一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸制造技术

本发明专利技术公开了一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，包括缸体、活塞杆、设置在缸体内并与活塞杆固定连接的活塞，以及与缸体内部的腔室连通的供油管路，供油管路上设置有用于控制液压油流量的控制阀，腔室内位于缸体的两端分别设置有第一弹性件和第二弹性件，活塞的底端和上端可分别与第一弹性件和第二弹性件抵接并对其进行压缩。本发明专利技术的一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，具有结构简单，可以有效防止膝关节摆动过度等优点。

An end damped hydraulic cylinder applied to the knee joint rehabilitation robot

At the end of the damping hydraulic cylinder of the present invention discloses a method for knee rehabilitation robot, including in the cylinder body and the piston rod is fixedly connected with the piston cylinder, piston rod, and arranged inside the cylinder body, and the chamber communicated with the oil pipeline, the oil pipeline is provided with a control valve for controlling the flow of hydraulic oil, both ends the chamber located in the cylinder body are respectively provided with a first elastic member and the second elastic member, the piston bottom and the upper end can be respectively with the first elastic member and the elastic member abuts against the second and thiscompression. The end damping hydraulic cylinder for knee rehabilitation robot has the advantages of simple structure and effective prevention of excessive swing of knee joint.

【技术实现步骤摘要】
一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸
本专利技术涉及康复医疗器械领域，尤其涉及一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸。
技术介绍
现有的下肢外骨骼矫形器通常采用电机驱动液压缸进行矫形器的调节控制，其中需要电机转动控制液压油的流动，进而驱动活塞在缸体内进行往复运动，从而带动活塞杆进行伸缩运动，实现对下肢运动的控制调节。因此，这种结构的矫形器需要采用过重的电源和电机，导致矫形器的整体尺寸和质量较大，这对于单下肢膝伸展肌肉组织完全瘫痪或部分瘫痪的佩戴者，这种结构的矫形器过于冗余，增加了使用者的行走负担，并且活塞杆伸缩均需要电机进行驱动，增加了电源电量的损耗，缩短了矫形器的续航时间。为了解决上诉问题，中国专利CN106618830公开了一种单下肢外骨骼矫形器及矫形控制方法，该矫形器中公开了一种液压阻尼器，该液压阻尼器中通过设置有弹簧，使得膝关节在弯曲时可以压缩弹簧而存储弹性势能，弹性势能可以用于驱动关节伸直，这样可以减少电源电量的消耗，从而延长了矫形器的续航时间，但是该液压阻尼器通过弹簧的弹性势能驱动第二活塞运动，使得液压油推动第一活塞运动，进而驱动活塞杆伸长，这样的控制方式结构复杂，并且没有设置有缓冲装置，使得活塞杆驱动膝关节伸直时，容易发生摆动过度，从而对膝关节造成二次损伤。
技术实现思路
本专利技术旨在解决上述所提及的技术问题，提供一种结构简单，可以有效防止膝关节摆动过度的末端阻尼液压缸。本专利技术是通过以下的技术方案实现的：一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，包括缸体、活塞杆、设置在缸体内并与活塞杆固定连接的活塞，以及与缸体内部的腔室连通的供油管路，供油管路上设置有用于控制液压油流量的控制阀，腔室内位于缸体的两端分别设置有第一弹性件和第二弹性件，腔室的中部设置有隔板，隔板上设置有与活塞杆滑动配合的第一通孔，活塞包括分别设置在隔板的两侧的第一活塞和第二活塞，第一活塞和第二活塞可分别与隔板构造成相对密封的第一腔室和第二腔室，供油管路的两端分别与第一腔室和第二腔室连通，第一活塞和第二活塞可分别与第一弹性件和第二弹性件抵接并对其进行压缩。优选地，所述控制阀设置在缸体外部。优选地，所述隔板垂直于活塞杆的轴线进行设置。优选地，所述第一弹性件和第二弹性件分别与第一活塞以及第二活塞背向隔板的端面连接。优选地，所述第一腔室和第二腔室靠近隔板处设置有分别与供油管路的两端连接的第一供油口和第二供油口。优选地，所述缸体的底端和上端分别设置有第一缸盖和第二缸盖，所述第二缸盖上设置有与活塞杆滑动配合的第二通孔。优选地，所述第一弹性件和/或第二弹性件为弹簧。