辅助装置以及假肢制造方法及图纸

本发明专利技术实现带有动力的假肢的轻量化和小型化，并提高设计性。膝关节1是对人体膝关节的动作进行辅助的辅助装置。具体而言，膝关节(1)具备：滚珠丝杠(13)，将通过电机(11)而旋转的丝杠轴(130)的旋转运动变换为螺母(131)的直线运动；直动构件(14)，与丝杠轴(130)同轴地设置，并与螺母(131)一起沿着丝杠轴(130)移动；弹性构件(15)，以夹设在螺母(131)以及直动构件(14)之间的方式与丝杠轴(130)同轴地设置；以及曲柄机构(17)，将直动构件(14)的直线运动变换为旋转运动。变换为旋转运动。变换为旋转运动。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】辅助装置以及假肢


本专利技术涉及对人体关节的动作进行辅助的辅助装置、以及具备该辅助装置的假肢。

技术介绍

一般而言，假肢由固定于足截面的接受腔、与接受腔的下端连接的膝关节、与膝关节的下端连接且成为接地部分的足部构成(例如参照专利文献1)。由于这样的假肢是穿戴于身体的，因此为了避免增加身体的负担、或增加假肢本身的体积，轻量化和小型化极为重要。现有技术文献专利文献专利文献1：国际公开第2018/087997号

