用于醫(yī)療輔助裝置的低摩擦齒輪箱的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及用于醫(yī)療輔助裝置的低摩擦齒輪箱。在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，提供一種用于具有馬達(dá)組件和下肢支撐件的醫(yī)療輔助裝置的齒輪箱組件。所述齒輪箱組件包括：配置為可操作地聯(lián)接到所述馬達(dá)組件的蝸桿；以及與所述蝸桿嚙合的蝸輪。所述蝸輪配置為可操作地聯(lián)接到所述下肢支撐件，并且所述蝸桿和所述蝸輪配置為在力開始施加到所述下肢支撐件時(shí)從所述馬達(dá)組件向所述下肢支撐件傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【專利說明】
用于醫(yī)療輔助裝置的低摩擦齒輪箱
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]以下說明涉及醫(yī)療輔助裝置，并且更具體地涉及一種用于醫(yī)療輔助裝置的低摩擦齒輪箱?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]—些外骨骼裝置可以用于輔助醫(yī)療患者的一種或多種活動(dòng)。例如，外骨骼裝置可以被提供給用戶的上臂或下肢。在用戶具有由外骨骼裝置支撐的肢體的全部用途的情況下，可使用外骨骼裝置來提升例如承載的本能。在用戶具有由外骨骼裝置支撐的肢體的受損用途的情況下，外骨骼裝置可被用于復(fù)健目的或再造完全物理功能。這種裝置可以由一個(gè)或多個(gè)聯(lián)接到齒輪或滑輪的馬達(dá)供能，該齒輪或滑輪配置為以期望的運(yùn)動(dòng)(例如行走)使用戶的肢體移動(dòng)。
[0003]—些外骨骼裝置可以由液壓栗或者具有行星齒輪系統(tǒng)的電力馬達(dá)供能。然而，液壓部件可能泄漏并且需要通氣閥。具有行星齒輪系統(tǒng)的電力馬達(dá)可能具有高摩擦使其難以反向驅(qū)動(dòng)，并且可能在運(yùn)行時(shí)具有導(dǎo)致噪音和不良用戶體驗(yàn)的甩動(dòng)。因此，希望提供一種給外骨骼裝置供能的新方法。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]在本發(fā)明的一個(gè)示例性實(shí)施方式中，提供一種用于具有馬達(dá)組件和下肢支撐件的醫(yī)療輔助裝置的齒輪箱組件。所述齒輪箱組件包括:配置為可操作地聯(lián)接到所述馬達(dá)組件的蝸桿;并且包括與所述蝸桿嚙合的蝸輪。所述蝸輪配置為可操作地聯(lián)接到所述下肢支撐件，并且所述蝸桿和所述蝸輪配置為在力開始施加到所述下肢支撐件時(shí)從所述馬達(dá)組件向所述下肢支撐件傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
[0005]在本發(fā)明的另一個(gè)示例性實(shí)施方式中，提供一種醫(yī)療輔助裝置。所述醫(yī)療輔助裝置包括:支撐框架，所述支撐框架包括由所述支撐框架延伸的支撐臂;聯(lián)接到所述支撐框架的齒輪箱，所述齒輪箱包括蝸桿以及與所述蝸桿嚙合的蝸輪；以及可操作地聯(lián)接到所述蝸輪的下肢支撐件，所述齒輪箱配置為提供旋轉(zhuǎn)力到所述下肢支撐件。
[0006]在本發(fā)明的又一個(gè)示例性實(shí)施方式中，提供一種醫(yī)療輔助裝置。所述醫(yī)療輔助裝置包括:支撐框架，所述支撐框架包括由所述支撐框架延伸的支撐臂;聯(lián)接到所述支撐框架的齒輪箱；以及可操作地聯(lián)接到所述齒輪箱的下肢支撐件。所述齒輪箱配置為提供旋轉(zhuǎn)力到所述下肢支撐件，并且能夠通過比來自所述齒輪箱的力更大的來自所述下肢支撐件的力被反向驅(qū)動(dòng)。
