、防止内线摩擦损坏、限位可靠性高等优点。
27.在一具体实施例中，上述外管2出线口的切面均为圆弧过渡结构（图中未示出），从而进一步保证内线3即使与外管2出线口接触时也不会有较大的影响，保证内线3工作的可靠性。
28.如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
29.以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。