技术实现思路

专利技术要解决的课题然而，以往的被动型假肢的结构简单且多为棒状，功能受限。此外，以往的被动型假肢由于不能够模仿人类的足的曲线、腓的形状，因此存在设计性差的问题。尤其，在需要电池、包含电机以及基板的电气部件的带有动力的假肢的情况下，由于部件数量较多，因此，假肢整体容易变重。因此，轻量化和小型化极为重要。并且，在假肢中，模仿人类的足的曲线的设计性也被重视。本专利技术是鉴于上述课题而完成的，目的在于提供能够实现轻量化和小型化，并且能够提高设计性的辅助装置以及假肢。用于解决课题的手段(1)本专利技术提供一种辅助装置，对人体关节的动作进行辅助，其中，所述辅助装置具备：滚珠丝杠，将通过电机而旋转的丝杠轴的旋转运动变换为螺母的直线运动；直动构件，与所述丝杠轴同轴地设置，并与所述螺母一起沿着所述丝杠轴移动；弹性构件，以夹设在所述螺母与所述直动构件之间的方式与所述丝杠轴同轴地设置；以及曲柄机构，将所述直动构件的直线运动变换为旋转运动。根据本专利技术，由于将弹性构件与丝杠轴同轴地设置，因此能够缩小用于配置部件的空间、使辅助装置整体变细，进而能够实现轻量化和小型化。此外，根据本专利技术，通过实现轻量化和小型化，从而能够配置具有设计性的外装部件，进而能够提高设计性。此外，根据本专利技术，由于将弹性构件夹设在螺母与直动构件之间，因此弹性构件吸收制造误差，主要在人体关节的动作期间吸收来自外部的冲击的作用变大。此外，在从曲柄机构向直动构件施加横向的力时，螺母必须上下移动，但根据本专利技术，由于将弹性构件夹设在螺母与直动构件之间，因此通过由弹性构件吸收横向的力，从而能够实现直动构件的顺利的移动。由此，能够避免多余的力作用于螺母，进而能够避免丝杠轴与螺母的锁紧、减轻
对螺母的负荷。(2)本专利技术还提供如上述(1)所述所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：减速机构，对所述电机的旋转速度进行减速并将所述电机的动力传递至所述滚珠丝杠，所述减速机构具有：小齿轮，固定于所述电机的驱动轴；以及大齿轮，固定于所述丝杠轴，具有比所述小齿轮大的直径，且经由其它齿轮而与所述小齿轮联动或者与所述小齿轮直接地啮合而联动。根据本专利技术，由于具备减速机构，因此能够通过减速机构增大电机的扭矩并传递至滚珠丝杠。因此，由于能够获得低输出的电机所需的扭矩，因此能够缩小电机，进而能够实现轻量化和小型化。此外，根据本专利技术，由于小齿轮与大齿轮间接或直接地啮合并联动，因此能够可靠地传递动力，能量损失较少。因此，由于能够获得低输出的电机所需的扭矩，因此能够缩小电机，进而能够实现轻量化和小型化。此外，如本专利技术那样，在采用了齿轮的情况下，齿轮间的摩擦较小，因此能够获得较高的反向驱动能力。像这样，本专利技术通过获得较高的反向驱动能力，从而在电池耗尽时，作为被动型假肢，通过惯性使膝伸展/弯曲，从而即使电池耗尽也能够继续行进。(3)本专利技术还提供上述(1)所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：减速机构，对所述电机的旋转速度进行减速并将所述电机的动力传递至所述滚珠丝杠，所述减速机构具有：小带轮，固定于所述电机的驱动轴；大带轮，固定于所述丝杠轴，具有比所述小带轮大的直径；以及环状轮带，钩挂于所述小带轮以及所述大带轮，通过所述小带轮的旋转而行进使所述大带轮旋转。根据本专利技术，由于具备减速机构，因此能够通过减速机构增大电机的扭矩并传递至滚珠丝杠。因此，由于能够获得低输出的电机所需的扭矩，因此能够缩小电机，进而能够实现轻量化和小型化。此外，根据本专利技术，由于具有环状轮带，该环状轮带通过小带轮的旋转而行进使大带轮旋转，因此相较于与齿轮啮合并联动的情况，能够实现静音化。(4)本专利技术还提供上述(1)至(3)中任一项所述辅助装置，其中，所述辅助装置具有第二弹性构件作为所述弹性构件，所述第二弹性构件配置于所述螺母的下方的第一弹性构件以及配置于所述螺母的上方，所述直动构件是内置了所述螺母、所述第一弹性构件以及所述第二弹性构件的气缸。根据本专利技术，与电机的动作无关地，在与曲柄机构连接的接头、以及与该接头的接受腔连接部连接的接受腔动作时，第一弹性构件以及第二弹性构件之中的一个收缩，因此能够准确地吸收经由曲柄机构传递的来自外部的冲击、负荷，保护电机和减速机构等。此外，根据本专利技术，收缩后的第一弹性构件或第二弹性构件复原时产生的复原力对接头的旋转动作进行辅助。因此，由于能够获得低输出的电机所需的动力，因此能够缩小电机，进而能够实现轻量化和小型化。(5)本专利技术还提供如上述(1)至(4)中任一项所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：框架，支承所述丝杠轴；以及罩，可拆装地安装于所述框架。根据本专利技术，通过安装具有与使用者、使用情况相应的设计性的罩(例如具有模仿了人类的曲线的外装结构的罩)，从而能够确保与使用者、使用情况相应的设计性。
(6)本专利技术还提供上述(5)所述辅助装置，其中，所述框架具有：下支承构件，能够旋转地支承所述丝杠轴的下方；上支承构件，能够旋转地支承所述丝杠轴的上方；以及第一支柱，以连结所述下支承构件和所述上支承构件的方式设置于所述丝杠轴的前方，所述辅助装置具备：轨道，沿着所述第一支柱设置，对所述直动构件的移动进行引导；以及引导块，固定于所述直动构件，沿着所述轨道滑动。根据本专利技术，由于通过上下一对支承构件和第一支柱构成了框架，因此能够缩小框架本身，进而能够实现轻量化和小型化。此外，根据本专利技术，由于具备对直动构件的移动进行引导的轨道，因此能够使直动构件顺畅地移动。(7)本专利技术还提供如上述(6)所述辅助装置，其中，所述电机设置于所述丝杠轴的后方，所述框架具有左右一对第二支柱，所述左右一对第二支柱以连结所述下支承构件和所述上支承构件的方式设置于所述丝杠轴或者所述电机的左方及右方。根据本专利技术，由于具有第一支柱和左右一对第二支柱作为框架，因此能够通过第一支柱和左右一对第二支柱，牢固地支承使用者的体重。(8)本专利技术还提供如上述(6)或(7)所述辅助装置，其中，所述框架具有：基座，以与所述下支承构件对置的方式设置于该下支承构件的下方，并连结于该下支承构件，所述罩安装于所述上支承构件的左方及右方，并且安装于所述基座的下方或上方。根据本专利技术，由于罩安装于上支承构件的左方及右方，因此在使用者的膝插入时能够承受罩所受的左右方向的力。此外，根据本专利技术，由于罩安装于基座的下方或上方，因此能够承受罩所受的上下方向的力。(9)本专利技术还提供上述(5)至(8)中任一项所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：第一支承部，设置于所述框架；第二支承部，通过与所述直动构件一体地移动，从而在所述第一支承部上方的位置以及所述第一支承部下方的位置之间移动；以及第三弹性构件，一端能够旋转地支承于所述第一支承部，并本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辅助装置，对人体关节的动作进行辅助，其中，所述辅助装置具备：滚珠丝杠，所述滚珠丝杠将通过电机而旋转的丝杠轴的旋转运动变换为螺母的直线运动；直动构件，所述直动构件与所述丝杠轴同轴地设置，并与所述螺母一起沿着所述丝杠轴移动；弹性构件，所述弹性构件以夹设在所述螺母与所述直动构件之间的方式与所述丝杠轴同轴地设置；以及曲柄机构，所述曲柄机构将所述直动构件的直线运动变换为旋转运动。2.如权利要求1所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：减速机构，对所述电机的旋转速度进行减速并将所述电机的动力传递至所述滚珠丝杠，所述减速机构具有：小齿轮，固定于所述电机的驱动轴；以及大齿轮，固定于所述丝杠轴，具有比所述小齿轮大的直径，且经由其它齿轮而与所述小齿轮联动或者与所述小齿轮直接地啮合而联动。3.如权利要求1所述辅助装置，其中，所述辅助装置具备：减速机构，对所述电机的旋转速度进行减速并将所述电机的动力传递至所述滚珠丝杠，所述减速机构具有：小带轮，其固定于所述电机的驱动轴；大带轮，其固定于所述丝杠轴，具有比所述小带轮大的直径；以及环状轮带，其钩挂于所述小带轮以及所述大带轮，通过所述小带轮的旋转而行进使所述大带轮旋转。4.如权利要求1至3中任一项所述辅助装置，其中，所述辅助装置具有第二弹性构件作为所述弹性构件，所述第二弹性构件配置于所述螺母的下方的第一弹性构件以及配置于所述螺母的上方，所述直动构件是内置了所述螺母、所述第一弹性构件以及所述第二弹性构件的气缸。5.如权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙小军，半泽诚规，泷上孝太，
申请(专利权)人：健行仿生技术株式会社，
类型：发明
国别省市：