有益效果是：与现有技术相比，本专利技术的一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸通过在油缸内的底端设置有第一弹性件，使得活塞杆受力收缩时，驱动活塞朝向缸体底端运动，对第一弹性件进行压缩，进而使得第一弹性件存储弹性势能，当活塞杆不受外力时，活塞在第一弹性件弹性势能的驱动下，朝向缸体上端运动，进而驱动活塞杆伸长，同时可以通过调节控制阀，实现对供油管路上液压油的流量进行调控，进而对活塞杆的伸缩和运动快慢进行调节，并且当活塞杆将要完全伸长时，活塞对第二弹性件进行压缩，第二弹性件可以起到有效的缓冲作用，防止活塞杆运动速度过快以及过度伸长，从而避免了对膝关节造成二次损伤。附图说明以下结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步的详细说明，其中：图1为膝关节康复机器人的结构示意图；图2为应用于图1中的膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸的结构示意图。具体实施方式如图1所示，一种膝关节康复机器人，包括大腿壳体18、小腿壳体19和末端阻尼液压缸20，大腿壳体18与小腿壳体19铰接，末端阻尼液压缸20的上端和下端分别与大腿壳体18和小腿壳体19铰接，并可驱动大腿壳体18和小腿壳体19绕铰接点相对转动，使用时，将大腿壳体18和小腿壳体19分别固定安装在大腿上和小腿上，末端阻尼液压缸20通过其活塞杆2的直线伸缩实现小腿壳体19绕铰接点相对于大腿壳体18进行转动，进而实现膝关节的弯曲和伸直，从而配合人体的行走状态。如图2所示，一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸20，包括缸体1、活塞杆2、设置在缸体1内并与活塞杆2固定连接的活塞，以及与缸体1内部的腔室连通的供油管路3，供油管路3上设置有用于控制液压油流量的控制阀4，供油管路3可以设置在缸体1的外部，进而使得控制阀4可以安装在缸体1外部，这样便于控制阀4的拆装和更换，同时简化了缸体1内部结构，便于加工和生产，腔室内位于缸体1的两端分别设置有第一弹性件5和第二弹性件6，第一弹性件5或第二弹性件6可以为弹簧，也可以第一弹性件5和第二弹性件6均为弹簧，亦或为弹性塑料或者弹性硅胶，活塞的底端和上端可分别与第一弹性件5和第二弹性件6抵接并对其进行压缩。膝关节康复机器人在使用时，末端阻尼液压缸20的工作状态如下：当人体行走状态处于直立时，膝关节处于伸直状态，下肢处于支撑期，活塞杆2处于完全伸长状态，活塞位于缸体1的最上端，此时将控制阀4关闭，活塞杆2无法运动，避免膝关节弯曲。当从直立过渡至摆动状态时，大腿抬起，小腿在自身重力作用下使得膝关节惯性弯曲，进而对活塞杆2施加一定压力，推动活塞杆2收缩，从而驱动活塞朝向缸体1底端运动，活塞与第一弹性件5抵接并对其进行压缩，第一弹性件5存储弹性势能。当大腿完全抬起时，大腿和小腿之间的夹角最小，弹簧存储的弹性势能最大，小腿在自身重力作用以及弹簧的推力作用下前摆，辅助膝关节伸直，当活塞杆2将要完全伸出缸体1时，活塞与第二弹性件6抵接并对其进行压缩，第二弹性件6可以对活塞杆2的运动形成有效阻尼，进而起到良好的缓冲作用，防止活塞杆2运动速度过快或，从而避免膝关节伸直过度造成膝关节的二次损伤。活塞杆2在运动过程中，可以通过调节控制阀4的的开口程度，实现对活塞杆2运动快慢的调节，即控制阀4的开口越大，活塞杆2的运动速度越快，反之亦然。腔室的中部设置有隔板7，隔板7垂直于活塞杆2的轴线进行设置，隔板7上设置有与活塞杆2滑动配合的第一通孔8，活塞包括分别设置在隔板7的两侧的第一活塞9和第二活塞10，活塞杆2可同步带动第一活塞9和第二活塞10分别在隔板7的两侧运动，更进一步的，第一活塞9设置在活塞杆2朝向缸体1底端的端部，第一活塞9和第二活塞10可分别与隔板7构造成密闭的第一腔室11和第二腔室12，第一腔室11与第二腔室12相互独立，即第一腔室11中的液压油不能通过第一通孔8与活塞杆2的连接处流入第二腔室12中，供油管路3的两端分别与第一腔室11和第二腔室12连通，第一腔室11与第二腔室12通过供油管路3相互连通，活塞杆2带动第一活塞9和第二活塞10同步运动的过程中，第一腔室11与第二腔室12的总体体积不会发生变化，因而不需要设置有油箱用于提供液压油有和存储液压油，这样可以使得供油管路3的结构更加简单，同时减轻了末端阻尼液压缸的重量，降低了生产成本。为了提高第一弹性件5与第二弹性件6安装的稳定性，第一弹性件5的一端与缸体1内的底端固定连接，另一端可与第一活塞9背向隔板7的端面连接，第二弹性件6的一端与缸体1内的上端固定连接，另一端可与第二活塞10背向隔板7的端面连接。进一步的，第一腔室11和第二腔室12靠近隔板7处可以设置有分别与供油本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，包括缸体(1)、活塞杆(2)、设置在缸体(1)内并与活塞杆(2)固定连接的活塞，以及与缸体(1)内部的腔室连通的供油管路(3)，所述供油管路(3)上设置有用于控制液压油流量的控制阀(4)，其特征在于，所述腔室内位于缸体(1)的两端分别设置有第一弹性件(5)和第二弹性件(6)，所述腔室的中部设置有隔板(7)，隔板(7)上设置有与活塞杆(2)滑动配合的第一通孔(8)，所述活塞包括分别设置在隔板(7)的两侧的第一活塞(9)和第二活塞(10)，所述第一活塞(9)和第二活塞(10)可分别与隔板(7)构造成相对密封的第一腔室(11)和第二腔室(12)，所述供油管路(3)的两端分别与第一腔室(11)和第二腔室(12)连通，所述第一活塞(9)和第二活塞(10)可分别与第一弹性件(5)和第二弹性件(6)抵接并对其进行压缩。

