[发明专利]一种基于连杆驱动的膝关节外骨骼机构

说明书

本发明提供一种基于连杆驱动的膝关节外骨骼机构，包括大腿支撑杆、小腿支撑杆、关节装置、连杆机构和驱动机构，所述大腿支撑杆和所述小腿支撑杆之间设置所述关节装置；所述连杆机构包括彼此连接的摇杆和连杆，所述摇杆的另一端连接所述驱动机构，所述连杆的另一端连接所述小腿支撑杆；所述驱动机构与所述大腿支撑杆连接，所述驱动机构包括电机和与所述电机相连接的谐波减速器，所述谐波减速器的另一端与所述摇杆连接。本发明具有结构简单、仿生性较强且兼具齿形传动精度高的特点，同时，其质量轻便且制造成本较低，可以很好地辅助下肢中风患者，并为运动困难的老年人提供助力。

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种基于连杆驱动的膝关节外骨骼机构。

背景技术

世界范围内，有着大量不同程度的下肢运动障碍患者，由于下肢运动能力受损，其生活质量在较大程度上受到影响。此外，随着日益加剧的人口老龄化，世界各国每年都需要花费巨大的物力和财力，以维持老年人的正常起居。

目前，现有外骨骼的膝关节多采用单中心的旋转运动来仿人体膝关节的运动形态，而据人体解剖学研究表明，人体膝关节是一个滑车球状关节，在运动时，通常表现出瞬时转动中心的滑移，即多中心的旋转运动。因此，现有外骨骼仿生能力并不强，此外，大多数的体积和质量较大，严重的影响了患者穿戴的舒适度和其对穿戴者的运动辅助功效。因此，有必要对膝关节外骨骼假肢进一步改进和完善，以提高患者的舒适度和适应性。

发明内容

本发明以辅助下肢中风患者、为运动困难的老年人提供助力、解决人口老龄化带来的部分消极影响为目的，提供一种基于连杆驱动的膝关节外骨骼机构，可有效解决现有技术存在的诸多问题。本发明的技术方案为：

一种基于连杆驱动的膝关节外骨骼机构，包括大腿支撑杆、小腿支撑杆、关节装置、连杆机构和驱动机构，所述大腿支撑杆和所述小腿支撑杆之间设置所述关节装置；所述连杆机构包括彼此连接的摇杆和连杆，所述摇杆的另一端连接所述驱动机构，所述连杆的另一端连接所述小腿支撑杆；所述驱动机构与所述大腿支撑杆连接，所述驱动机构包括电机和与所述电机相连接的谐波减速器，所述谐波减速器的另一端与所述摇杆连接。

进一步地，所述关节装置包括相互啮合的大腿齿形关节件和小腿齿形关节件，所述大腿齿形关节件和所述小腿齿形关节件通过连接件一连接，并且两者均可绕着所述连接件一转动。

进一步地，所述连接件一具体为带销轴的连接块一、与所述连接块一相扣合的连接块二以及销轴螺帽。

进一步地，所述关节装置和所述小腿支撑杆之间通过连接件二连接。

进一步地，所述连杆的另一端连接所述连接件二。

进一步地，所述驱动机构还包括连接件三，所述连接件三设置在所述电机的电机座和所述减速器之间，所述连接件三与所述大腿支撑杆连接。

本发明的有益效果在于：本发明具有结构简单、仿生性较强且兼具齿形传动精度高的特点，同时，其质量轻便且制造成本较低，可以很好地辅助下肢中风患者，并为运动困难的老年人提供助力。

附图说明

图1为本发明的一种结构示意图，其中图1-1为斜视图，图1-2为侧视图；

图2为图1的结构拆分示意图；

图3本发明的关节装置的结构示意图；

图4为图3的结构拆分示意图；

图5为图3中大腿齿形关节件和小腿齿形关节件的啮合运动过程示意图，图5-1为大腿齿形关节件和小腿齿形关节件同时转动，图5-2为大腿齿形关节件固定而小腿齿形关节件转动；

图6为本发明的驱动机构的结构示意图；

图7为图6的结构拆分示意图；