一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種彈簧儲(chǔ)能裝置，具體涉及一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置，屬于醫(yī)療機(jī)械領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，外骨骼助力裝置的研究逐漸興起，具有廣泛的應(yīng)用前景，如助老助殘，醫(yī)療康復(fù)，工業(yè)生產(chǎn)，地震救援，單兵作戰(zhàn)等領(lǐng)域。一般的助力外骨骼具有以下特點(diǎn):可以檢測(cè)人體的運(yùn)動(dòng)意圖；和人體類似的關(guān)節(jié)自由度和關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)空間；具有必要的關(guān)節(jié)主動(dòng)驅(qū)動(dòng)以輔助出力；自帶控制系統(tǒng)和能源系統(tǒng);具有一定的安全防護(hù)機(jī)制。
[0003]助力外骨骼按照動(dòng)力傳遞的目的，可分為兩種情況:外骨骼帶動(dòng)人體運(yùn)動(dòng)，和人體帶動(dòng)外骨骼運(yùn)動(dòng)。其主要區(qū)別體現(xiàn)在“人-機(jī)”連接信息交互裝置的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)控制策略的制定上。
[0004]對(duì)于助老助殘或醫(yī)療康復(fù)領(lǐng)域，外骨骼的目的是輔助人體自身肌肉的運(yùn)動(dòng)，以達(dá)到幫助老人抬腿，或幫助病人做肌肉功能恢復(fù)訓(xùn)練等目的。需要外骨骼設(shè)定好各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，或檢測(cè)人體的肌電信號(hào)、肢體運(yùn)動(dòng)方向等判斷人體的運(yùn)動(dòng)意圖，帶動(dòng)穿戴者運(yùn)動(dòng)，此時(shí)人體和外骨骼之間需要?jiǎng)恿Φ膫鬟f，因此“人-機(jī)”之間是緊密的固連關(guān)系；
[0005]對(duì)于工業(yè)生產(chǎn)，地震救援或單兵作戰(zhàn)等應(yīng)用領(lǐng)域，面對(duì)的是正常的健康工人或消防戰(zhàn)士，外骨骼的目的不是輔助人體自身肌肉的運(yùn)動(dòng)，而是增強(qiáng)放大人體的出力效果。
[0006]傳統(tǒng)的上肢外骨骼中，大多采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)助力，即在各關(guān)節(jié)的自由度上設(shè)有電機(jī)，使用電機(jī)來(lái)帶動(dòng)外骨骼運(yùn)動(dòng)。但是這樣造成體積和質(zhì)量較大，電路復(fù)雜，可靠性降低，能耗較大。
[0007]基于上述原因，設(shè)計(jì)了一種基于雙四邊形重力平衡原理的變負(fù)載低能耗上肢助力外骨骼，用一種機(jī)械動(dòng)力平衡的方式來(lái)代替電機(jī)驅(qū)動(dòng)給上肢外骨骼提供助力。本發(fā)明就是一種能連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置，是上述上肢助力外骨骼中平衡重力的動(dòng)力裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明為解決傳統(tǒng)上肢外骨骼體積和質(zhì)量較大，電路復(fù)雜，可靠性差，能耗大的問(wèn)題，進(jìn)而提出一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置。
[0009]本發(fā)明為解決上述問(wèn)題采取的技術(shù)方案是:本發(fā)明包括彈簧基座、下彈簧掛鉤、上彈簧掛鉤、第一鋼絲繩、彈簧上基座、第二鋼絲繩、電機(jī)、第一帶輪、電機(jī)支架、絲杠基座、下固定板、第一軸、第二帶輪、第三帶輪、第四帶輪、第二軸、右絲杠組件A、左絲杠組件B、第一鋼板和多個(gè)彈簧，下固定板水平設(shè)置，所述右絲杠組件A、所述左絲杠組件B、第一鋼板并排豎直設(shè)置在下固定板的上表面上，彈簧上基座安裝在第一鋼板的上端，下彈簧掛鉤固定安裝在第一鋼板的下端，下彈簧掛鉤通過(guò)多個(gè)彈簧與上彈簧掛鉤連接，上彈簧掛鉤與第一鋼絲繩的一端連接，第一鋼絲繩的另一端依次繞過(guò)彈簧上基座上的滑輪、所述右絲杠組件A、所述左絲杠組件B與設(shè)置在下固定板上表面的彈簧基座連接，電機(jī)通過(guò)電機(jī)支架安裝在下固定板的上表面，第一帶輪套裝在電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，第一軸、第二軸并排豎直設(shè)置在下固定板的上表面上，第二帶輪和第三帶輪由上至下依次套裝在第一軸上，第四帶輪套裝在第二軸上，第一軸的上端與所述左絲杠組件B連接，第二軸的上端與所述右絲杠組件A連接，第一帶輪通過(guò)皮帶與第三帶輪連接，第二帶輪通過(guò)皮帶與第四帶輪連接，第二鋼絲繩的一端與所述左絲杠組件B的上端連接，第二鋼絲繩的另一端與外界連接。
[0010]進(jìn)一步的，所述右絲杠組件A包括第一滑塊、第一導(dǎo)軌、第一絲杠、第一螺母和第一絲杠夾頭，第一導(dǎo)軌和第一絲杠并排豎直安裝在第一鋼板上，第一滑塊安裝在第一導(dǎo)軌上，且第一滑塊能沿第一導(dǎo)軌直線移動(dòng)，第一螺母安裝在第一滑塊上，第一螺母套裝在第一絲杠上，第一絲杠的下端與第二軸的上端連接，第一滑塊上設(shè)有多個(gè)滑輪，第一絲杠夾頭夾裝在第一絲杠的下端。
