本發(fā)明涉及智能助力機(jī)械骨骼裝置領(lǐng)域，尤其是涉及一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

在已知技術(shù)中，外骨骼技術(shù)已經(jīng)有二十多年的歷史。通過仿生學(xué)原理，旨在設(shè)計(jì)一種能夠增強(qiáng)人體能力的機(jī)電一體化裝置，可穿戴在操作人員體外，提供諸如動(dòng)力、支撐、保護(hù)等功能。人們?cè)谏钪薪?jīng)常會(huì)進(jìn)行上樓梯、爬山、騎自行車等運(yùn)動(dòng)，而這些運(yùn)行都會(huì)使得關(guān)節(jié)承受很大的力量，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)損傷關(guān)節(jié)，而且容易引起人體疲勞，對(duì)于老年人或者負(fù)重行走的人員更是如此。隨著科技水平的不斷進(jìn)步，出現(xiàn)了可穿戴式輔助機(jī)械裝置，此類裝置可以在一定程度上輔助老人和體弱者短途行走和解決在日常生活中遇到的力量不足的問題，但這些助力機(jī)械的關(guān)節(jié)在提供助力的同時(shí)也制約了使用者本身關(guān)節(jié)的靈活度，且運(yùn)動(dòng)速度緩慢，當(dāng)發(fā)生緊急情況需要快速移動(dòng)時(shí)反而容易絆倒使用者，助力機(jī)械關(guān)節(jié)的受力固定無法實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)，因而可能對(duì)使用者身體造成壓迫傷害。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服上述中存在的問題，提供了一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，有效解決現(xiàn)有助力機(jī)械過分制約使用者關(guān)節(jié)以及靈活度不足的問題。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件，所述的保護(hù)機(jī)構(gòu)包括具有球形結(jié)構(gòu)的第一殼體、設(shè)置于第一殼體內(nèi)的第一防護(hù)墊、對(duì)稱設(shè)置于第一殼體兩側(cè)的鉸鏈以及鎖定機(jī)構(gòu)；

所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)是分別通過鉸鏈、鎖定機(jī)構(gòu)對(duì)稱連接在保護(hù)機(jī)構(gòu)兩側(cè),所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)包括n字形結(jié)構(gòu)的第二殼體、轉(zhuǎn)軸；所述的轉(zhuǎn)軸包括主軸以及與主軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接的套筒，主軸的兩端分別與第二殼體相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接；

所述的鎖定機(jī)構(gòu)包括設(shè)置于第一殼體上具有t字形結(jié)構(gòu)的掛鉤、設(shè)置于第二殼體上的鎖體；所述的鎖體上設(shè)有中空內(nèi)腔,中空內(nèi)腔的底部設(shè)有按壓式開關(guān)，中空內(nèi)腔上端對(duì)稱滑動(dòng)設(shè)置有一對(duì)滑塊，滑塊與中空內(nèi)腔之間設(shè)有張緊彈簧，滑塊上設(shè)置有穿出鎖體的拉索；所述的鎖體上設(shè)有封堵中空內(nèi)腔的擋板；

所述的助力桿件包括第一桿件、第二桿件、第三桿件，所述的第一桿件的一端與套筒相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二桿件的一端與套筒固定連接，第三桿件的一端設(shè)有齒輪，齒輪與主軸相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接；第一桿件、第二桿件、第三桿件的另一端分別設(shè)置有固定束帶、環(huán)扣以及活動(dòng)束帶，固定束帶上設(shè)有第二防護(hù)墊；所述第二桿件與轉(zhuǎn)軸連接的一端設(shè)有電機(jī)、弧形導(dǎo)向桿件以及套設(shè)于弧形導(dǎo)向桿件上的傳動(dòng)彈簧，傳動(dòng)彈簧是與電機(jī)相互傳動(dòng)連接，且傳動(dòng)彈簧是與齒輪相互傳動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，所述的第一殼體內(nèi)設(shè)置有第一壓力傳感器,且第一壓力傳感器是薄片式壓力傳感器。

