[实用新型]一体化智能电动肘关节

说明书

本实用新型涉及一种一体化智能电动肘关节，此关节的驱动结构和假臂微处理器控制电路都安装在肘关节箱体内部，箱体上端装有薄型可自锁被动上臂旋转器，与肘关节轴平行安装的微电机前级减速器有二级减速，减小了肘后级减速器的减速比，使肘关节缩短，此肘关节具有肘关节旋转传感器，向控制电路输入肘关节旋转位置信号，使此电动肘关节可按控制指令，适时伸肘或屈肘到指定角度，此电动肘关节可安装在假肢的上臂或前臂。

技术领域

本发明涉及假肢技术领域，特别涉及电动假肢的肘关节。

背景技术

由于工伤、交通事故、战争、自然灾害和先天性缺陷等各种因素，不可避免产生数量不少的上肢缺失者，其中有一部分是肘离断或上臂截肢患者。假肢技术经过长期的发展，具有电动肘关节的肌电控制上臂假肢已广泛使用，但现有电动肘关节、控制电路、上臂被动旋转器三个部件分别占据假肢空间，给上臂长残肢安装假肢带来困难。现有上臂电动假肢也没有传感器反馈肘关节旋轴位置，这种开环式控制方式达不到较好的控制准确性。为克服以上几点现有技术的不足，需要研制新型电动肘关节。

发明内容

此关节驱动结构和假臂控制电路都安装在肘关节箱体内部，箱体上端装有薄型可自锁被动上臂旋转器。为了缩短肘关节长度，微电机驱动器与肘关节轴平行安装。安装在微电机驱动器壳体内前级减速器有二级减速，使后级减速器的减速比减小，从而减小后级减速器的长度。前级减速第一级是用磨擦传动的行星轮减速器，第二级是齿轮行星轮减速器。后级减速器也有两级，驱动器输出齿轮与大齿轮啮合形成后级的第一级减速，此级减速器嵌入箱体壁内，留出微电机驱动器壳体两边的空间，在箱体内减速器以外的空间安放假臂控制电路盒，假臂智能控制电路装在盒内。与大齿轮同轴固定在一起的小齿轮，与装在肘关节轴上的齿轮啮合，构成后级第二级减速。

肘关节的传感器安装在箱体内肘关节轴旁边，由肘关节轴上的另一个齿轮与安装在传感器拔动轴上的齿轮啮合，使传感器检测到肘关节旋转角度。

薄型可自锁被动上臂旋器，省去了下连接环，旋转器底部直接安装在肘关节箱体顶部，可从箱体顶部取下，安装电路盒。上连接环上有自锁齿轮，此被动旋转器外壁有按钮，可释放嵌入自锁齿轮的销子，然后可旋转上臂假肢。松开按钮，销子靠弹簧嵌入齿轮，锁住上臂被动转旋器，按钮的尾部就是此销子。

箱体在肘关节轴两端穿出处，有下凹腔，内装发条弹簧。发条弹簧内端固定在肘关节轴上，外端固定在箱体上，电动伸肘时，弹簧被卷紧储能，电动屈肘时，弹簧释放助力。

无传感器的电动肘关节，只具有伸肘和屈肘到极限位置时，由微动开关限位的功能：在箱体内的肘关节轴上两边装有凸轮，凸轮随肘关节轴旋转到设定位置时，凸轮接触到固定在箱体上的微动开关，产生限位电信号，一个微动开关产生屈肘限位控制信号，另一个微动开关产生伸肘限位控制信号。当有限位信号时，控制电路切断微电机电源，使肘关节限位。

附图说明

图1：一体化智能电动肘关节的结构原理图。

图2：一体化电动肘关节的结构原理图。

图3：电路盒的位置示意图。

图中标号说明如下：

1 薄型可自锁被动上臂旋转器

2 按钮

3 弹簧

4 弹簧座

5 电机压盖圈

6 微电机驱动器

7 微电机驱动器壳体

8 小齿轮

9 发条弹簧

10 凸轮