【技术特征摘要】
1.一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，包括缸体(1)、活塞杆(2)、设置在缸体(1)内并与活塞杆(2)固定连接的活塞，以及与缸体(1)内部的腔室连通的供油管路(3)，所述供油管路(3)上设置有用于控制液压油流量的控制阀(4)，其特征在于，所述腔室内位于缸体(1)的两端分别设置有第一弹性件(5)和第二弹性件(6)，所述腔室的中部设置有隔板(7)，隔板(7)上设置有与活塞杆(2)滑动配合的第一通孔(8)，所述活塞包括分别设置在隔板(7)的两侧的第一活塞(9)和第二活塞(10)，所述第一活塞(9)和第二活塞(10)可分别与隔板(7)构造成相对密封的第一腔室(11)和第二腔室(12)，所述供油管路(3)的两端分别与第一腔室(11)和第二腔室(12)连通，所述第一活塞(9)和第二活塞(10)可分别与第一弹性件(5)和第二弹性件(6)抵接并对其进行压缩。2.根据权利要求1所述的一种应用于膝关节康复机器人的末端阻尼液压缸，其特征在于，所述控制阀(4)设置在缸体(1)外部...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑韬，胡昆，朱岩，沈林鹏，杨嘉林，熊麟霏，励建安，
申请(专利权)人：深圳市罗伯医疗机器人研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44