技术领域
[0001] 本
发明涉及一种拉力过载保护装置，尤其涉及一种共点绳索牵引康复系统的拉力过载保护装置。
背景技术
[0002] 近年来因
自然灾害、
疾病、交通事故等因素造成的人体肢体伤害日益增多，伤者肢体不同程度的后遗症，对患者的日常生活产生一定的影响。同时，我国人口老龄化数量逐年增加，而肢体
运动障碍正是影响老年人生活的重要因素。采用康复
机器人帮助患者进行康复训练，可恢复关节、肌肉功能，提高身
体素质。采用绳索作为康复训练机器人的传动机构，具有运动速度快、占地空间小、柔顺性好和易拆装等优点，可以很好地满足康复训练的要求。由于各绳索均由
电机驱动，运动过程中将会不可避免地产生拉力过大的现象，严重时会对患者造成伤害。因此，发明一种拉力过载保护装置，当拉力大于给定值的时候装置发生缓冲，这将很大程度上提高使绳索牵引康复机器人的安全性。
发明内容
[0003] 本发明的目的是为了提供一种可调节最大拉力的应用于共点绳索牵引康复系统的共点绳索牵引康复系统的拉力过载保护装置。
[0004] 本发明的目的是这样实现的：包括绑缚主体、与绑缚主体外表面固连的共点连接轴、依次空套在共点连接轴上的至少两个的绳索拉力过载器和安装在共点连接轴端部的端盖，绳索拉力过载器与共点连接轴上所设置的轴肩之间、相邻的两个绳索拉力过载器的之间、绳索拉力过载器与端盖之间均设置有
保持架，每个保持架中间均匀设置有滚珠，所述绳索拉力过载器包括带有安装环的十字型套筒，十字型套筒的垂直方向的内部底面设置有滑
块弹簧，滑块弹簧的另一端与滑块固定连接，滑块的上端设置有绳索连接孔，滑块的左右两端对称设置有具有斜面的凹口，具有斜面的凹口中分别设置有形状相配合的
弹子，弹子的端面分别固连有弹子弹簧，弹子弹簧设置在十字型套筒的
水平方向上，且每个弹子弹簧的另一端分别固连有挡片，十字型套筒的水平方向的端部分别安装有调节
螺母，调节螺母伸入至十字型套筒内部的端头与所述挡片
接触。
[0005] 本发明还包括这样一些结构特征：
[0006] 1.所述调节螺母上设置有指示刻度。
[0007] 2.所述绳索拉力过载器有三个。
[0008] 与
现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的绳索连接在滑块上，滑块与弹子靠斜面接触，在弹子弹簧的作用下滑块与弹子之间有
摩擦力，只有当绳索的拉力大于一定数值时，滑块才会弹出，而绳索拉力消除后，滑块与弹子重新回到原来
位置；本发明在十字型套筒的水平方向的两侧设置有调节螺母，调节螺母可以调节弹子弹簧的压缩量，以此调节滑块与弹子之间的摩擦力，也即对弹簧弹出的绳索拉力的调整，因此本发明可以根据实际需要来调节其所能承受的最大拉力，结构简单巧妙，成本低，当拉力大于给定值的时候装置发生缓冲，这将很大程度上提高使绳索牵引康复机器人的安全性，可以防止绳索拉力过大对人体或设备造成顺海；本发明还可以通过调节安装在共点连接轴上的绳索拉力过载器的数量实现不同的需求，可以根据共点绳索牵引康复系统对绳索的需求量来更改绳索拉力过载器的数量及对应的共点连接轴的长度，应用范围广。
附图说明
[0009] 图1是本发明的立体结构示意图；
[0010] 图2是本发明的正视示意图；
[0011] 图3是本发明的左视示意图(其中有两个绳索拉力过载器处于同一方向)[0012] 图4是本发明的绳索拉力过载器的结构示意图；
[0013] 图5是本发明的受力分析示意图。
具体实施方式
[0014] 下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
[0015] 结合图1至图4，本发明包括绑缚主体1、与绑缚主体1外表面固连的共点连接轴3、依次空套在共点连接轴3上的至少两个的绳索拉力过载器2和安装在共点连接轴3端部的端盖6，端盖6起到轴向固定的作用，绳索拉力过载器2与共点连接轴3的所设置的轴肩之间、相邻的两个绳索拉力过载器2的之间、绳索拉力过载器2与端盖6之间均设置有保持架4，每个保持架4中间均匀设置有滚珠5，设置滚珠5可以避免滑动摩擦，而保持架4及滚珠5可以使得每个绳索拉力过载器之间有独立的运动，互相不影响；所述绳索拉力过载器2包括带有安装环15的十字型套筒7，而所述的安装环15设置在十字型套筒7的端部、二者为一体式结构，绳索拉力过载器2是通过安装环15套在共点连接轴3上的，十字型套筒7的垂直方向的内部底面设置有滑块弹簧9，滑块弹簧9的另一端与滑块8固定连接，滑块8的上端设置有绳索连接孔14，绳索与绳索连接孔14固连，滑块8的左右两端对称设置有具有斜面的凹口，具有斜面的凹口中分别设置有形状相配合的弹子10，弹子10的端面分别固连有弹子弹簧11，弹子弹簧11设置在十字型套筒7的水平方向上，且每个弹子弹簧11的另一端分别固连有挡片13，十字型套筒7的水平方向的端部分别安装有调节螺母12，调节螺母12伸入至十字型套筒7内部的端头与所述挡片13接触。所述调节螺母12上设置有指示刻度，而设置了指示刻度可以使得调节更加简单精确。
