【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于康复设备，具体涉及一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置。
技术介绍
1、外骨骼机器人是利用外骨骼式下肢步态矫正驱动装置，帮助那些有步态障碍的患者进行步行训练的仪器。在传统的康复治疗中，由于患者需要下肢肌力达到一定水平且平衡功能达到站立位才可以进行步行训练，同时因为患者早期步行需要适当减重，外骨骼康复机器人就可以提供减重并能让患者感受到正常步行的感觉，不仅帮助患者建立正常的运动模式，并通过对患者髋、膝关节提供助力完成康复训练。更为重要的是，利用外骨骼机器人可以在早期就开始进行步行训练，从而加速康复进程，更好地帮助患者改善身体机能及心肺功能，防止压疮及肌肉萎缩，有效地提高了神经系统损伤病人的步行能力。
2、外骨骼机器人的关节部位需要使用能够转动的关节以对人体的转动关节部件进行模拟，更好地帮助患者进行康复运动；现有的外骨骼机器人髋关节上的转动关节一般采用单轴转动，轴体连接至外骨骼机器人的大腿部件，通过设置可供轴体穿过的限位长槽，使得轴体只能够进行单向移动，这也使得外骨骼机器人的大腿部件只能进行前后方向的移动，而由于在现实中人体髋关节处大腿部位相对于骨盆不仅能够前后转动，同时也能够外向扩展移动，这种关节结构使得外骨骼机器人的适用范围过于狭隘，不便于患者对髋关节部位和大腿进行全方位整体的训练；也有的髋关节上的转动关节是利用或者使用多个关节拼接而实现多方向转动的，但是这种结构存在着部件数量多，装配较为复杂，以及生产成本较高的缺陷，也不利于大规模推广使用。
3、鉴于上述存在问题，有必要设计一种结构简单的
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于一种结构紧凑精巧、安全可靠、生产成本低的用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，有助于通过在外球形壳体上设置半月形的活动限位槽实现对于股柄连接轴运动的限制并满足外骨骼机器人髋关节活动限位要求，有利于实现外骨骼机器人的髋关节部位前屈后伸以及外展移动从而方便患者进一步康复并扩展使用范围。
2、本专利技术的目的是这样来达到的，一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，包括：一外球形壳体与一内层球体；其中，所述外球形壳体内部中空并形成有一壳体内腔，且在该外球形壳体的外周侧壁上凸设形成有一圈外球形壳体连接圈板；所述内层球体配合设置在所述壳体内腔之中且该内层球体的外表面与该壳体内腔的内腔壁接触，该内层球体能够相对于外球形壳体转动，在该内层球体的外周侧壁上凸设形成有一股柄连接轴，而在所述外球形壳体上则相对应地开设有呈半月形形状构造的活动限位槽，所述股柄连接轴向外穿过该活动限位槽，且该活动限位槽用于限制所述股柄连接轴的活动范围。
3、在本专利技术的一个具体的实施例中，所述活动限位槽包括有一活动限位槽竖向面与一活动限位槽弧形面，所述活动限位槽弧形面形成在所述活动限位槽竖向面的一侧，且所述活动限位槽竖向面与活动限位槽弧形面的两个连接点分别形成为第一连接点ⅰ与第二连接点ⅱ，而所述活动限位槽弧形面的中间顶点则构成为外展限位点。
4、在本专利技术的另一个具体的实施例中，所述活动限位槽上的第一连接点ⅰ与外球形壳体的球心之间的连线为第一限位连接线ⅰ，而所述活动限位槽上的第二连接点ⅱ与外球形壳体的球心之间的连线为第二限位连接线ⅱ，所述第一限位连接线ⅰ与第二限位连接线ⅱ之间形成有一夹角α，该夹角α的取值范围145°～155°。
5、在本专利技术的又一个具体的实施例中，所述活动限位槽上的外展限位点与外球形壳体的球心之间的连线为外展限位连接线，而所述外球形壳体的球心到活动限位槽竖向面的中间点的连接线则为活动限位槽竖向面连接线，所述外展限位连接线与活动限位槽竖向面连接线之间形成有一夹角β，该夹角β的取值范围为10°～25°。
6、在本专利技术的再一个具体的实施例中，在所述外球形壳体的外周壁上并且在与所述活动限位槽相背的一侧位置上形成有多个外球形壳体插接块，多个所述外球形壳体插接块用于与外骨骼机器人的盆骨部件实现连接。
7、在本专利技术的还有一个具体的实施例中，在所述外球形壳体的外球形壳体连接圈板还沿其周向间隔等距开设有多个外球形壳体连接圈板夹持凹槽。
8、在本专利技术的进而一个具体的实施例中，所述外球形壳体与内层球体的材质优选为peek材料或6061铝合金板。
9、在本专利技术的更而一个具体的实施例中，所述外球形壳体与内层球体之间为过盈配合。
10、本专利技术采用上述结构后，具有的有益效果：之一，通过在外球形壳体上开设半月形形状的活动限位槽，使得内层球体上的股柄连接轴在该活动限位槽的限制范围内运动，防止内层球体相对外球形壳体的转动超出人体转动极限，使得与外骨骼机器人的大腿驱动部件也只能够在限位范围内活动，满足对于髋关节活动限位要求，确保使用的安全可靠，避免对人体造成伤害，同时生产成本低，并且外球形壳体与内层球体的规格大小能够根据实际的工作需求作出适应性的调整，从而能够适用于大部分外骨骼机器人的关节装配需求；第二，利用半月形的活动限位槽实现了股柄连接轴的上下以及横向移动，并使得与内层球体连接的外骨骼机器人的大腿驱动部件，不仅能够实现髋关节部位前屈后伸功能，还能够辅助髋关节部位能够进行外展移动，大大扩展了使用范围。
