[发明专利]一种关节角位移控制装置

说明书

本发明提供一种关节角位移控制装置，涉及医疗康复设备技术领域。包括关节销轴、第一杆体和第二杆体，第一杆体和第二杆体均通过端部的通孔套装在关节销轴上，且第一杆体与关节销轴固定联接，第二杆体与关节销轴铰接；关节销轴上还套装有环形滑线变阻器，环形滑线变阻器的内圈与关节销轴固定联接，外圈与第二杆体固定联接；所述关节角位移控制装置还包括使第二杆体绕关节销轴在第一极限工位和第二极限工位范围内旋转的限位结构，所述第一极限工位和第二极限工位均为人体关节转动的极限位置。本发明提供了包含角位移检测和限位结构的关节轴系结构，结构简单紧凑，应用广泛，可适用于肢体机器人髋、裸、肩、肘、腕等各关节上。

技术领域

本发明涉及医疗康复设备技术领域，具体涉及一种关节角位移控制装置。

背景技术

近年来我国肢体残疾人数在呈现不断递增趋势，患者接受康复训练的需求和供给存在巨大缺口；老年人高发病诸如由于大脑，神经，脊椎，肌肉或骨骼相关紊乱而导致关节功能丧失或运动受限制，需要辅助康复治疗，其带来的康复需求使得康复医疗行业的需求空间持续增加，传统的人工或简单的医疗设备已经不能满足患者的康复需求，康复机器人应运而生。

肢体康复机器人属于可穿戴设备，一般通过预设好的动作带动患者进行康复训练。为了更好匹配人类关节的正常活动轨迹和带动肢体在合理角度范围活动，肢体康复机器人各关节实时角位移检测反馈和安全限位尤为重要，而对于此方面的具体细节结构普适性和移植性设计，调研发现，现有技术存在以下不足：(1)局限于肢体康复机器人的总体结构设计，例如局限于单腿和双腿的总体结构设计，但并未提及角位移检测和限位具体细化结构；(2)人体的髋膝踝肩肘腕等各关节有一定的角度活动范围和角位移机械零点，此两点对肢体康复机器人使用的安全性和步态算法坐标系标定尤为重要，但调研发现相关专利仅提及各角位移传感器的数据采集与融合算法，对康复机器人各关节的具体安全限位及坐标系机械零位结构设计等方面内容具体阐述极少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于，现有肢体康复机器人的关节设计并未提及角位移检测和限位的具体细化结构的问题。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

一种关节角位移控制装置，包括关节销轴、第一杆体和第二杆体，第一杆体和第二杆体均通过端部的通孔套装在关节销轴上，且第一杆体与关节销轴固定联接，第二杆体与关节销轴铰接；关节销轴上还套装有环形滑线变阻器，环形滑线变阻器的内圈与关节销轴固定联接，外圈与第二杆体固定联接；所述关节角位移控制装置还包括使第二杆体绕关节销轴在第一极限工位和第二极限工位范围内旋转的限位结构，所述第一极限工位和第二极限工位均为人体关节转动的极限位置。

进一步地，所述第一杆体为大腿杆，第二杆体为小腿杆，所述第一极限工位上，大腿杆与小腿杆之间呈180度；所述第二极限工位上，大腿杆与小腿杆之间呈100度。

进一步地，所述限位结构包括零位限位板和限位截面，以小腿杆由第一极限工位向第二极限工位旋转的方向为内侧，所述零位限位板固定于小腿杆的外侧，所述小腿杆位于第一极限工位时，零位限位板位于大腿杆与小腿杆的连接处；所述限位截面位于大腿杆上，且为第二极限工位上大腿杆与小腿杆的接触面。

进一步地，所述第二杆体通孔的内侧与关节销轴外侧之间安装有轴承。

进一步地，所述关节销轴上设有对轴承进行轴向限位的轴肩。

进一步地，所述第一杆体与关节销轴联接的端部为凸起状端部，所述第二杆体与关节销轴联接的端部为凹陷状端部，且凸起状端部装配在凹陷状端部中。

进一步地，所述凸起状端部与凹陷状端部接触面间夹有缓冲垫片。

进一步地，所述外圈上安装有第一限位套筒，所述第二杆体与关节销轴相联接的端部固定安装有至少一对第二限位套筒，所述第一限位套筒与第二限位套筒垂直且相切接触，第一限位套筒的中心轴经过所述一对第二限位套筒的中心线。