[0007]根據(jù)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述，這些以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征將會(huì)更加清楚。【附圖說明】
[0008]在說明書的結(jié)論部分的權(quán)利要求中特別指出和清楚地請(qǐng)求保護(hù)作為本發(fā)明的主題。本發(fā)明前述的和其他特征以及優(yōu)點(diǎn)根據(jù)以下結(jié)合附圖進(jìn)行的詳細(xì)描述將會(huì)清楚，這些附圖中:
[0009]圖1是一個(gè)示例性可調(diào)節(jié)醫(yī)療輔助裝置的透視圖；
[0010]圖2是圖1所示裝置的示例性齒輪箱組件的部分截面圖；
[0011]圖3是圖1和圖2所示的齒輪箱組件的示例性蝸桿的透視圖；
[0012]圖4是圖1和圖2所示的齒輪箱組件的示例性蝸輪的透視圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]現(xiàn)在參考附圖，其中將參考特定實(shí)施方式來描述本發(fā)明而不限制本發(fā)明，圖1說明了一種示例性可調(diào)節(jié)的外骨骼或者醫(yī)療輔助裝置10。在示例性實(shí)施方式中，可調(diào)節(jié)裝置10 通常包括支撐框架12、一對(duì)馬達(dá)組件14以及一對(duì)下肢支撐件18,每個(gè)馬達(dá)組件14分別連接齒輪箱16。
[0014]在所顯示的實(shí)施方式中，馬達(dá)組件14是可反向驅(qū)動(dòng)的。將如下文所描述的，這允許了裝置10的用戶給予馬達(dá)組件14過強(qiáng)的能量以通過用戶來幫助實(shí)現(xiàn)裝置10的舒適度和控制。此外，由于馬達(dá)組件14是“輔助”馬達(dá)，它可以比先前已知的那些更小并且更安靜。本發(fā)明幫助用戶但是總是允許用戶保持控制，并且僅當(dāng)用戶首先發(fā)動(dòng)引起馬達(dá)組件14從事用戶移動(dòng)和/或幫助用戶移動(dòng)時(shí)被激活。
[0015]支撐框架12配置為放置在用戶的軀干或臀部附近并且包括背部支撐件20、一個(gè)或多個(gè)能量源22(例如，電池)、控制器(未顯示)以及一對(duì)從背部支撐件20延伸的臀部支撐件或支撐臂24。背部支撐件20配置為抵靠在用戶的背部，能量源22配置為向馬達(dá)組件14供能， 并且控制器配置為選擇性地控制馬達(dá)組件14和/或齒輪箱16的移動(dòng)。在此使用的術(shù)語控制器涉及專用集成電路(ASIC)、電子電路、處理器(共享式、專用式或群組式)以及執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或固件程序的存儲(chǔ)器、組合邏輯電路、和/或其他提供所述功能的合適的部件。 [〇〇16] 支撐臂24各自包括近端26和遠(yuǎn)端28。近端26聯(lián)接到背部支撐件20,并且遠(yuǎn)端28包括多個(gè)形成于其中的調(diào)整凹口或槽30。遠(yuǎn)端28沿著縱軸線32延伸并且具有圓形或大致圓形的橫截面。[〇〇17]進(jìn)一步參考圖2,在示例性實(shí)施方式中，馬達(dá)組件14包括外殼34、一個(gè)或多個(gè)馬達(dá) 36以及與齒輪箱16可操作地聯(lián)接的輸出軸38。如本文更加詳細(xì)描述的，馬達(dá)組件14配置為對(duì)齒輪箱16施加扭矩以選擇生地旋轉(zhuǎn)下肢支撐件18,因此使用戶的髖關(guān)節(jié)能夠被延伸或彎曲。[〇〇18] 再參考圖2,齒輪箱16配置為幫助和支撐用戶的臀部移動(dòng)并且通常包括外殼40、蝸桿42、軸承44、蝸輪46以及適配器48。軸承44可旋轉(zhuǎn)地支撐蝸桿42,其嚙合于蝸輪46以從馬達(dá)36通過適配器48向下肢支撐件18傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。