一种基于关节活动的齿轮及凸轮机构的制作方法

本实用新型属于齿轮结构技术领域，具体是指一种基于关节活动的齿轮及凸轮机构。

背景技术：

现有技术中，针对类关节动作的结构部件多采用齿轮和齿条相配合的结构或传统转动结构，在实际使用的过程中主要存在以下问题：

(1)转动范围较大，缺少保护限制，不适用于部分应用领域，例如：人体膝关节的动作；

(2)动作幅度转化小，无法实现对小位移的放大转化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服上述问题，提供一种结构简单、实现方便的基于关节活动的齿轮及凸轮机构。

本实用新型的目的通过下述技术方案实现：

一种基于关节活动的齿轮及凸轮机构，包括可相对转动的第一转动齿部和第二转动齿部，以及与所述第一转动齿部转动连接的凸轮部；

具体的，所述第一转动齿部包括第一主体和第一连接部，所述第一主体的端部呈弧形结构，其一侧设置有第一齿部、另一侧设置有与所述第一齿部相接的第一限位部；

具体的，所述第二转动齿部包括第二主体和第二连接部，所述第二主体的端部呈弧形结构，其一侧设置有第二齿部、另一侧设置有与所述第二齿部连续相接的第二限位部；

具体的，所述第一齿部与所述第二齿部啮合，所述凸轮部端部与所述第一主体之间还设置有第一连接绳，所述凸轮部端部与所述第二主体之间还设置有第二连接绳。

进一步的，所述凸轮部包括凸轮主体和凸轮连接部，所述凸轮主体一端设置为弧形凸部，其另一端设置有限位部；所述凸轮连接部与所述第一连接部转动连接，所述限位部位于所述第一主体远离弧形结构端部的一侧。

优选的，所述限位部的端部呈角形。

优选的，所述第一连接绳和所述第二连接绳均为刚性连接绳。

优选的，所述第一齿部和第一限位部分别占所述第一主体端部的二分之一。

优选的，所述第二齿部和第二限位部分别占所述第二主体端部的二分之一。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型的结构简单紧凑，实现方便。

(2)本实用新型采用第一转动齿部和第二转动齿部结合的结构形式，通过该种结构形式限制转动范围，根据实际情况通过机械形式限制转动的角度，可有效地保护过转损伤。

(3)本实用新型中，凸轮结构配合刚性绳连接绳，将转动转换成线性运动，在转换过程中，通过凸轮放大线径使转动一个小角度能够产生较大线性位移，有效地解决了现有技术所存在的问题。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图一。

图2为本实用新型的结构示意图二。

图3位本实用新型中第一转动齿部和第二转动齿部的结构示意图。

图4位本实用新型中凸轮部的结构示意图。

附图标记说明：1-第一转动齿部、2-第二转动齿部、3-凸轮部、11-第一主体、12-第一连接部、13-第一齿部、14-第一限位部、21-第二主体、22-第二连接部、23-第二齿部、24-第二限位部、31-凸轮主体、32-凸轮连接部、33-弧形凸部、34-限位部、41-第一连接绳、42-第二连接绳。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1-4所示，本实施例提供了一种基于关节活动的齿轮及凸轮机构，该机构包括两个转动齿部和一个凸轮部，两个转动齿部的结构基本相同，本实施例中，为了方便描述，分别命名为第一转动齿部和第二转动齿部，两个转动齿部的具体结构如下：第一转动齿部包括第一主体和第一连接部，第一主体的端部呈弧形结构，优选的，该弧形结构可呈倒“u”型结构，其一侧设置有第一齿部、另一侧设置有与第一齿部相接的第一限位部；第二转动齿部包括第二主体和第二连接部，第二主体的端部呈弧形结构，优选的，该弧形结构可呈倒“u”型结构，其一侧设置有第二齿部、另一侧设置有与第二齿部连续相接的第二限位部；两个转动齿部通过连接部连接在转动轴上并可相对转动轴转动，第一齿部与第二齿部啮合，第一转动齿部与第二转动齿部可沿两个齿部的分布方向相对转动。

作为优选的，本实施例中，第一齿部和第一限位部分别占第一主体端部的二分之一，第二齿部和第二限位部分别占第二主体端部的二分之一。通过第一齿部和第二齿部上的齿分布及啮合状态，可以将二者的转动范围有效地限制在一个合理的区间范围内，可有效地避免转动过量导致的过转损伤。

凸轮部整体呈异形结构，其包括凸轮主体和凸轮连接部，凸轮主体一端设置为弧形凸部，其另一端设置有限位部，本实施例中，限位部的端部呈角形，其活动范围在第一转动齿部中；凸轮连接部与第一连接部转动连接，限位部位于所述第一主体远离弧形结构端部的一侧，凸轮部端部与第一主体之间还设置有第一连接绳，凸轮部端部与第二主体之间还设置有第二连接绳。作为优选的，第一连接绳和第二连接绳均为刚性连接绳，刚性连接绳的材质并不作特别限定；作为优选的，第一连接绳和第二连接绳为同一根刚性连接绳，该刚性连接绳通过与凸轮的连接处划分为两部分，一部分为第一连接绳，另一部分即为第二连接绳。凸轮结构配合刚性连接绳，可将第一转动齿部和第二转动齿部之间的转动转换成线性运动，在转换过程中，通过凸轮放大线径使转动一个小角度能够产生较大线性位移。

本实用新型的使用方法如下：第一转动齿部安装在腿部膝关节上方的部件上，例如：膝关节上方的捆绑固定装置，第二转动齿部安装在腿部膝关节下方的部件上，例如：膝关节下方的捆绑固定装置，当人体腿部活动时，小腿部位相对大腿部位向膝关节的内方向动作，两个捆绑固定装置呈锐角，第一转动齿部和第二转动齿部则沿第一齿部和第二齿部的转动，第一齿部和第二齿部上的啮合，凸轮部跟随第一转动齿部动作；随着人体膝关节的动作，两个捆绑固定装置之间的相对动作(转动)则通过第一转动齿部和第二转动齿部之间的相对转实现。

实施例2

本实施例与实施例1的不同点在于，第一齿部和第二齿部分别占第一主体端部和第二主体端部的三分之一，第一限位部和第二限位部则分别占第一主体端部和第二主体端部的三分之二，该设计相对实施例1而言，第一转动齿部和第二转动齿部的相对转动的范围更小；本领域技术人员还可以根据实际的使用需求，确定齿部和限位部的占比。

实施例3

本实施例与实施例1的不同点在于，第一齿部和第二齿部分别占第一主体端部和第二主体端部的三分之二，第一限位部和第二限位部则分别占第一主体端部和第二主体端部的三分之一，该设计相对实施例1而言，第一转动齿部和第二转动齿部的相对转动的范围更大；本领域技术人员还可以根据实际的使用需求，确定齿部和限位部的占比。

实施例4

本实施例与实施例1的不同点在于，第一转动齿部的第一主体和第二转动齿部的第二主体的横截面积不一样，以使得第一转动齿部和第二转动齿部可以分别适应于不同的安装结构。

实施例5

本实施例与实施例1的不同点在于，凸轮部的形状一样，实施例1中凸轮部整体呈异形结构，本实施例中，凸轮部呈圆盘结构。

如上所述，便可很好的实现本实用新型。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。