阅读说明：本技术 一种用于外骨骼腿部调节的机构 (Mechanism for exoskeleton leg adjustment ) 是由 李刚 花鹏 包仁人 王禹 纪虹名 于 2021-07-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种用于外骨骼腿部调节的机构,其中调节套筒上端设有第一内螺纹段、下端设有第二内螺纹段,所述第一内螺纹段和第二内螺纹段旋向相反,且所述第一内螺纹段与上连杆螺纹连接,所述第二内螺纹段与下连杆螺纹连接,所述上连杆上设有上键槽,所述下连杆上设有下键槽,所述限位键设于所述调节套筒中且一端设于所述上键槽中、另一端设于所述下键槽中,所述调节套筒下端置于带夹爪的内锁紧套中,外锁紧套套装于所述内锁紧套上,且所述夹爪通过所述外锁紧套移动挤压闭合夹紧所述下连杆。本发明可有效提高下肢助力外骨骼的可操作性,降低使用难度,并且可以实现下肢长度的精确调整,降低外骨骼产品运行时与人体骨关节干涉的风险。(The invention relates to a mechanism for adjusting an exoskeleton leg, wherein a first internal thread section is arranged at the upper end of an adjusting sleeve, a second internal thread section is arranged at the lower end of the adjusting sleeve, the rotating directions of the first internal thread section and the second internal thread section are opposite, the first internal thread section is in threaded connection with an upper connecting rod, the second internal thread section is in threaded connection with a lower connecting rod, an upper key groove is arranged on the upper connecting rod, a lower key groove is arranged on the lower connecting rod, a limit key is arranged in the adjusting sleeve, one end of the limit key is arranged in the upper key groove, the other end of the limit key is arranged in the lower key groove, the lower end of the adjusting sleeve is arranged in an internal locking sleeve with a clamping jaw, an external locking sleeve is sleeved on the internal locking sleeve, and the clamping jaw moves, extrudes and clamps the lower connecting rod through the external locking sleeve. The invention can effectively improve the operability of the lower limb assistance exoskeleton, reduce the use difficulty, realize the accurate adjustment of the length of the lower limb and reduce the risk of interference between the exoskeleton product and human bone joints during operation.)

一种用于外骨骼腿部调节的机构

技术领域

本发明涉及可穿戴机器人领域，具体地说是一种用于外骨骼腿部调节的机构。

背景技术

现有技术的可穿戴外骨骼机器人产品中，一般采用螺钉固定方式实现下肢腿部长度调节，其需要在腿部连杆上加工多个螺钉定位孔，而长度调解时，需采用专用工具卸下螺钉并调整腿部连杆位置，再重新固定螺钉，整个调整过程比较繁琐，并且需要专业工具，极大地影响了下肢助力外骨骼的可穿戴性。另外由于相邻螺纹定位孔之间具有一定间隔，因此这类外骨骼在腿部长度调节时，只能实现一定间距的长度调整，且调节范围有限，根本无法满足身高跨度大的用户共同使用，而对于外骨骼这一类下肢康复器械，如果无法实现精确调整，将造成外骨骼下肢关节与人体下肢关节轴线不共线，在运动过程中，极易造成人体骨关节的扭伤，严重时甚至造成骨折，威胁人体健康。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于外骨骼腿部调节的机构，可有效提高下肢助力外骨骼的调节可操作性，降低使用难度，提高调节效率，并且可以实现下肢长度的精确调整，降低外骨骼产品运行时与人体骨关节干涉的风险，提高外骨骼产品运行的安全性。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于外骨骼腿部调节的机构，包括上连杆、下连杆、限位键、调节套筒、内锁紧套和外锁紧套，其中调节套筒上端设有第一内螺纹段、下端设有第二内螺纹段，所述第一内螺纹段和第二内螺纹段旋向相反，且所述第一内螺纹段与上连杆螺纹连接，所述第二内螺纹段与下连杆螺纹连接，所述上连杆上设有上键槽，所述下连杆上设有下键槽，所述限位键设于所述调节套筒中且一端设于上键槽中、另一端设于下键槽中，所述调节套筒下端置于有带夹爪的内锁紧套中，外锁紧套套装于所述内锁紧套上，且所述夹爪通过所述外锁紧套移动挤压闭合夹紧所述下连杆。

所述限位键两端均设有限位折板，且所述限位折板与调节套筒端部相抵限位，

所述限位键为工字型键，所述限位键与调节套筒内表面接触的面呈圆弧形且沿调节套筒内表面滑动。

所述调节套筒内沿着圆周方向均布设有多个限位键，所述上连杆上沿着圆周方向均布设有多个上键槽，所述下连杆上沿着圆周方向均布设有多个下键槽，所述限位键上端设于对应的上键槽中，下端设于对应的下键槽中。

所述第一内螺纹段和第二内螺纹段均为锯齿形内螺纹段，所述上连杆端部和下连杆端部均设有锯齿形外螺纹与对应的锯齿形内螺纹段配合。

所述内锁紧套外壁与所述外锁紧套内壁螺纹配合。

所述上连杆的任一上键槽内设有刻度。

本发明的优点与积极效果为：

1、本发明利用调节套筒转动实现腿部长度调节，利用内锁紧套和外锁紧套锁定整个机构，并且操作时只需旋转外锁紧套即可实现锁定或解锁，操作简单方便，有效提高了下肢助力外骨骼调节的可操作性，降低了使用难度，提高了调节效率。