蝸桿42配置為繞軸線50旋轉(zhuǎn)，軸線50平行或大致平行于縱軸線32。蝸輪46以及下肢支撐件18配置為繞軸線52旋轉(zhuǎn)，軸線52與軸線 50正交或大致正交。齒輪箱16配置為繞相關(guān)支撐臂24的縱軸線32旋轉(zhuǎn)以易于臀部的彎曲和伸展同時(shí)樞軸允許但是不強(qiáng)制臀部內(nèi)收和外展。[〇〇19]齒輪箱16配置為通過來自下肢支撐件18的比齒輪箱16產(chǎn)生的力更大的力是可逆轉(zhuǎn)的或可反向驅(qū)動(dòng)的。例如，齒輪箱16可以產(chǎn)生繞軸線52逆時(shí)針方向的第一力。齒輪箱16 (包括蝸桿42和蝸輪46)配置為通過來自下肢支撐件18(例如，用戶下肢的移動(dòng))的比第一力更大的第二力而在繞軸線52順時(shí)針方向上是可逆轉(zhuǎn)的。照這樣，用戶可以通過裝置供給齒輪箱16過強(qiáng)的力以保持控制，而不是裝置支配用戶的移動(dòng)。
[0020]如圖3所示，蝸桿42包括第一端54和相對(duì)的第二端56。在示例性的實(shí)施方式中，第一端54是帶花鍵的并且配置為聯(lián)接到馬達(dá)輸出軸38。第二端56可以是有鍵的用于聯(lián)接相鄰部件(未顯示)。[〇〇21]如圖4所示，蝸輪46包括外直徑和內(nèi)直徑，外直徑具有多個(gè)配置為嚙合蝸桿42的輪齒58，內(nèi)直徑定義了適配器孔60，適配器孔60是有鍵的以接收適配器48。在示例性實(shí)施方式中，適配器48尺寸設(shè)置為并且被鍵固為接收下肢支撐件18的一部分(見圖2)。[〇〇22]在示例性實(shí)施方式中，下肢支撐件18配置為支撐用戶大腿并且包括近端62、遠(yuǎn)端 64、以及下肢夾具66。近端62聯(lián)接到齒輪箱16的適配器48,如此下肢支撐件18可繞軸線52旋轉(zhuǎn)，并且下肢夾具66聯(lián)接至遠(yuǎn)端64。下肢夾具66配置為例如通過直接連接到夾具66的帶而連接至用戶的下肢。[〇〇23] 一種組裝醫(yī)療輔助裝置10的方法包括提供支撐框架12、馬達(dá)組件14、齒輪箱16以及下肢支撐件18。馬達(dá)組件14以及下肢支撐件18可操作地聯(lián)接到齒輪箱16的齒輪系統(tǒng)從而在二者之間傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。齒輪系統(tǒng)包括蝸桿42、蝸輪46以及適配器48。支撐臂遠(yuǎn)端28插入到齒輪箱16。
[0024]本文所述的是為醫(yī)療輔助裝置供能的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)包括具有在馬達(dá)和蝸輪之間聯(lián)接的蝸桿的齒輪箱以旋轉(zhuǎn)醫(yī)療輔助裝置的下肢支撐件。照這樣，系統(tǒng)使小馬達(dá)的使用成為可能，其減少裝置的重量和費(fèi)用。低摩擦、包括高齒輪比率的齒輪箱的齒輪系統(tǒng)是安靜的并且可反向驅(qū)動(dòng)的。附加地，相比于先前已知的系統(tǒng)，該齒輪系統(tǒng)提供了一種小輪廓的齒輪箱。
[0025]雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)描述，但應(yīng)易于理解的是， 本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施方式。相反，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行修改，以引入以上未描述但與本發(fā)明精神和范圍相稱的任何數(shù)量的變化、改變、替代或等同布置。另外，雖然已描述了本發(fā)明的各種實(shí)施方式，但應(yīng)理解的是，本發(fā)明的各個(gè)方面可僅包括所述實(shí)施方式中的一些。因此，本發(fā)明不應(yīng)被視為受限于前面的描述。