一种无源外骨骼腰部连杆机构的制作方法

1.本发明涉及外骨骼技术领域，尤其涉及一种无源外骨骼腰部连杆机构。


背景技术：

2.腰部连杆机构是外骨骼的关键部件，主要应用于无源外骨骼、有源外骨骼等领域。在外骨骼领域中，通过腰部连杆机构连接腰部承载架和左、右大腿，起到支撑和负重传力的作用。随着设计技术的不断发展，外骨骼技术逐渐能够减轻甚至解放人体负担，所以对外骨骼各部件的要求越来越高。这就给腰部连杆机构的可调节、质量以及体积等重要指标提出更高的要求。但是，传统的腰部连接机构是的整体结构设计不够紧凑，不可调节，拆装繁琐，耗时较长，维护性差，整个部件的制造使用成本高，不符合外骨骼领域的发展要求。急需研制一种可调节、易拆装、结构优化以及传力效果明显的外骨骼腰部连杆机构，来解决现存技术的缺点和不足之处，为外骨骼发展提供新的设计方案。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种无源外骨骼腰部连杆机构，用于解决传统腰部连接机构的整体结构设计不够紧凑，不可调节，拆装繁琐，耗时较长，维护性差，整个部件的制造使用成本高，不符合外骨骼领域的发展要求的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
5.本发明提供的无源外骨骼腰部连杆机构，包括：腰部承载架、背部连接杆、连接芯轴、固定组件以及调整销；
6.所述腰部承载架上设置有安装孔，所述安装孔的周侧设置有多个腰型孔，所述背部连接杆上与所述腰型孔对应的位置设置有限位孔，所述连接芯轴的一端安装在所述腰部承载架内，所述连接芯轴的另一端穿出所述安装孔，所述背部连接杆通过所述固定组件安装在所述连接芯轴的穿出端，所述调整销的两端分别插装在所述限位孔和对应的所述腰型孔内，所述背部连接杆以所述连接芯轴为转轴，在所述腰型孔的范围内转动。
7.与现有技术相比，本发明提供的无源外骨骼腰部连杆机构中的背部连接杆通过固定组件安装在连接芯轴的穿出端，连接芯轴的固定端安装在腰部承载架上，并不可转动，避免了背部连接杆以连接芯轴转动时，连接芯轴发生转动情况的发生，调整销插装在背部连接杆上限位孔的一端相对固定，调整销的另一端插装在腰型孔内，在背部连接杆以连接芯轴为转轴转动时，调整销会在腰型孔的空间范围内摆动，同时，腰型孔为多个，可以根据实际的需求调节调整销位于哪个腰型孔内，实现了对腰部连杆机构的调节。上述无源外骨骼腰部连杆机构调节性好、拆装维护方便、结构简单、传力效果明显、易于加工、降低了整个系统的制造使用成本，具有很高的实用性。
附图说明
8.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发
明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
9.图1为本发明实施例提供的无源外骨骼腰部连杆机构组合示意图；
10.图2为图1中无源外骨骼腰部连杆机构的分解示意图；
11.图3为图1中无源外骨骼腰部连杆机构的截面示意图；
12.图4为图1中腰部连接头的示意图；
13.图5为图1中腰部承载架的局部示意图。
14.附图标记：
15.1－腰部承载架、2－连杆芯轴、3－调整销、4－腰部连接头、5－芯轴旋钮、6－定位片、7－沉头螺钉、8－第一调整垫片、9－第二调整垫片、10－铜套、11－第三调整垫片、12－背部连杆、13－髋部连接头。
具体实施方式
16.为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
17.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
18.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