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1.一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于，包括：一外球形壳体(1)与一内层球体(2)；其中，所述外球形壳体(1)内部中空并形成有一壳体内腔(11)，且在该外球形壳体(1)的外周侧壁上凸设形成有一圈外球形壳体连接圈板(12)；所述内层球体(2)配合设置在所述壳体内腔(11)之中且该内层球体(2)的外表面与该壳体内腔(11)的内腔壁接触，该内层球体(2)能够相对于外球形壳体(1)转动，在该内层球体(2)的外周侧壁上凸设形成有一股柄连接轴(21)，而在所述外球形壳体(1)上则相对应地开设有呈半月形形状构造的活动限位槽(13)，所述股柄连接轴(21)向外穿过该活动限位槽(13)，且该活动限位槽(13)用于限制所述股柄连接轴(21)的活动范围。
2.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述活动限位槽(13)包括有一活动限位槽竖向面(131)与一活动限位槽弧形面(132)，所述活动限位槽弧形面(132)形成在所述活动限位槽竖向面(131)的一侧，且所述活动限位槽竖向面(131)与活动限位槽弧形面(132)的两个连接点分别形成为第一
3.根据权利要求2所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述活动限位槽(13)上的第一连接点Ⅰ(133)与外球形壳体(1)的球心之间的连线为第一限位连接线Ⅰ(1331)，而所述活动限位槽(13)上的第二连接点Ⅱ(134)与外球形壳体(1)的球心之间的连线为第二限位连接线Ⅱ(1341)，所述第一限位连接线Ⅰ(1331)与第二限位连接线Ⅱ(1341)之间形成有一夹角α，该夹角α的取值范围145°～155°。
4.根据权利要求2所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述活动限位槽(13)上的外展限位点(135)与外球形壳体(1)的球心之间的连线为外展限位连接线(1351)，而所述外球形壳体(1)的球心到活动限位槽竖向面(131)的中间点的连接线则为活动限位槽竖向面连接线(136)，所述外展限位连接线(1351)与活动限位槽竖向面连接线(136)之间形成有一夹角β，该夹角β的取值范围为10°～25°。
5.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：在所述外球形壳体(1)的外周壁上并且在与所述活动限位槽(13)相背的一侧位置上形成有多个外球形壳体插接块(14)，多个所述外球形壳体插接块(14)用于与外骨骼机器人的盆骨部件实现连接。
6.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：在所述外球形壳体(1)的外球形壳体连接圈板(12)还沿其周向间隔等距开设有多个外球形壳体连接圈板夹持凹槽(121)。
7.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述外球形壳体(1)与内层球体(2)的材质为PEEK材料或6061铝合金板。
8.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述外球形壳体(1)与内层球体(2)之间为过盈配合。
...【技术特征摘要】
1.一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于，包括：一外球形壳体(1)与一内层球体(2)；其中，所述外球形壳体(1)内部中空并形成有一壳体内腔(11)，且在该外球形壳体(1)的外周侧壁上凸设形成有一圈外球形壳体连接圈板(12)；所述内层球体(2)配合设置在所述壳体内腔(11)之中且该内层球体(2)的外表面与该壳体内腔(11)的内腔壁接触，该内层球体(2)能够相对于外球形壳体(1)转动，在该内层球体(2)的外周侧壁上凸设形成有一股柄连接轴(21)，而在所述外球形壳体(1)上则相对应地开设有呈半月形形状构造的活动限位槽(13)，所述股柄连接轴(21)向外穿过该活动限位槽(13)，且该活动限位槽(13)用于限制所述股柄连接轴(21)的活动范围。
2.根据权利要求1所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述活动限位槽(13)包括有一活动限位槽竖向面(131)与一活动限位槽弧形面(132)，所述活动限位槽弧形面(132)形成在所述活动限位槽竖向面(131)的一侧，且所述活动限位槽竖向面(131)与活动限位槽弧形面(132)的两个连接点分别形成为第一连接点ⅰ(133)与第二连接点ⅱ(134)，而所述活动限位槽弧形面(132)的中间顶点则构成为外展限位点(135)。
3.根据权利要求2所述的一种用于外骨骼机器人的转动限位关节装置，其特征在于：所述活动限位槽(13)上的第一连接点ⅰ(133)与外球形壳体(1)的球心之间的连线为第一限位连接线ⅰ(1331)，而所述活动限位槽(13)上的第二连接点ⅱ(134)与外球形壳体(1)的...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈玄霖，武凤梅，彭桐睿，穆罕默德·奥斯曼·托奇，奥马尔·艾达希里，
申请(专利权)人：常熟市第二人民医院，
类型：发明
国别省市：
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