外骨骼驱动装置、助力外骨骼系统及其驱动与助力方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种外骨骼驱动装置以及驱动方法，所述驱动装置包含固定部、驱动部、外管、内线和驱动组件，所述驱动组件牵引所述内线辅助使用者助力关节活动，所述固定部穿戴在所述助力关节固定端，所述驱动部穿戴在所述助力关节自由端，所述外管与所述固定部连接，所述内线具有从所述外管一端延伸出来的延伸部，所述内线的延伸部与所述驱动部连接。本发明专利技术提供的外骨骼驱动装置包含产生两个方向的力的驱动元件，以有选择性的施加于使用者助力部位，并且其中一个力方向的驱动元件收缩时可以使另一个力方向的驱动元件更快回复到舒张状态。此外，本发明专利技术还提供了包含所述外骨骼驱动装置的助力外骨骼系统，以及其辅助运动的方法。

Exoskeleton drive, exoskeleton system and its driving and assisting methods

【技术实现步骤摘要】
外骨骼驱动装置、助力外骨骼系统及其驱动与助力方法
本专利技术涉及医疗器械
，尤其涉及一种外骨骼驱动装置和助力外骨骼系统及其驱动与辅助运动的方法。
技术介绍
现有外骨骼装置所采用的驱动方式主要有两种，分别是液压驱动和电机驱动。由于采用这两种驱动方式的外骨骼装置体积和质量都较大，且需要坚硬厚重的结构以支撑人体重量以及其他额外负重，人机匹配度差，导致与人配合时并不能灵活地应用于生活的各个场景。为了提升外骨骼装置的人机匹配程度，也出现了基于柔性驱动元件的外骨骼装置，例如专利授权公告号为“CN105030487B”，名称为“一种气动人工肌肉驱动的仿生柔性穿戴式下肢外骨骼服”，该专利揭示了，在每个助力关节处以气动人工肌肉作为驱动元件，通过向气动人工肌肉充气，增大内部气压使其缩短，模拟肌肉收缩在人体下肢的相应部位产生助力，但无法根据需要有选择性的对使用者关节部位施加驱动力，穿戴后行走不灵活。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种外骨骼驱动装置和助力外骨骼系统及其驱动与辅助运动的方法，解决当前无法根据需要有选择性的对使用者关节部位施加驱动力的技术问题。本专利技术提供的外骨骼驱动装置，包含外管、本文档来自技高网...

【技术保护点】
外骨骼驱动装置，其特征在于，包含外管、内线和驱动组件，所述驱动组件穿戴在使用者身体上，所述驱动组件牵引所述内线辅助使用者助力关节活动，所述外管套在所述内线外，所述内线能够相对于所述外管发生轴向相对位移，所述外管和所述内线与所述驱动组件连接；所述外骨骼驱动装置还包括固定部和驱动部，所述固定部穿戴在所述助力关节固定端，所述驱动部穿戴在所述助力关节自由端，所述外管与所述固定部连接，所述内线具有从所述外管一端延伸出来的延伸部，所述内线的延伸部与所述驱动部连接；所述驱动组件包含杠杆和至少二个驱动元件，所述杠杆包括第一端、第二端和固定点，所述固定点在所述第一端和所述第二端之间，所述固定点与所述驱动组件的穿...

【技术特征摘要】
1.外骨骼驱动装置，其特征在于，包含外管、内线和驱动组件，所述驱动组件穿戴在使用者身体上，所述驱动组件牵引所述内线辅助使用者助力关节活动，所述外管套在所述内线外，所述内线能够相对于所述外管发生轴向相对位移，所述外管和所述内线与所述驱动组件连接；所述外骨骼驱动装置还包括固定部和驱动部，所述固定部穿戴在所述助力关节固定端，所述驱动部穿戴在所述助力关节自由端，所述外管与所述固定部连接，所述内线具有从所述外管一端延伸出来的延伸部，所述内线的延伸部与所述驱动部连接；所述驱动组件包含杠杆和至少二个驱动元件，所述杠杆包括第一端、第二端和固定点，所述固定点在所述第一端和所述第二端之间，所述固定点与所述驱动组件的穿戴部位相对固定，所述内线连接于所述杠杆上除所述固定点以外的部分，至少一个所述驱动元件产生的驱动力方向与所述杠杆第一端位移方向夹角大于等于0度小于90度，至少一个所述驱动元件产生的驱动力方向与所述杠杆第一端位移方向夹角小于等于180度大于90度，所述第一端与所述第二端位移方向相反，所述驱动组件牵引所述内线的位移方向与所述杠杆第一端或第二端位移方向夹角大于等于0度小于90度。2.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动元件包含气动肌腱，所述气动肌腱具有进气口和气阀门，所述驱动组件还包括能量传输部件，所述进气口与所述能量传输部件连接；当气体经所述能量传输部件进入所述气动肌腱内时，所述气动肌腱膨胀并缩短；当气体经所述气阀门离开所述气动肌腱时，所述气动肌腱收缩并伸长。3.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动元件包含形状记忆部件，所述驱动组件还包括能量传输部件，所述能量传输部件向所述形状记忆部件传递能量时，所述形状记忆部件温度升高并缩短；所述能量传输部件停止向所述形状记忆部件传递能量时，所述形状记忆部件温度降低并处于自由状态。4.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动元件包含磁致伸缩结构，所述驱动组件还包括能量传输部件，初始时所述能量传输部件向所述磁致伸缩结构传递能量，使所述磁致伸缩结构周围保持一定的磁场强度；增强所述磁场强度，所述磁致伸缩结构伸长；减小所述磁场强度，所述磁致伸缩结构缩短。5.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动元件包含波纹管，所述波纹管具有进气口和气阀门，所述驱动组件还包括能量传输部件，所述进气口与所述能量传输部件连接；当气体经所述能量传输部件进入所述波纹管内时，所述波纹管膨胀并伸长；当气体经所述气阀门离开所述波纹管时，所述波纹管收缩并缩短。6.如权利要求3所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述形状记忆部件为弹簧结构。7.如权利要求4所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述磁致伸缩结构的材料为金属合金、铁氧体或稀土化合物。8.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动组件具有外壳。9.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动组件包括绳，所述绳的两端分别与至少一个所述驱动元件连接，所述绳的两端不与同一所述驱动元件连接，所述杠杆包含凹槽，所述凹槽设置于除所述杠杆固定点以外的位置，所述绳嵌设于所述凹槽中，所述绳与所述凹槽之间具有摩擦力以使所述驱动元件牵引所述绳带动所述杠杆第一端或第二端相对于所述杠杆固定点发生位移。10.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述驱动组件包括绳，所述杠杆的两端分别通过所述绳与至少一个所述驱动元件连接，所述杠杆的两端不与同一所述驱动元件连接，所述绳与所述杠杆固定连接，所述驱动元件牵引所述绳带动所述杠杆第一端或第二端相对于所述杠杆固定点发生位移。11.如权利要求10所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述杠杆上具有固定槽，所述绳上具有与所述固定槽匹配的固定块，所述绳经由所述固定块插入所述固定槽以固定连接在所述杠杆上。12.如权利要求1所述外骨骼驱动装置，其特征在于，所述杠杆上具有固定槽，所述内线上具有与所述固定槽匹配的固定块，所述内线经由所述固定块插入所述固定槽以...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹刚刚，王吴东，
申请(专利权)人：上海司羿智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31