進(jìn)一步的，所述的第二防護(hù)墊內(nèi)設(shè)有第二壓力傳感器，且第二壓力傳感器是薄片式壓力傳感器。

進(jìn)一步的，所述的第二殼體上固定設(shè)置有角度傳感器，主軸的一端是與角度傳感器相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

進(jìn)一步的，所述的第二桿件、第三桿件上分別設(shè)置有第一陀螺儀、第二陀螺儀。

進(jìn)一步的，所述的第二殼體上設(shè)有控制器，控制器分別與電機(jī)、第一壓力傳感器、第二壓力傳感器、角度傳感器、第一陀螺儀、第二陀螺儀相互電性連接。

進(jìn)一步的，所述的第一桿件、第二桿件設(shè)置于同一端，且第二桿件上的固定束帶是與第一桿件上的固定束帶相互抵接，第三桿件是設(shè)置于另一端。

進(jìn)一步的，所述的活動(dòng)束帶的一端是固定設(shè)置在其中一根第三桿件上，活動(dòng)束帶的活動(dòng)端穿過另一根第三桿件上的環(huán)扣，并通過魔術(shù)貼固定連接。

本發(fā)明的有益效果是：一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件，保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件與膝/肘關(guān)節(jié)連接時(shí)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件的相互連接，并通過控制器和各傳感器配合下為膝肘關(guān)節(jié)提供助力，此外電機(jī)通過傳動(dòng)彈簧傳動(dòng)，發(fā)生緊急情況時(shí)傳動(dòng)彈簧拉伸避免束縛使用者自身關(guān)節(jié)靈活度，其傳動(dòng)靈活、可靠、速度快，同時(shí)也能避免助力機(jī)械壓迫使用者身體而造成傷害；其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，有效解決現(xiàn)有助力機(jī)械制約使用者關(guān)節(jié)靈活度的問題。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、助力桿件正面連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、助力桿件側(cè)面連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的動(dòng)力機(jī)構(gòu)、保護(hù)機(jī)構(gòu)連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的保護(hù)機(jī)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的鎖定機(jī)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)示意圖；

圖8是本發(fā)明所述一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)的助力桿件側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記分述如下：1、動(dòng)力機(jī)構(gòu)，11、第二殼體，12、電機(jī)，13、弧形導(dǎo)向桿件，14、傳動(dòng)彈簧，15、控制器，16、轉(zhuǎn)軸，161、主軸，162、套筒，17、角度傳感器，2、保護(hù)機(jī)構(gòu)，21、鉸鏈，22、鎖定機(jī)構(gòu)，23、第一殼體，24、第一防護(hù)墊，241、第一壓力傳感器，25、掛鉤，26、鎖體，261、中空內(nèi)腔，262、滑塊，263、張緊彈簧，27、按壓式開關(guān)，28、拉索，29、擋板，3、助力桿件，31、第一桿件，32、第二桿件，321、第一陀螺儀，33、第三桿件，330、齒輪，331、固定束帶，332、環(huán)扣，333、活動(dòng)束帶，3331、魔術(shù)貼，334、第二陀螺儀，335、第二防護(hù)墊，336、第二壓力傳感器。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡(jiǎn)化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1所示的一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)1、保護(hù)機(jī)構(gòu)2、助力桿件3。

如圖4、圖5所示，所述的保護(hù)機(jī)構(gòu)2包括具有球形結(jié)構(gòu)的第一殼體23、設(shè)置于第一殼體23內(nèi)的第一防護(hù)墊24、對(duì)稱設(shè)置于第一殼體23兩側(cè)的鉸鏈21以及鎖定機(jī)構(gòu)22；第一殼體23扣置于膝關(guān)節(jié)或者肘關(guān)節(jié)的外側(cè)，第一防護(hù)墊24用于關(guān)節(jié)與第一殼體23之間的緩沖。

