[发明专利]一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置

权利要求书

1.一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：包括动力补偿机构(1)、导向轮(2)、钢丝绳(3)、力矩自适应调节机构(4)、负载机械手臂(5)和机架(6)；

所述动力补偿机构(1)可在重力的作用下沿机架(6)上下滑动，所述动力补偿机构(1)的顶端连接的钢丝绳(3)穿过导向轮(2)变向后，与力矩自适应调节机构(4)的动力补偿绳盘(406)固定，为动力补偿绳盘(406)提供动力补偿力矩；

所述负载机械手臂(5)通过钢丝绳(3)与力矩自适应调节机构(4)的凸轮绳盘(405)连接，所述导向轮(2)和力矩自适应调节机构(4)均安装在机架(6)上；

所述动力补偿绳盘(406)与凸轮绳盘(405)同轴安装在力矩自适应调节机构(4)上，且动力补偿绳盘(406)与凸轮绳盘(405)可相对力矩自适应调节机构(4)转动，但动力补偿绳盘(406)与凸轮绳盘(405)之间不能相对转动，所述凸轮绳盘(405)的边缘处由多个半径不同的圆弧组成，所述动力补偿绳盘(406)的半径R大于凸轮绳盘(405)上所有圆弧的半径r；

所述力矩自适应调节机构(4)通过调整凸轮绳盘(405)不同角度位置时的圆弧半径r，调节机械手臂(502)自重及患者手臂自重施加到凸轮绳盘(405)上的负载力矩，使动力补偿力矩与负载力矩处于动态平衡状态。

2.根据权利要求1所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述动力补偿机构(1)通过调整其承载的砝码(103)数量，调节其施加给动力补偿绳盘(406)的动力补偿力矩。

3.根据权利要求2所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述动力补偿机构(1)包括空心螺栓(101)、钢丝绳连接杆(102)、砝码(103)、L型托盘(104)、六角头螺栓(105)、滑块(106)、直线导轨(107)；

所述空心螺栓(101)与钢丝绳连接杆(102)上端螺纹配合固定连接，所述钢丝绳连接杆(102)下端与L型托盘(104)上表面重合并穿过砝码(103)竖直方向上的中心孔，所述六角头螺栓(105)的螺栓头上表面与L型托盘(104)下表面重合，并与钢丝绳连接杆(102)下端螺纹配合固定连接，所述砝码(103)沿钢丝绳连接杆(102)竖直方向堆叠放置，所述砝码(103)下底面与L型托盘(104)上表面重合，所述L型托盘(104)与滑块(106)通过螺栓固定连接，所述滑块(106)安装于沿竖直方向的直线导轨(107)上，所述滑块(106)可在直线导轨(107)上沿竖直方向移动，所述直线导轨(107)沿竖直方向上设有安装孔，通过螺栓固定于机架(6)上。

4.根据权利要求1所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述导向轮(2)包括U型槽轴承(201)、导向轮支撑架(202)、凸肩等高螺栓(203)；

所述U型槽轴承(201)同轴安装于凸肩等高螺栓(203)上，所述凸肩等高螺栓(203)固定安装于导向轮支撑架(202)上，所述导向轮支撑架(202)底面沿水平方向设有安装孔位，通过螺栓固定于机架(6)上。

5.根据权利要求1所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述负载机械手臂(5)包括负载绳盘(501)和机械手臂(502)；所述机械手臂(502)固定于负载绳盘(501)上，两者可同轴转动。

6.根据权利要求1所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述钢丝绳(3)包括负载端钢丝绳(301)、动力补偿端钢丝绳(302)；

所述负载端钢丝绳(301)一端固定于负载绳盘(501)绳槽内，绕过右侧U型槽轴承(201)，另一端固定于凸轮绳盘(405)绳槽内，动力补偿端钢丝绳(302)一端固定于空心螺栓(101)内，绕过左侧及中间U型槽轴承(201)，另一端固定于动力补偿绳盘(406)绳槽内。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的一种具备力矩自适应调节功能的动力补偿装置，其特征在于：所述力矩自适应调节机构(4)包括前轴承基座(401)、深沟球轴承(402)、轴套(403)、凸轮槽挡块(404)、凸轮绳盘(405)、动力补偿绳盘(406)、传动轴(407)、阶梯轴(409)、后轴承基座(408)；

所述轴套(403)同轴安装于传动轴(407)上，所述凸轮槽挡块(404)与凸轮绳盘(405)及动力补偿绳盘(406)通过螺栓同轴固定于传动轴(407)上，四者可同轴转动无相对运动；所述动力补偿绳盘(406)、凸轮绳盘(405)与传动轴(407)沿轴向分别设有安装孔，所述阶梯轴(409)同轴安装于动力补偿绳盘(406)与凸轮绳盘(405)及传动轴(407)的安装孔内，传递三者之间的扭矩；所述传动轴(407)两端同轴安装于前后两深沟球轴承(402)中，所述前轴承基座(401)与后轴承基座(408)内表面分别设有轴承安装孔，所述前后两深沟球轴承(402)分别安装于前轴承基座(401)与后轴承基座(408)中，所述前轴承基座(401)与后轴承基座(408)通过螺栓固定连接组成箱体结构并固定于机架(6)上。