一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機械結(jié)構(gòu)及機器人技術(shù)，尤其涉及一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)。
[0002]
【背景技術(shù)】
[0003]外骨骼式機器人是一種能夠穿戴于人體，輔助或擴展人體運動能力的機電裝置。外骨骼式機器人的應(yīng)用范圍是非常廣泛的，包括遠程操控、人體機能增強、人體機能補償以及肢體康復訓練。
[0004]在穿戴式外骨骼機器人設(shè)計中，機械關(guān)節(jié)運動軸與人體關(guān)節(jié)運動軸的匹配性是非常重要的。失配時，穿戴式外骨骼機器人就會在患者關(guān)節(jié)連接處產(chǎn)生非預期的作用力。這不僅會造成關(guān)節(jié)疼痛，對使用者造成損傷，同時也會限制使用者肢體的運動空間，降低康復訓練的效果。以人體肩關(guān)節(jié)內(nèi)/外旋運動為例，該運動的旋轉(zhuǎn)軸位于上臂的內(nèi)部。為了使得機械關(guān)節(jié)運動軸與人體肩關(guān)節(jié)內(nèi)/外旋的旋轉(zhuǎn)軸盡可能的相匹配，在許多現(xiàn)有的穿戴式外骨骼機器人設(shè)計中，使用了一種圓弧形的導軌組件來實現(xiàn)。這種設(shè)計將人體手臂包裹、固定在圓弧內(nèi)，并通過驅(qū)動部件控制手臂在導軌上運動，實現(xiàn)帶動人體肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋的運動功能。但是這種設(shè)計是的整個組件體積比較大，零部件較為分散，模塊化難度大。同理，前臂內(nèi)夕卜/旋的設(shè)計也是如此。
[0005]

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的:提供一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，可用于穿戴式外骨骼機器人，將機械關(guān)節(jié)的旋轉(zhuǎn)運動中心偏移至使用者的肢體內(nèi)部，與使用者肢體旋轉(zhuǎn)運動的軸線重入口 ο
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是:
一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，包括第一旋轉(zhuǎn)臂、第二旋轉(zhuǎn)臂，第一 Y形連桿、第二 Y形連桿、固定臂、旋轉(zhuǎn)臂、固定套位置調(diào)節(jié)件及肢體固定套;所述的固定臂與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂連接形成第一旋轉(zhuǎn)軸，所述的固定臂與所述的第二旋轉(zhuǎn)臂連接形成第二旋轉(zhuǎn)軸;所述的第一旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第三旋轉(zhuǎn)軸，所述的第一旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第四旋轉(zhuǎn)軸;所述的第二旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第五旋轉(zhuǎn)軸，所述的第二旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第六旋轉(zhuǎn);所述的旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第七旋轉(zhuǎn)軸，所述的旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第八旋轉(zhuǎn)軸;所述的肢體固定套通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)臂上，所述固定臂作為人體關(guān)節(jié)內(nèi)/外旋運動中固定不動的部件。
[0008]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸、第四旋轉(zhuǎn)軸及第六旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第一平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。
[0009]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第一平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為A、B、C、D。
[0010]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第三旋轉(zhuǎn)軸、第四旋轉(zhuǎn)軸、第七旋轉(zhuǎn)軸及第八旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第二平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。
[0011]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第二平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為C、D、G、H。
[0012]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第五旋轉(zhuǎn)軸、第六旋轉(zhuǎn)軸、第七旋轉(zhuǎn)軸及第八旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第三平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。
[0013]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的第三平行四邊形的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為E、F、G、H。