如圖2、圖3所示，所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)1是分別通過鉸鏈21、鎖定機(jī)構(gòu)22對(duì)稱連接在保護(hù)機(jī)構(gòu)2兩側(cè),所述的動(dòng)力機(jī)構(gòu)1包括n字形結(jié)構(gòu)的第二殼體11、轉(zhuǎn)軸16。

如圖7所示，所述的轉(zhuǎn)軸16包括主軸161以及與主軸161相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接的套筒162，主軸161的兩端分別與第二殼體11相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

如圖6所示，所述的鎖定機(jī)構(gòu)22包括設(shè)置于第一殼體23上具有t字形結(jié)構(gòu)的掛鉤25、設(shè)置于第二殼體11上的鎖體26；所述的鎖體26上設(shè)有中空內(nèi)腔261,中空內(nèi)腔261的底部設(shè)有按壓式開關(guān)27，中空內(nèi)腔261上端對(duì)稱滑動(dòng)設(shè)置有一對(duì)滑塊262，滑塊262與中空內(nèi)腔261之間設(shè)有張緊彈簧263，滑塊262上設(shè)置有穿出鎖體26的拉索28；所述的鎖體26上設(shè)有封堵中空內(nèi)腔261的擋板29；作為一種優(yōu)選的方案，掛鉤25與第一殼體23通過具有柔性、彈性的材料連接，如塊狀彈性帶。

如圖2、圖3所示，所述的助力桿件3包括第一桿件31、第二桿件32、第三桿件33，所述的第一桿件31的一端與套筒162相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接，第二桿件32的一端與套筒162固定連接，第三桿件33的一端設(shè)有齒輪330，齒輪330與主軸161相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接。

如圖8所示，第一桿件31、第二桿件32、第三桿件33的另一端分別設(shè)置有固定束帶331、環(huán)扣332以及活動(dòng)束帶333，固定束帶331上設(shè)有第二防護(hù)墊335；固定束帶331、環(huán)扣332與活動(dòng)束帶333相互配合將整體結(jié)構(gòu)固定到關(guān)節(jié)上，第二防護(hù)墊335用于固定束帶331與使用者身體之間的緩沖；

所述第二桿件32與轉(zhuǎn)軸16連接的一端設(shè)有電機(jī)12、弧形導(dǎo)向桿件13以及套設(shè)于弧形導(dǎo)向桿件13上的傳動(dòng)彈簧14，傳動(dòng)彈簧14是與電機(jī)12相互傳動(dòng)連接，且傳動(dòng)彈簧14是與齒輪330相互傳動(dòng)連接。當(dāng)發(fā)生緊急情況時(shí)，助力桿件3被使用者身體壓迫，壓力傳導(dǎo)到傳動(dòng)彈簧14上導(dǎo)致其被拉伸而不制約使用者本身關(guān)節(jié)，進(jìn)而使得傳動(dòng)彈簧14暫時(shí)脫離齒輪330，進(jìn)一步解放使用者本身的關(guān)節(jié)，避免影響使用者關(guān)節(jié)靈活度而在緊急情況下絆倒使用者。

在如圖5所示的一種實(shí)施例中，所述的第一殼體23內(nèi)設(shè)置有與控制器15連接的第一壓力傳感器241,且第一壓力傳感器241是薄片式壓力傳感器。

在如圖8所示的一種實(shí)施例中，所述的第二防護(hù)墊335內(nèi)設(shè)有與控制器15連接的第二壓力傳感器336，且第二壓力傳感器336是薄片式壓力傳感器。

第一壓力傳感器241、第二壓力傳感器336用于檢測(cè)關(guān)節(jié)的姿態(tài)，如第一壓力傳感器241、第二壓力傳感器336同時(shí)檢測(cè)到壓力則關(guān)節(jié)處于彎曲狀態(tài)，第一壓力傳感器241沒檢測(cè)到壓力、第二壓力傳感器336檢測(cè)到壓力則關(guān)節(jié)處于伸直或者未完全彎曲狀態(tài)。