19.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.如图1至图5所示，本发明提供的无源外骨骼腰部连杆机构，包括：腰部承载架、背部连接杆12、连接芯轴2、固定组件以及调整销；腰部承载架上设置有安装孔，安装孔的周侧设置有多个腰型孔，背部连接杆12上与腰型孔对应的位置设置有限位孔，连接芯轴2的一端安装在腰部承载架内，连接芯轴2的另一端穿出安装孔，背部连接杆12通过固定组件安装在连接芯轴2的穿出端，调整销的两端分别插装在限位孔和对应的腰型孔内，背部连接杆12以连接芯轴2为转轴，在腰型孔的范围内转动。
22.具体实施时：
23.本发明的主要工作原理：连杆芯轴的穿出端穿过图2或图3中腰部承载架的安装孔
后，连杆芯轴固定端的椭圆轴肩与腰部承载架椭圆孔端面接触，防止连杆芯轴的轴向旋转。第三调整垫片11同轴安装在连杆芯轴上，主要起减小摩擦力的作用。铜套10与腰部连接头4通过过盈配合进行固定连接，髋部连接头13与背部连杆固连后，再与腰部连接头4进行固连，形成一体的背部连接杆12；调整销根据所需调节位置安装在图4中腰部连接头4位置1的限位孔的位置，其中调整销另一端插入到图5中位置2的腰型孔中，随着腰部连接头4绕连杆芯轴转动时在腰型孔中滑动，腰型孔起到背部连接杆12摆动的限位作用。第一调整垫片8和第二调整垫片9材料不同，同轴安装在连杆芯轴上，主要起减小金属和非金属接触的摩擦磨损。芯轴旋钮5)通过螺纹旋合方式与连杆芯轴上螺纹进行配合，实现背部连接杆12的安装固定。
24.当需要调整腰部承载架相对人体背部的高度时，旋转芯轴旋钮5至与连杆芯轴脱离，拆下背部连接杆12，将调整销从腰部连接头4拔出后插入图4中位置1的其它孔内，再安装背部连接杆12并旋合芯轴旋钮5至拧紧状态，其中调整销另一端插入到图5中位置2的腰型孔中，完成快速调节。
25.当需要调节左右两侧髋部连接头13之间的距离时，旋转芯轴旋钮5至与连杆芯轴脱离，拆下背部连接杆12，连杆芯轴从轴向退出后插入图4中左侧任一圆孔中(对应人体右髋关节的连杆组件插入右侧圆孔中)，再安装背部连接杆12并旋合芯轴旋钮5至拧紧状态，完成髋部的宽度调节。
26.在完成上述调节后，为进一步提高可靠性，在连杆芯轴的末端同轴安装定位片6，定位片6的齿卡入芯轴旋钮5的齿槽中，并用沉头螺钉7固定安装在连杆芯轴上，防止芯轴旋钮5的松动。
27.与现有技术相比，本发明提供的无源外骨骼腰部连杆机构中的背部连接杆12通过固定组件安装在连接芯轴2的穿出端，连接芯轴2的固定端安装在腰部承载架上，并不可转动，避免了背部连接杆12以连接芯轴2转动时，连接芯轴2发生转动情况的发生，调整销插装在背部连接杆12上限位孔的一端相对固定，调整销的另一端插装在腰型孔内，在背部连接杆12以连接芯轴2为转轴转动时，调整销会在腰型孔的空间范围内摆动，同时，腰型孔为多个，可以根据实际的需求调节调整销位于哪个腰型孔内，实现了对腰部连杆机构的调节。上述无源外骨骼腰部连杆机构调节性好、拆装维护方便、结构简单、传力效果明显、易于加工、降低了整个系统的制造使用成本，具有很高的实用性。
28.作为一种可实施方式，背部连接杆12包括背部连杆、腰部连接头4以及髋部连接头13；腰部连接头4以及髋部连接头13分别安装在背部连杆的两端，腰部连接头4通过固定组件安装在连接芯轴2上。
29.髋部连接头13与背部连杆固连后，再与腰部连接头4进行固连，形成了一体的背部连接杆12，使得背部连接杆12的整体性更强，组合维护更加的方便，同时，也提高了无源外骨骼腰部连杆机构的可扩展性。
30.作为一种可实施方式，固定组件包括芯轴旋钮5；芯轴旋钮5与连接芯轴2的穿出端螺纹连接，将腰部连接头4固定在连接芯轴2上。
31.采用芯轴旋钮5的形式安装，不需要采用辅助设备，既可以实现对背部连接杆12的安装和维护，使得无源外骨骼腰部连杆机构的组合安装更加的方便。