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于具有馬達(dá)組件和下肢支撐件的醫(yī)療輔助裝置的齒輪箱組件，所述齒輪箱組 件包括:蝸桿，所述蝸桿配置為可操作地聯(lián)接到所述馬達(dá)組件；以及與所述蝸桿嚙合的蝸輪，所述蝸輪配置為可操作地聯(lián)接到所述下肢支撐件，其中所述 蝸桿和所述蝸輪配置為在力開始施加到所述下肢支撐件時(shí)從所述馬達(dá)組件向所述下肢支 撐件傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。2.如權(quán)利要求1所述的齒輪箱組件，還包括外殼，所述蝸輪和所述蝸桿放置于所述外殼中。3.如權(quán)利要求1所述的齒輪箱組件，其中，所述蝸輪和所述蝸桿配置為通過比來自所述 齒輪箱組件的第三力更大的來自所述下肢支撐件的第二力是能夠反轉(zhuǎn)的。4.如權(quán)利要求1所述的齒輪箱組件，還包括聯(lián)接到所述蝸輪的適配器，所述適配器配置 為可操作地聯(lián)接到所述下肢支撐件。5.如權(quán)利要求1所述的齒輪箱組件，其中，所述蝸桿繞第一軸線旋轉(zhuǎn)并且所述蝸輪繞第 二軸線旋轉(zhuǎn)，所述第二軸線大致正交于所述第一軸線。6.—種醫(yī)療輔助裝置，包括:支撐框架，所述支撐框架包括由所述支撐框架延伸的支撐臂；聯(lián)接到所述支撐框架的齒輪箱，所述齒輪箱包括蝸桿以及與所述蝸桿嚙合的蝸輪；以 及可操作地聯(lián)接到所述蝸輪的下肢支撐件，所述齒輪箱配置為提供旋轉(zhuǎn)力到所述下肢支 撐件。7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述齒輪箱還包括外殼，所述蝸輪和所述蝸桿放置 于所述外殼中。8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述蝸輪和所述蝸桿配置為通過比來自所述齒輪箱 的力更大的來自所述下肢支撐件的力是能夠反轉(zhuǎn)的。9.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述齒輪箱還包括聯(lián)接到所述蝸輪的適配器，所述 適配器配置為可操作地聯(lián)接到所述下肢支撐件。10.如權(quán)利要求6所述的裝置，其中，所述蝸桿繞第一軸線旋轉(zhuǎn)并且所述蝸輪繞第二軸 線旋轉(zhuǎn)，所述第二軸線大致正交于所述第一軸線。11.如權(quán)利要求6所述的裝置，還包括馬達(dá)組件，所述馬達(dá)組件可操作地聯(lián)接到所述齒 輪箱以向所述蝸桿傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。12.—種醫(yī)療輔助裝置，包括:支撐框架，所述支撐框架包括由所述支撐框架延伸的支撐臂；聯(lián)接到所述支撐框架的齒輪箱；以及可操作地聯(lián)接到所述齒輪箱的下肢支撐件，所述齒輪箱配置為提供旋轉(zhuǎn)力到所述下肢 支撐件，并且能夠通過比來自所述齒輪箱的力更大的來自所述下肢支撐件的力被反向驅(qū)動(dòng)。13.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中，所述齒輪箱包括蝸桿以及與所述蝸桿嚙合的蝸輪。14.如權(quán)利要求13所述的裝置，其中，所述齒輪箱還包括外殼，所述蝸輪和所述蝸桿放置于所述外殼中。15.如權(quán)利要求13所述的裝置，還包括能夠反向驅(qū)動(dòng)的馬達(dá)組件，所述馬達(dá)組件可操作 地聯(lián)接到所述齒輪箱以向所述蝸桿傳遞旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】F16H1/16GK106090127SQ201610533896
【公開日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】D·C·西蒙, P·M·賴恩
【申請(qǐng)人】操縱技術(shù)Ip控股公司