[0011]進(jìn)一步的，所述左絲杠組件B包括第二鋼板、第二絲杠、第二導(dǎo)軌、第二螺母、第二滑塊、第二絲杠夾頭、軸承端蓋、軸承基座和萬(wàn)向節(jié)，第二鋼板的下端與軸承基座連接，軸承端蓋扣裝在軸承基座上，第二絲杠和第二導(dǎo)軌并排安裝在第二鋼板上，第二絲杠的上端通過(guò)軸承與第二鋼板連接，第二絲杠的下端通過(guò)第二絲杠夾頭與萬(wàn)向節(jié)連接，萬(wàn)向節(jié)與第一軸的上端連接，第二滑塊安裝在第二導(dǎo)軌上，且第二滑塊能沿第二導(dǎo)軌直線移動(dòng)，第二螺母安裝在第二滑塊上，第二螺母套裝在第二絲杠上，第二滑塊上設(shè)有滑輪。
[0012]進(jìn)一步的，鋼絲繩夾頭安裝在彈簧基座的滑道內(nèi)，螺釘插裝在鋼絲繩夾頭的螺紋孔中。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:1、本發(fā)明為上肢外骨骼提供動(dòng)力，能耗大大降低;2、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高，控制方便;3、本發(fā)明是基于雙四邊形重力平衡原理的變負(fù)載低能耗上肢助力外骨骼中平衡重力的動(dòng)力裝置。它與雙平行四邊形機(jī)構(gòu)搭配，能夠?qū)崿F(xiàn)量程范圍內(nèi)的任意重力在任意位置上的平衡。由于是機(jī)械機(jī)構(gòu)，所以具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、穩(wěn)定性高，并且更加節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0014]圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明拆分的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]【具體實(shí)施方式】一:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置包括彈簧基座1、下彈簧掛鉤2、上彈簧掛鉤4、第一鋼絲繩5、彈簧上基座
6、第二鋼絲繩7、電機(jī)8、第一帶輪9、電機(jī)支架10、絲杠基座11、下固定板12、第一軸15、第二帶輪16、第三帶輪17、第四帶輪18、第二軸19、右絲杠組件A、左絲杠組件B、第一鋼板A2和多個(gè)彈簧3，下固定板12水平設(shè)置，所述右絲杠組件A、所述左絲杠組件B、第一鋼板A2并排豎直設(shè)置在下固定板12的上表面上，彈簧上基座6安裝在第一鋼板A2的上端，下彈簧掛鉤2固定安裝在第一鋼板A2的下端，下彈簧掛鉤2通過(guò)多個(gè)彈簧3與上彈簧掛鉤4連接，上彈簧掛鉤4與第一鋼絲繩5的一端連接，第一鋼絲繩5的另一端依次繞過(guò)彈簧上基座6上的滑輪、所述右絲杠組件A、所述左絲杠組件B與設(shè)置在下固定板12上表面的彈簧基座I連接，電機(jī)8通過(guò)電機(jī)支架10安裝在下固定板12的上表面，第一帶輪9套裝在電機(jī)8的轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，第一軸15、第二軸19并排豎直設(shè)置在下固定板12的上表面上，第二帶輪16和第三帶輪17由上至下依次套裝在第一軸15上，第四帶輪18套裝在第二軸19上，第一軸15的上端與所述左絲杠組件B連接，第二軸19的上端與所述右絲杠組件A連接，第一帶輪9通過(guò)皮帶與第三帶輪17連接，第二帶輪16通過(guò)皮帶與第四帶輪18連接，第二鋼絲繩7的一端與所述左絲杠組件B的上端連接，第二鋼絲繩7的另一端與外界連接。
[0016]【具體實(shí)施方式】二:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置的右絲杠組件A包括第一滑塊Al、第一導(dǎo)軌A3、第一絲杠A4、第一螺母A5和第一絲杠夾頭A6，第一導(dǎo)軌A3和第一絲杠A4并排豎直安裝在第一鋼板A2上，第一滑塊Al安裝在第一導(dǎo)軌A3上，且第一滑塊Al能沿第一導(dǎo)軌A3直線移動(dòng)，第一螺母A5安裝在第一滑±夬八1上，第一螺母A5套裝在第一絲杠A4上，第一絲杠A4的下端與第二軸19的上端連接，第一絲杠A4的上端通過(guò)軸承與第一鋼板A2的上端連接，第一絲杠A4的下端通過(guò)第一絲杠夾頭A6與第一鋼板A2的下端連接，第一滑塊Al上設(shè)有多個(gè)滑輪。
[0017]第一導(dǎo)軌A3固連在第二鋼板A2上，第一絲桿A4—端通過(guò)軸承與第一鋼板A2相連，一端固定在第一絲桿夾頭A6上，第一絲桿夾頭A6通過(guò)軸承與鋼板A2相連，并且與第一軸19通過(guò)銷釘連接。第一螺母A5擰在第一絲杠A4上，與第一滑塊Al固連，第一滑塊Al還套在第一導(dǎo)軌A3上。第一絲桿A4轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，帶動(dòng)第一螺母A5上下移動(dòng)，從而使得第一滑塊Al能在第一導(dǎo)軌A3上移動(dòng)。其它組成及連接關(guān)系與【具體實(shí)施方式】一相同。
[0018]【具體實(shí)施方式】三:結(jié)合圖1和圖2說(shuō)明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述一種連續(xù)變剛度的彈簧儲(chǔ)能裝置的左絲杠組件B包括第二鋼板B1、第二絲杠B2、第二導(dǎo)軌B3、第二螺母B4、第二滑塊B5、第二絲杠夾頭B6、軸承端蓋B7、軸承基座B8和萬(wàn)向節(jié)B9，第二鋼板BI的下端與軸承基座B8連接