在如圖7所示的一種實(shí)施例中，所述的第二殼體11上固定設(shè)置有角度傳感器17，主軸161的一端是與角度傳感器17相互轉(zhuǎn)動(dòng)連接，角度傳感器17用于檢測(cè)關(guān)節(jié)的彎曲角度。

在如圖1所示的一種實(shí)施例中，所述的第二桿件32、第三桿件33上分別設(shè)置有第一陀螺儀321、第二陀螺儀334，第一陀螺儀321、第二陀螺儀334用于檢測(cè)身體的相對(duì)姿態(tài)，如第一陀螺儀321、第二陀螺儀334位置相對(duì)水平則使用者躺著或者平舉著手臂，第一陀螺儀321、第二陀螺儀334位置相對(duì)垂直則使用者站立或者手臂下垂。

所述的第二殼體11上設(shè)有控制器15，控制器15分別與電機(jī)12、第一壓力傳感器241、第二壓力傳感器336、角度傳感器17、第一陀螺儀321、第二陀螺儀334相互電性連接，控制器15統(tǒng)籌各傳感器傳入的數(shù)據(jù)，并依照傳感器傳入的數(shù)據(jù)做出預(yù)設(shè)控制。

在如圖1所示的一種實(shí)施例中，所述的第一桿件31、第二桿件32設(shè)置于同一端，且第二桿件32上的固定束帶331是與第一桿件31上的固定束帶331相互抵接，第三桿件33是設(shè)置于另一端。

可能的預(yù)設(shè)控制包括當(dāng)檢測(cè)到關(guān)節(jié)彎曲超過一定角度時(shí)斷開電機(jī)12；當(dāng)檢測(cè)到關(guān)節(jié)彎曲且第二壓力傳感器336壓力減小時(shí)，啟動(dòng)電機(jī)12提供助力；當(dāng)檢測(cè)到關(guān)節(jié)伸直時(shí)啟動(dòng)電機(jī)使得第二桿件32與第一桿件31分離，然后關(guān)閉電機(jī)12；以上只是列舉了部分常見的預(yù)設(shè)控制動(dòng)作，其他可依靠本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的預(yù)設(shè)控制也應(yīng)包括在內(nèi)。

在如圖8所示的一種實(shí)施例中，所述的活動(dòng)束帶333的一端是固定設(shè)置在其中一根第三桿件33上，活動(dòng)束帶333的活動(dòng)端穿過另一根第三桿件33上的環(huán)扣332，并通過魔術(shù)貼3331固定連接。

本發(fā)明所述的一種壓感式智能膝肘關(guān)節(jié)保護(hù)電傳動(dòng)助力導(dǎo)向系統(tǒng)，包括動(dòng)力機(jī)構(gòu)、保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件，保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件與膝/肘關(guān)節(jié)連接時(shí)對(duì)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行定位，動(dòng)力機(jī)構(gòu)用于保護(hù)機(jī)構(gòu)、助力桿件的相互連接，并通過控制器和各傳感器配合下為膝肘關(guān)節(jié)提供助力，此外電機(jī)通過傳動(dòng)彈簧傳動(dòng)，發(fā)生緊急情況時(shí)傳動(dòng)彈簧拉伸避免束縛使用者自身關(guān)節(jié)靈活度，其傳動(dòng)靈活、可靠、速度快，同時(shí)也能避免助力機(jī)械壓迫使用者身體而造成傷害；其結(jié)構(gòu)合理，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便、安全可靠、智能化程度高等優(yōu)點(diǎn)，有效解決現(xiàn)有助力機(jī)械過分制約使用者關(guān)節(jié)靈活度的問題。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實(shí)施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項(xiàng)發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項(xiàng)發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。