一种弯曲刚度可变的龙骨结构制造技术

本发明专利技术具体是一种弯曲刚度可变的龙骨结构，解决了现有变刚度技术应用于矫姿带时响应速度慢、刚度变化范围小、适用性差的问题。一种弯曲刚度可变的龙骨结构，包括平行设置且固定连接的第I龙骨与第II龙骨；其特征在于：第II龙骨的上部穿有N根与其间隙配合的销钉，每根销钉的顶端部均活动穿于第I龙骨，第I龙骨的顶部设置有N个防止销钉顶出的上限位机构、底部设置有N个防止销钉脱离的下限位机构；每根销钉的旁侧均设置有驱动销钉上下移动的响应驱动机构。本发明专利技术结构设计合理可靠，通过响应驱动机构对销钉在第II龙骨的插接深度进行调节，进而调节销钉晃动的幅度，进而实现变弯曲刚度的功能。功能。功能。

【技术实现步骤摘要】
一种弯曲刚度可变的龙骨结构


[0001]本专利技术涉及医疗器械用龙骨结构，具体是一种弯曲刚度可变的龙骨结构。

技术介绍

[0002]现有的变刚度技术多是通过材料性能改进、电流变技术、磁流变技术等方式来实现的。其中，变刚度的材料有形状记忆合金与压电陶瓷。
[0003]然而实践表明，现有的变刚度技术应用于矫姿带时存在以下问题：一是形状记忆合金是通过相变来实现刚度改变，用于矫姿带时存在刚度变化不连续、响应速度慢的问题；二是压电陶瓷是通过压电效应来实现刚度的连续改变，但存在刚度变化范围小、难以适应曲面结构的问题；三是电流变技术是利用电流变液的流变性质在电场中可发生快速、可逆的相变，进而实现刚度的调节，磁流变技术是利用磁流变液的流动性随磁场变化而变化的原理，实现刚度的调节，而电流变液、磁流变液均存在沉降性与再分散性较差的问题，因而限制了电流变技术、磁流变技术在矫姿带的应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术为了解决现有变刚度技术应用于矫姿带时响应速度慢、刚度变化范围小、适用性差的问题，提供了一种弯曲刚度可变的龙骨结构。
[0005]本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种弯曲刚度可变的龙骨结构，包括平行设置且固定连接的第I龙骨与第II龙骨；第II龙骨的上部穿有N根与其间隙配合的销钉，N为大于等于2的正整数；每根销钉的顶端部均活动穿于第I龙骨，第I龙骨的顶部设置有N个防止销钉顶出的上限位机构、底部设置有N个防止销钉脱离的下限位机构；每根销钉的旁侧均设置有驱动销钉上下移动的响应驱动机构。
>[0006]进一步地，所述响应驱动机构包括机座固定穿于第I龙骨的步进电机和与步进电机电连接的微控制器；步进电机的输出轴上固定连接有位于第I龙骨下侧的竖向的螺杆，螺杆上套设有与其螺纹连接的内螺纹套筒，内螺纹套筒的外侧壁与销钉的侧壁固定连接。
[0007]进一步地，所述上限位机构为设置于销钉上方且下部旋拧于第I龙骨顶部的端盖。
[0008]进一步地，所述下限位机构包括环形挡板，环形挡板的中部通孔的直径大于销钉中部的直径，且所述中部通孔的直径小于销钉头部的直径；环形挡板通过若干个沿周向等距离分布的螺钉固定连接于第I龙骨的底面。
[0009]进一步地，第I龙骨的底面固定连接有若干个开口朝向销钉且位于螺杆外侧的U形板，U形板的内底壁设置有与其固定贴合且与螺杆底端部相接触的垫片。
[0010]进一步地，步进电机与微控制器通过步进电机驱动器电连接；内螺纹套筒的外侧壁与销钉的侧壁通过连接杆固定连接。
[0011]进一步地，第II龙骨的上表面开设有N个凹槽，凹槽的上部呈上宽下窄的倒锥状、中下部呈圆柱状，销钉的底端部呈倒锥状，凹槽的中下部与销钉的直线段间隙配合。
[0012]进一步地，第I龙骨与第II龙骨通过位于端部的若干根支撑杆固定连接。
[0013]通过上述技术方案，本专利技术的有益效果为：（1）本专利技术通过响应驱动机构带动销钉上下移动，由此控制销钉在第II龙骨的插入与解离及插入时销钉的插接深度，插接深度的调节能够调节销钉晃动的幅度，实现变弯曲刚度的功能。
[0014]（2）本专利技术中响应驱动机构的结构设计，通过微控制器接收外部负载发出的电信号（比如应用于矫姿带时，采集到的人体肌电信号），并根据该电信号实时发出脉冲信号与方向信号以控制步进电机以特定的方向转动一定角度，带动螺杆转动一定角度，螺杆转动带动内螺纹套筒沿螺杆上下移动，将螺杆的角位移转化为内螺纹的线位移，进而带动销钉上下移动，实现调节销钉在第II龙骨的插接深度的目的，实现变弯曲刚度的功能。
[0015]（3）本专利技术可应用于矫姿带的龙骨部分，当佩戴者姿势不良或进行大幅度活动时，响应驱动机构能够接收肌电信号的变化，由微控制器实时发送信号至步进电机驱动器，步进电机驱动器接收信号并控制步进电机产生相应动作，调整结构，通过控制销钉的插入与解离及插入时销钉的插接深度，实现变弯曲刚度的目的，既实现了自动控制，同时增加了佩戴者的灵活性。
[0016]（4）本专利技术通过插接深度的调节方式，直接响应，响应速度快，同时该作用方式弯曲刚度变化范围较压变陶瓷等的弯曲刚度变化范围大，增加了本龙骨结构应用于矫姿带时的适用性能。