[0014]上述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其中，所述的調(diào)節(jié)肢體固定套通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)與關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的距離，保持所述的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸與人體關(guān)節(jié)內(nèi)外/旋軸線重合。
[0015]本發(fā)明以一種旋轉(zhuǎn)運動偏移機構(gòu)實現(xiàn)了人體關(guān)節(jié)的內(nèi)/外旋運動，減小了傳統(tǒng)的以圓弧形導軌實現(xiàn)方式帶來的體積大、模塊化程度低的問題。
[0016]
【附圖說明】
[0017]圖1是本發(fā)明一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖2是本發(fā)明一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)后的狀態(tài)示意圖。
[0019]
【具體實施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖進一步說明本發(fā)明的實施例。
[0021]請參見附圖1及附圖2所示，一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，包括第一旋轉(zhuǎn)臂101、第二旋轉(zhuǎn)臂102，第一 Y形連桿103、第二 Y形連桿104、固定臂105、旋轉(zhuǎn)臂106、固定套位置調(diào)節(jié)件107及肢體固定套108;所述的固定臂105與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101連接形成第一旋轉(zhuǎn)軸100A，所述的固定臂105與所述的第二旋轉(zhuǎn)臂102連接形成第二旋轉(zhuǎn)軸100B;所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101與所述的第一 Y形連桿103連接形成第三旋轉(zhuǎn)軸100C，所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101與所述的第二 Y形連桿104連接形成第四旋轉(zhuǎn)軸100D;所述的第二旋轉(zhuǎn)臂102與所述的第一 Y形連桿103連接形成第五旋轉(zhuǎn)軸100E，所述的第二旋轉(zhuǎn)臂102與所述的第二 Y形連桿104連接形成第六旋轉(zhuǎn)100F;所述的旋轉(zhuǎn)臂106與所述的第一 Y形連桿103連接形成第七旋轉(zhuǎn)軸100G，所述的旋轉(zhuǎn)臂106與所述的第二 Y形連桿104連接形成第八旋轉(zhuǎn)軸100H;所述的肢體固定套108通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件107設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)臂106上，所述固定臂105作為人體關(guān)節(jié)內(nèi)/外旋運動中固定不動的部件。
[0022]所述的第一旋轉(zhuǎn)軸100A、第二旋轉(zhuǎn)軸100B、第四旋轉(zhuǎn)軸100D及第六旋轉(zhuǎn)軸100F共同組成了第一平行四邊形結(jié)構(gòu)1lP的四條轉(zhuǎn)軸。
[0023]所述的第一平行四邊形結(jié)構(gòu)1lP的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101及第二旋轉(zhuǎn)臂102所在的平面相交，交點分別為A、B、C、D。
[0024]所述的第三旋轉(zhuǎn)軸100C、第四旋轉(zhuǎn)軸100D、第七旋轉(zhuǎn)軸100G及第八旋轉(zhuǎn)軸100H共同組成了第二平行四邊形結(jié)構(gòu)102P的四條轉(zhuǎn)軸。
[0025]所述的第二平行四邊形結(jié)構(gòu)102P的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101及第二旋轉(zhuǎn)臂102所在的平面相交，交點分別為C、D、G、H。
[0026]所述的第五旋轉(zhuǎn)軸100E、第六旋轉(zhuǎn)軸100F、第七旋轉(zhuǎn)軸100G及第八旋轉(zhuǎn)軸100H共同組成了第三平行四邊形結(jié)構(gòu)103P的四條轉(zhuǎn)軸。
[0027]所述的第三平行四邊形103P的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂101及第二旋轉(zhuǎn)臂102所在的平面相交，交點分別為E、F、G、H。
[0028]所述的調(diào)節(jié)肢體固定套108通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件107調(diào)節(jié)與關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸1000C的距離，使得旋轉(zhuǎn)運動適合不同粗細的肢體，保持所述的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸1000C與人體關(guān)節(jié)內(nèi)外/旋軸線重合。
[0029]當?shù)谝恍D(zhuǎn)臂101繞第一旋轉(zhuǎn)軸100A旋轉(zhuǎn)時，在第一平行四邊形結(jié)構(gòu)1lP中，邊⑶將繞著第一旋轉(zhuǎn)軸100A旋轉(zhuǎn)，根據(jù)平行四邊形的固有機械原理，邊EF也將繞著第二旋軸做同樣的旋轉(zhuǎn)。由于邊GH既是第二平四邊形結(jié)構(gòu)102P中邊CD的對邊，也是第三平行四邊形結(jié)構(gòu)103P中邊EF的對邊，所以邊GH將繞一固定的轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，且該轉(zhuǎn)軸與第八旋轉(zhuǎn)軸100H的距離等于邊AC的長度，也等于邊BE的長度，該長度是固定的。所以可將該轉(zhuǎn)軸作為關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸1000C，作為驅(qū)動人體關(guān)節(jié)內(nèi)旋/外旋運動的軸線。
