[发明专利]一种下肢外骨骼康复机器人关节

说明书

本发明公开了一种下肢外骨骼康复机器人关节，为避免下肢外骨骼膝关节、膝关节处电机和减速器的连接锥形齿轮出现啮合不稳定，跳齿的情况，本发明在外骨骼电机与减速器之间设计了一款齿轮箱，该齿轮箱可解决锥形齿轮发生啮合不稳定，跳齿的问题，使传功更为平稳。而且齿轮箱为密闭结构，可减少噪音，延长齿轮使用寿命。为解决一种限位方式不能很好保护患者安全的问题，本发明在重新设计物理限位块以后，增加了一种通过光电传感器的限位方式，使患者在康复训练中能够得到双重保障。

技术领域

本发明涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种下肢外骨骼康复机器人关节。

背景技术

下肢外骨骼康复机器人左右腿的膝部、髋部均设有关节机构。传统下肢外骨骼康复机器人关节处的设计，一般将电机和减速器的连接锥形齿轮裸露在外，使得在关节运动时容易出现啮合不稳定，跳齿的情况。除此之外，齿轮暴露在外会影响其使用寿命。

传统下肢外骨骼康复机器人关节处，只有单一一种限位结构，即物理限位块结构，用于保证当电机出现故障时，外骨骼的转动范围仍然在人体可接受的正常范围内。当这种物理限位块出现故障，患者将得不到保护，关节处的转动将超出正常范围，不能有效防止装置转动超出人体转动极限，对人体造成伤害，容易在康复过程中出现二次受伤的情况。且传统限位结构一般不能调整安装角度，而康复程度不同的患者往往可以的转动角度是不同的，对患者康复效果会造成一定的影响。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的是提供一种下肢外骨骼康复机器人关节，为避免下肢外骨骼膝关节、髋关节处电机和减速器的连接锥形齿轮出现啮合不稳定，跳齿的情况，本发明在外骨骼电机与减速器之间设计了一款齿轮箱，该齿轮箱可解决锥形齿轮发生啮合不稳定，跳齿的问题，使传功更为平稳。而且齿轮箱为密闭结构，可减少噪音，延长齿轮使用寿命。为解决一种限位方式不能很好保护患者安全的问题，本发明在重新设计物理限位块以后，增加了一种通过光电传感器的限位方式，使患者在康复训练中能够得到双重保障。

本发明采取的具体技术方案是：

一种下肢外骨骼康复机器人关节，包括髋/膝关节固定连杆、髋/膝关节活动连杆、减速器、髋/膝关节驱动电机、齿轮箱，所述减速器、髋/膝关节固定连杆、髋/膝关节活动连杆通过螺栓连接；所述齿轮箱包括箱体、密封盖，所述髋/膝关节驱动电机通过箱体安装在减速器上，所述减速器的轴穿过箱体并在箱体内连接有锥齿轮一，所述髋/膝关节驱动电机的轴穿过箱体并在箱体内连接有锥齿轮二，所述锥齿轮一与所述锥齿轮二啮合。

优选地，所述髋/膝关节固定连杆上设有两限位块和光栅尺挡片，对髋/膝关节活动连杆的旋转角度进行限位。

更优选地，两限位块之间及限位块与光栅尺挡片的距离可调。

优选地，所述髋/膝关节活动连杆上镜像对称安装有两光电传感器，所述光电传感器随着髋/膝关节运动连杆而运动，检测出髋/膝关节转动方向及角度。

本发明的有益效果是：本发明设计紧凑合理，节省空间，维修方便简单本发明均采用可拆卸连接，便于安装过程中的调节。本发明可使用新式铝合金制作，在强度与刚度符合使用要求的前提下，大大减少了设备的重量。本发明专门在电机与减速器连接处设计了一个齿轮箱，减少噪音，使齿轮传动稳定，延长使用寿命。本发明可根据使用者的康复情况，调节限位块和光栅尺挡片的位置，为不同康复程度的患者提供合适的限位角度，从而在最大程度上达到保护患者的目的。本发明设计了两套限位结构，当其中一套限位结构发生故障，可以依靠另外一套，从而给患者提供一个安全的康复环境。本发明将光电传感器固定在膝关节和髋关节的运动连杆上，使得传感器可以随运动连杆一齐摆动，测得旋转角度更加精确。本发明齿轮箱也作为电机支架使用，这样的齿轮箱和电机支架的一体化设计，大大的增加了电机支架的强度，减小了关节处的体积。

附图说明

图1为髋关节的结构示意图(齿轮箱打开)；

图2为髋关节的结构示意图；