[发明专利]一种带调节功能的外骨骼关节、外骨骼及其装配方法

说明书

本发明公开了一种带调节功能的外骨骼关节、外骨骼及其装配方法，外骨骼关节包括关节主体和锁定结构，关节主体内设置有用于插装外骨骼杆件的杆件容腔，杆件容腔的大小与外骨骼杆件相配，锁定结构设置在关节主体上，通过第一定位单元和第二定位单元对锁定结构沿第一方向和与第一方向垂直的第二方向进行定位；其中，锁定结构包括操作键、弹性元件和锁舌结构，在锁定结构解锁时锁舌结构在操作键的挤压作用下合拢同时压缩所述弹性元件，能够自由调节插入杆件容腔的外骨骼杆件的长度；在锁定结构锁定时锁舌结构在弹性元件作用下分开并将杆件容腔中外骨骼杆件位置锁定。本发明外骨骼关节调整方式简便可靠，提升了穿戴者穿戴外骨骼的用户体验。

技术领域

本发明涉及外骨骼技术领域，特别涉及一种带调节功能的外骨骼关节、外骨骼及其装配方法。

背景技术

可穿戴助力机器人，可以协助人类大负重行走或者长距离徒步行走。是一种能够帮助人们扩展下肢运动能力的助力装置。助力机器人为人类的行走提供动力辅助，增强人类行走的速度和能力，特别能缓解人在大的负重和长时间行走情况下极易出现的疲劳感，很大程度上扩大了人类的负载下的运动范围，能够增强个人在完成某些特定任务时的能力。

这种被动式可穿戴的外骨骼一般由髋关节机构，大腿连杆，小腿连杆，足踝连杆结构组成，这些连杆之间需要对接结构进行连接和调节，以适应不同身高，胖瘦不同的人体模型进行高度方向、宽度方向的外骨骼形体调整，使之与可穿戴人达到符合人体工程学匹配，从而发挥整体外骨骼功能；在人体适配调节过程中，包括宽度方向、高度方向的调整。

目前实现这种可调节功能，较多是通过套筒式结构，圆柱型套筒，矩形套筒等，即小套筒装入大套筒，采用插销插入大、小套筒进行限位，实现伸缩式调节。然而，现有的长度调节装置调节繁琐，穿戴起来非常不便。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的第一目的在于提供一种具有调节杆件长度功能的外骨骼关节。

本发明的第二目的在于提供一种包括上述外骨骼关节的外骨骼。

本发明的第三目的在于提供一种上述外骨骼的装配方法。

为实现上述目的，本发明提供一种带调节功能的外骨骼关节，所述外骨骼关节包括关节主体和锁定结构，所述关节主体内设置有用于插装外骨骼杆件的杆件容腔，所述杆件容腔的大小与外骨骼杆件相配，所述锁定结构设置在所述关节主体上，通过第一定位单元和第二定位单元对所述锁定结构沿第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向进行定位；其中，所述锁定结构包括操作键、弹性元件和锁舌结构，在锁定结构解锁时所述锁舌结构在所述操作键的挤压作用下合拢同时压缩所述弹性元件，能够自由调节插入所述杆件容腔的外骨骼杆件的长度；在锁定结构锁定时所述锁舌结构在所述弹性元件作用下分开并将所述杆件容腔中外骨骼杆件位置锁定。

进一步，所述弹性元件为弹簧，所述操作键包括第一键和第二键，所述第一键设置有第一杆部，所述第二键设置有第二杆部，所述第一键和所述第二键相对设置，将所述第一杆部和所述第二杆部对向穿入所述弹簧的两端将所述弹簧定位。

进一步，所述锁舌结构包括第一锁舌和第二锁舌，所述第一锁舌包括第一锁销和第一支撑部，所述第二锁舌包括第二锁销和第二支撑部，所述第一锁舌和所述第二锁舌相对设置，所述第一锁销和所述第二锁销伸入所述关节容腔中，所述第一支撑部和所述第二支撑部配合将所述弹性元件夹持在二者之间，通过所述操作键控制所述第一锁舌和所述第二锁舌之间的间隔，进而通过所述第一支撑部和所述第二支撑部间隔控制所述弹性元件压缩或回复以及所述第一锁销和所述第二锁销间隔控制所述锁定结构解锁或锁定。

进一步，所述第一定位单元包括设置在所述关节主体上的第一磁性元件组和锁定结构上的第二磁性元件组，通过所述第一磁性元件组和所述第二磁性元件组吸合将所述锁定结构沿所述第一方向定位在所述关节主体上。