[0030]綜上所述，本發(fā)明以一種旋轉(zhuǎn)運動偏移機構(gòu)實現(xiàn)了人體關(guān)節(jié)的內(nèi)/外旋運動，減小了傳統(tǒng)的以圓弧形導軌實現(xiàn)方式帶來的體積大、模塊化程度低的問題。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運用附屬在其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括第一旋轉(zhuǎn)臂、第二旋轉(zhuǎn)臂，第一 Y形連桿、第二 Y形連桿、固定臂、旋轉(zhuǎn)臂、固定套位置調(diào)節(jié)件及肢體固定套;所述的固定臂與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂連接形成第一旋轉(zhuǎn)軸，所述的固定臂與所述的第二旋轉(zhuǎn)臂連接形成第二旋轉(zhuǎn)軸;所述的第一旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第三旋轉(zhuǎn)軸，所述的第一旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第四旋轉(zhuǎn)軸;所述的第二旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第五旋轉(zhuǎn)軸，所述的第二旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第六旋轉(zhuǎn);所述的旋轉(zhuǎn)臂與所述的第一 Y形連桿連接形成第七旋轉(zhuǎn)軸，所述的旋轉(zhuǎn)臂與所述的第二 Y形連桿連接形成第八旋轉(zhuǎn)軸;所述的肢體固定套通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件設(shè)置在所述的旋轉(zhuǎn)臂上，所述固定臂作為人體關(guān)節(jié)內(nèi)/外旋運動中固定不動的部件。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一旋轉(zhuǎn)軸、第二旋轉(zhuǎn)軸、第四旋轉(zhuǎn)軸及第六旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第一平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第一平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為A、B、C、D。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第三旋轉(zhuǎn)軸、第四旋轉(zhuǎn)軸、第七旋轉(zhuǎn)軸及第八旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第二平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第二平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為C、D、G、H06.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第五旋轉(zhuǎn)軸、第六旋轉(zhuǎn)軸、第七旋轉(zhuǎn)軸及第八旋轉(zhuǎn)軸共同組成了第三平行四邊形結(jié)構(gòu)的四條轉(zhuǎn)軸。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的第三平行四邊形的四條轉(zhuǎn)軸分別與所述的第一旋轉(zhuǎn)臂及第二旋轉(zhuǎn)臂所在的平面相交，交點分別為E、F、G、H。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的調(diào)節(jié)肢體固定套通過所述的固定套位置調(diào)節(jié)件調(diào)節(jié)與關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的距離，保持所述的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸與人體關(guān)節(jié)內(nèi)外/旋軸線重合。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于偏移旋轉(zhuǎn)運動的結(jié)構(gòu)，包括第一旋轉(zhuǎn)臂、第二旋轉(zhuǎn)臂，第一Y形連桿、第二Y形連桿、固定臂、旋轉(zhuǎn)臂、固定套位置調(diào)節(jié)件及肢體固定套；固定臂與第一旋轉(zhuǎn)臂連接形成第一旋轉(zhuǎn)軸，與第二旋轉(zhuǎn)臂連接形成第二旋轉(zhuǎn)軸；第一旋轉(zhuǎn)臂與第一Y形連桿連接形成第三旋轉(zhuǎn)軸，與第二Y形連桿連接形成第四旋轉(zhuǎn)軸；第二旋轉(zhuǎn)臂與第一Y形連桿連接形成第五旋轉(zhuǎn)軸，與第二Y形連桿連接形成第六旋轉(zhuǎn)；旋轉(zhuǎn)臂與第一Y形連桿連接形成第七旋轉(zhuǎn)軸，與第二Y形連桿連接形成第八旋轉(zhuǎn)軸；肢體固定套通過固定套位置調(diào)節(jié)件設(shè)在旋轉(zhuǎn)臂上。本發(fā)明實現(xiàn)了人體關(guān)節(jié)的內(nèi)/外旋運動，減小了傳統(tǒng)的以圓弧形導軌實現(xiàn)方式帶來的體積大、模塊化程度低的問題。
【IPC分類】B25J19/00, B25J9/00
【公開號】CN105583812
【申請?zhí)枴緾N201610158387
【發(fā)明人】簡卓, 王道雨, 李繼才, 李彬彬, 盧美銘
【申請人】上海卓道醫(yī)療科技有限公司
【公開日】2016年5月18日
【申請日】2016年3月21日