[0016] 优选地，所述绳索拉力过载器2有三个，附图1至附图3中给出的都是有三个绳索拉力过载器2的情况的示意图，本发明的绳索拉力过载器2可以根据需要进行数量上的增加或减少，对应的共点连接轴3的长度也随之改变，从而使本发明的应用范围较广。
[0017] 本发明的一种共点绳索牵引康复系统的拉力过载保护装置，包括绑缚主体1、共点连接轴3和绳索拉力过载器2，所述共点连接轴3与绑缚主体1固连，绳索拉力过载器2直接套在共点连接轴3上，并可以绕共点连接轴3转动。
[0018] 所述的绳索拉力过载器包括十字型套筒7、滑块8、滑块弹簧9、弹子10、弹子弹簧11、挡片13和调节螺母12，所述的滑块8上有凹口，正常工作状态时，滑块8在十字型套筒
7内，弹子10在弹子弹簧11的作用下顶入滑块8上设置的凹口中；滑块8底部通过滑块弹簧9连在十字型套筒7垂直方向的内部，所述十字型套筒7的垂直方向是与共点连接轴3的外表面垂直的方向、水平方向是与共点连接轴3的外表面平行的方向，所述的弹子10在弹子弹簧11的作用下顶入滑块8的凹口中，弹子10与滑块8靠斜面接触，弹子10通过弹子弹簧9连在挡片13上，调节螺母12和十字型套筒7靠
螺纹连接，调节螺母12上有指示刻度，调节螺母12内部突出的端头伸入十字型套筒7内并与挡片13接触。
[0019] 工作时，绳索连接在滑块8上，滑块8与弹子10靠斜面接触，在弹子弹簧11的作用下滑块8与弹子10之间有摩擦力，只有当绳索的拉力大于一定数值时，滑块8才会弹出从而对绳索上的力进行缓冲，对人和康复系统起到保护作用。绳索拉力消除后，滑块8与弹子10重新回到原来位置，滑块8在滑块弹簧9的作用下重新回到工作位置。十字型套筒7两侧的调节螺母12可以调节弹子弹簧11的压缩量，从而调节滑块8与弹子10之间的摩擦力，即调节能使弹子弹簧11弹出的绳索拉力，也即本发明所能承受的最大拉力。
[0020] 如图1-3所示，本发明中所涉及的共点连接轴3与绑缚主体1固连，绳索拉力过载器2直接套在共点连接轴上，其中每一个绳索拉力过载器对应一条绳索，实际应用时可根据需要改变轴的长度以达到添加、减少绳索的目的。本发明的连接方式如图3所示，绳索拉力过载器两侧靠滚珠5接触，端盖6与共点连接轴3靠
螺纹连接，目的是使共点连接轴3上零件轴向固定。
[0021] 如图4所示，滑块8放置在十字型套筒7内，通过滑块弹簧9连接在十字型套筒上。弹子10在弹子弹簧11的作用下顶入滑块8的凹口中，且弹子10与滑块8的凹口的形状相配合。绳索直接连接在滑块8上，若每根绳索上的拉力为T，分配到每个弹子10上的力为该力可分解为垂直于斜面的支持力N和沿斜面的摩擦力f(如图5所示)。若滑块弹簧
9初拉力为T0，斜面处
角大小为θ，则有：
[0022]
[0023] 若弹子弹簧11的压缩量为x，弹性系数为k，弹子弹簧11对弹子10施加大小为F＝kx的力，则滑块8对弹子10的摩擦力可表示为：
[0024] f＝μ(N+Fcosθ)
[0025] μ为滑块8与弹子10之间的摩擦因数。
[0026] 因此水平方向上的合力可以表示为：
[0027]
[0028] 能将弹子推动的最小拉力为：
[0029]
[0030] 由于滑块8上滑过程中滑块弹簧9仍在伸长，设滑块8与弹子10脱离时滑块弹簧9的拉力为T′0，当滑块弹簧9的弹性系数比较小时，可近似认为T0＝T’0，若滑块8处于正常工作位置时的滑块弹簧9正好是原长，可近似认为T0＝T’0＝0，即：
[0031]
[0032] 本发明的有效的必要条件为：
[0033] cosθ>μsinθ
[0034] 本发明所能承受的最大拉力Tm的大小与x成正比，若需增大最大拉力，可同时将两侧的调节螺母12向内旋，调节螺母12的端头通过挡片13压缩弹子弹簧11，即x增大，弹子弹簧11上的压力增大，Tm增大，反之亦然。调节螺母12上有刻度，对应该位置的最大拉力Tm。
[0035] 故绳索拉力大于Tm时，滑块弹出，绳索上的最大拉力消失时，滑块弹簧9处于伸长状态，在其作用下滑块8将被拉回，由于此时弹10子与滑块8接触部分角度较小，滑块弹簧9不需要很大的力就可以将滑块8拉回工作位置。