[0017]（5）本专利技术同时可适用于其他需要变弯曲刚度的结构上，尤其可应用于医疗器械领域的变弯曲刚度结构件。
附图说明
[0018]图1是本专利技术的结构示意图；图2是图1中第I龙骨、第II龙骨及销钉的布置的立体示意图；图3是图2的平面示意图；图4是图1中响应驱动机构的结构示意图；图5是本专利技术销钉插入程度与弯曲刚度的变化曲线图。
[0019]图中，1
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第I龙骨，2
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第II龙骨，3
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销钉，4
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步进电机，5
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微控制器，6
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螺杆，7
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内螺纹套筒，8
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端盖，9
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环形挡板，10
‑
螺钉，11
‑ꢀ
U形板，12
‑
垫片，13
‑
步进电机驱动器，14
‑
连接杆，15
‑
凹槽，16
‑
支撑杆。
具体实施方式
[0020]一种弯曲刚度可变的龙骨结构，如附图1、附图2、附图3所示；包括平行设置且固定连接的第I龙骨1与第II龙骨2；第II龙骨2的上部穿有两根与其间隙配合的销钉3，每根销钉3的顶端部均活动穿于第I龙骨1的通孔内（每个销钉对应一个通孔，通孔内径大于销钉头部外径），第I龙骨1的每个通孔顶部设置有两个防止销钉3顶出的上限位机构、通孔底部设置有两个防止销钉3脱离的下限位机构；每根销钉3的旁侧均设置有驱动销钉3上下移动的响应驱动机构。
[0021]本专利技术通过响应驱动机构带动销钉3上下移动，由此控制销钉3在第II龙骨2的插入与解离及插入时销钉3的插接深度，因为销钉3与第II龙骨2为间隙配合，所以销钉3在间
隙内存在晃动量，插接深度的调节能够调节销钉3晃动的幅度，一是实现了变弯曲刚度的功能；二是通过插接深度的调节方式，直接响应，响应速度快，同时该作用方式弯曲刚度变化范围较压变陶瓷的弯曲刚度变化范围大，增加了本龙骨结构应用于矫姿带时的适用性能。其中，上限位机构、下限位机构能够对销钉3上部的位置进行限定，在保证销钉3上部与第I龙骨1活动连接的基础上，防止销钉3上下移动过程中脱离第I龙骨1。
[0022]使用时，第I龙骨1与第II龙骨2的间距为固定值，且第I龙骨1与第II龙骨2均是由半柔性材料制成的，当矫姿带的佩戴者姿势不良或进行大幅度活动时，响应驱动机构接收肌电信号，并根据肌电信号带动销钉3在第I龙骨1与第II龙骨2之间上下移动，进而控制销钉3在第II龙骨2的插入与解离及插入时销钉3的插接深度，销钉3插入时，随着销钉3在第II龙骨2的插接深度的减小，销钉3的晃动幅度逐渐增大，由此实现瞬间改变弯曲刚度的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种弯曲刚度可变的龙骨结构，包括平行设置且固定连接的第I龙骨（1）与第II龙骨（2）；其特征在于：第II龙骨（2）的上部穿有N根与其间隙配合的销钉（3），N为大于等于2的正整数；每根销钉（3）的顶端部均活动穿于第I龙骨（1），第I龙骨（1）的顶部设置有N个防止销钉（3）顶出的上限位机构、底部设置有N个防止销钉（3）脱离的下限位机构；每根销钉（3）的旁侧均设置有驱动销钉（3）上下移动的响应驱动机构。2.根据权利要求1所述的一种弯曲刚度可变的龙骨结构，其特征在于：所述响应驱动机构包括机座固定穿于第I龙骨（1）的步进电机（4）和与步进电机（4）电连接的微控制器（5）；步进电机（4）的输出轴上固定连接有位于第I龙骨（1）下侧的竖向的螺杆（6），螺杆（6）上套设有与其螺纹连接的内螺纹套筒（7），内螺纹套筒（7）的外侧壁与销钉（3）的侧壁固定连接。3.根据权利要求1所述的一种弯曲刚度可变的龙骨结构，其特征在于：所述上限位机构为设置于销钉（3）上方且下部旋拧于第I龙骨（1）顶部的端盖（8）。4.根据权利要求1所述的一种弯曲刚度可变的龙骨结构，其特征在于：所述下限位机构包括环形挡板（9），环形挡板（9）的中部通孔的直径大于销钉（3）中部的直...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘春生，程沛雯，陈维毅，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：