32.作为一种可实施方式，腰部连接头4朝向芯轴旋钮5的一侧设置有固定槽，芯轴旋
钮5朝向腰部连接头4的一侧设置有环状凸起，芯轴旋钮5安装在连接芯轴2上时，环状凸起位于固定槽内。
33.固定槽和环状凸起的设置，使得固定组件的整体结构性更强，同时，还起到了很好的固定作用，避免了连接芯轴2的晃动，提高了背部连接杆12摆动时的稳定性。
34.作为一种可实施方式，固定组件还包括沉头螺钉7以及定位片6；芯轴旋钮5远离连接芯轴2的一侧设置安装槽，安装槽内设置有齿槽，定位片6朝向芯轴旋钮5的一侧设置有齿卡，定位片6通过沉头螺钉7安装在连接芯轴2的穿出端，定位片6的齿卡位于芯轴旋钮5的齿槽内。
35.沉头螺钉7和定位片6的设置，定位片6的齿卡入芯轴旋钮5的齿槽中，并用沉头螺钉7固定安装在连杆芯轴上，有效的避免了芯轴旋钮5的松动，提高了无源外骨骼腰部连杆机构的稳定性。
36.作为一种可实施方式，固定组件还包括第一调整垫片8、第二调整垫片9以及第三调整垫片11；第一调整垫片8、第二调整垫片9以及第三调整垫片11均套装在连接芯轴2上，第一调整垫片8和第二调整垫片9位于固定槽内，第三调整垫片11位于腰部连接头4与腰部承载架之间。
37.第一调整垫片8和第二调整垫片9可以选用不同的材料，采用同轴的形式安装在连杆芯轴上，可以有效的减小芯轴旋钮5与腰部连接头4间的金属和非金属接触的摩擦磨损，提高无源外骨骼腰部连杆机构的稳定性和使用寿命。
38.作为一种可实施方式，固定组件还包括铜套10；腰部连接头4的中部设置有贯穿腰部连接头4的通孔，铜套10以过盈配合的方式安装在腰部连接头4的通孔内，连接芯轴2插装在铜套10内，第一调整垫片8和第三调整垫片11分别位于铜套10的两端。
39.铜套10采用过盈配合的形式安装在腰部连接头4的通孔内，安装维护更加的方便，连接芯轴2插装在铜套10内，避免了连接芯轴2与腰部连接头4直接接触造成的摩擦损耗，延长了无源外骨骼腰部连杆机构的使用寿命，同时，也降低了腰部连接头4以连接芯轴2为转轴转动时的摩擦力。
40.作为一种可实施方式，安装孔为两组，同组内的安装孔为多个，不同组内的安装孔对称设置在腰部承载架上，背部连接杆12对称安装在腰部承载架对应的安装孔内。
41.多个安装孔的设置，实现了对髋部不同宽度的调节，以适应不同的体型的人群，适用范围更广，安装孔采用左右对称的形式设置在腰部承载架上，有效的减小了负重对要不的压力，传力效果更好。
42.作为一种可实施方式，限位孔为多个，多个限位孔设置在背部连接杆12朝向腰部承载架的一侧，且多个限位孔位于以连接芯轴2为圆心的圆环上。
43.多个限位孔与腰型孔配合，能够更好的实现对无源外骨骼腰部连杆机构承载高度的调节，在当需要调整腰部承载架相对人体背部的高度时，旋转芯轴旋钮5至与连杆芯轴脱离，拆下背部连接杆12，将调整销从腰部连接头4拔出后插入图4中位置1的其它孔内，再安装背部连接杆12并旋合芯轴旋钮5至拧紧状态，其中调整销另一端插入到图5中位置2的腰型孔中，完成快速调节。
44.作为一种可实施方式，腰部承载架远离背部连接杆12的一侧设置有异形孔，异形孔与安装孔连通，连接芯轴2远离背部连接杆12的固定端与异形孔的形状相同，固定端位于
异形孔内。
45.腰部承载架上异形孔的设置，配合连接芯轴2相同形状的固定端，从根本上上避免了腰部连接头4以连接芯轴2为转轴转动时，连接芯轴2意外发生轴向转动的情况，确保了受力的传递效果。异形孔可以采用三角形、正方形或者椭圆形等易于加工、拆装维护的形状，以降低加工和组装维护的难度。
46.在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
47.以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。