2、本发明利用调节套筒两端旋向相反的锯齿形内螺纹与对应连杆配合实现上连杆和下连杆的同步伸缩，并且由于锯齿形螺纹具有螺纹副大径无间隙特点，可以使上连杆和下连杆具有较好的对中性，机构间隙小，无晃动产生。

3.本发明上连杆及下连杆圆周方向均布有多个键槽，并通过表面成圆弧的拱形工字长限位键将上连杆及下连杆连接，使上、下连杆之间无相对转动趋势，由于工字长键表面呈圆弧形，因此可沿调节套筒内表面滑动，不会产生干涉，所有扭矩由各个限位键承担，使整个机构具有较强刚度。

4、本发明在上连杆的任一上键槽内设有刻度方便调节时确认长度，从而实现腿部长度精确调节。

附图说明

图1为本发明调节至最长状态时的示意图，

图2为本发明调节至最短状态时的示意图，

图3为本发明的结构爆炸示意图，

图4为本发明的使用状态示意图。

其中，1为上连杆，101为上键槽，2为限位键，201为限位折板，3为调节套筒，4为内锁紧套，401为夹爪，5为外锁紧套，6为下连杆，601为下键槽。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详述。

如图1～4所示，本发明包括上连杆1、下连杆6、限位键2、调节套筒3、内锁紧套4和外锁紧套5，其中调节套筒3上端设有第一内螺纹段、下端设有第二内螺纹段，所述第一内螺纹段和第二内螺纹段旋向相反，且所述第一内螺纹段与上连杆1螺纹连接，所述第二内螺纹段与下连杆6螺纹连接，所述上连杆1上设有上键槽101，所述下连杆6上设有下键槽601，所述限位键2设于所述调节套筒3中且一端设于对应的上键槽101中、另一端设于对应的下键槽601中，所述调节套筒3下端置于带夹爪401的内锁紧套4中，外锁紧套5套装于所述内锁紧套4上，且所述夹爪401通过所述外锁紧套5移动挤压闭合夹紧所述下连杆6。本发明使用时，由于所述调节套筒3上下两端内螺纹旋向相反，旋转所述调节套筒3可使上连杆1和下连杆6同步伸缩，从而实现调整长度目的，并且所述限位键2两端分别置于对应连杆的键槽中，保证上连杆1和下连杆6不会发生转动，仅为伸缩移动，当上连杆1和下连杆6位置确定后，旋转所述外锁紧套5，所述外锁紧套5向上运动并挤压内锁紧套4上的夹爪401闭合将下连杆6抱死锁紧，使下连杆6无法移动，进而使调节套筒3无法转动，同时上连杆1也无法移动，实现整个机构锁定。

如图3所示，所述限位键2两端均设有限位折板201，如图1所示，所述限位折板201与调节套筒3端部相抵限位，从而避免限位键2脱离任一侧连杆的键槽。本实施例中，所述限位键2为工字型长键，其与调节套筒3内表面接触的面成圆弧形，且可紧密贴合于调节套筒3内表面，因此调节套筒3旋转时，各个限位键2不会与调节套筒3产生干涉而阻碍调节套筒3旋转。

如图3所示，所述调节套筒3内沿着圆周方向均布设有多个限位键2，所述上连杆1上沿着圆周方向均布设有多个上键槽101，所述下连杆6上沿着圆周方向均布设有多个下键槽601，所述限位键2上端设于对应的上键槽101中，下端设于对应的下键槽601中。本实施例中设有三个限位键2，上连杆1上对应设有三个上键槽101，下连杆6上对应设有三个下键槽601。

本实施例中，所述上连杆1端部和下连杆6端部均设有锯齿形外螺纹与调节套筒3对应端部的锯齿形内螺纹段配合，由于锯齿形螺纹具有螺纹副大径无间隙特点，可以使上连杆1和下连杆6具有较好的对中性，机构间隙小，无晃动产生。

本实施例中，所述内锁紧套4内部通过强力胶紧固于调节套筒3下端，所述内锁紧套4外壁与所述外锁紧套5内壁螺纹配合，向上旋拧外锁紧套5时，所述外锁紧套5挤压夹爪401闭合，向下旋拧外锁紧套5时，夹爪401不再受压自动张开，从而不再锁定下连接杆6，整个机构解锁。

如图1所示，任一上键槽101内设有刻度方便调节时确认长度。

本发明的工作原理为：

如图4所示，本发明用于可穿戴外骨骼腿部调节，本发明使用时，首先旋转外锁紧套5使其向下移动不再挤压内锁紧套4上的夹爪401，夹爪401自动张开不再抱紧下连杆6实现解锁，然后旋转调节套筒3，由于所述调节套筒3上下两端内螺纹旋向相反，旋转所述调节套筒3可使上连杆1和下连杆6同步伸缩，从而实现调整腿部长度目的，并且所述限位键2两端分别置于对应连杆的键槽中，保证上连杆1和下连杆6不会发生转动，仅为伸缩移动，当上连杆1和下连杆6位置确定后，再重新旋转所述外锁紧套5使其向上运动并挤压内锁紧套4上的夹爪401闭合将下连杆6重新抱死锁紧，进而实现整个机构锁定，如图1所示，所述上连杆1的任一上键槽101内设有刻度方便调节时确认长度，从而实现腿部长度精确调节。