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套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置制造方法及图纸

技术编号:23386315 阅读:26 留言:0更新日期:2020-02-22 03:38
本发明专利技术公开了一种套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,包括外骨骼固定架系统、受力转动关节系统、以及套索传动系统。该装置用一个可控绳索夹头及套索传动系统来模拟生物肌肉的运动形式,当要驱动外骨骼运动时,一端的绳索夹头通过电磁信号控制夹紧绳索,作为动力源的电机通电后转动,将动力通过夹头传递到绳索再传递给末端转动关节,实现了类似肌肉受刺激后主动收缩的功能。为了更好的模拟人的肌肉形式,机构中加入了串并联弹簧,模拟肌腱以及肌肉本身的弹性,有效减少了驱动过程中产生的振动和冲击。实现了一种更安全,柔顺的驱动,让外骨骼的穿戴者感到更舒适;结构更小巧轻便,电机可放置于远离膝关节的背部,更降低了膝关节的负重。

Exoskeleton device of knee joint driven by lasso artificial muscle

【技术实现步骤摘要】
套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置
本专利技术涉及医疗康复助力器械应用领域,尤其涉及一种套索人工肌肉驱动式的膝关节外骨骼装置。
技术介绍
当今社会,有很多人因为疾病或者是伤残导致四肢受损,从而丧失基本的行动能力,甚至是瘫痪。为了帮助这些患者更好地生活,一种能辅助伤残患者日常行动的康复助力外骨骼装置成为医疗保健领域的研究热点。现有的外骨骼装置一般分为两种形式,第一种是通过气动肌肉驱动外骨骼进行助力,另一种是电机作为力源,驱动关节转动。气动肌肉虽然更类似于人体肌肉的工作方式,通过膨胀收缩产生拉力,但是气动装置本身控制精度较差,噪声大,并且要随身携带一个气泵,使用起来很不方便。另一种电机驱动的形式,一般带动齿轮齿条或者是带轮的形式,这种形式的外骨骼传动机构较为固定,占用空间大,比较笨重。而且在在这种情况下,当穿戴者想自由活动时,由于传动装置的作用会反向带动电机旋转,产生较大的阻力。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术提供了一种套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,该装置解决了现有的外骨骼装置控制精度较差、噪声大、使用不方便的问题本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,其特征在于:包括外骨骼固定架系统、受力转动关节系统、以及套索传动系统,/n-所述外骨骼固定架系统包括分别固定于大腿和小腿上的大腿固定架和小腿固定架,所述大腿固定架和小腿固定架分别包括用于固定腿部两侧的两大腿固定板和两小腿固定板,且其中一侧的大腿固定板和小腿固定板通过转动机构连接;/n-所述受力转动关节系统连接于另一侧的大腿固定板和小腿固定板之间,包括能够在力的作用下使小腿固定架带动小腿活动的受力转动机构;/n-所述套索传动系统包括与大腿固定架连接并向受力转动机构传输动力的绳索传动机构、以及驱动绳索传动机构的驱动装置,其中,所述绳索传动机构包括与受力转...

【技术特征摘要】
1.一种套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,其特征在于:包括外骨骼固定架系统、受力转动关节系统、以及套索传动系统,
-所述外骨骼固定架系统包括分别固定于大腿和小腿上的大腿固定架和小腿固定架,所述大腿固定架和小腿固定架分别包括用于固定腿部两侧的两大腿固定板和两小腿固定板,且其中一侧的大腿固定板和小腿固定板通过转动机构连接;
-所述受力转动关节系统连接于另一侧的大腿固定板和小腿固定板之间,包括能够在力的作用下使小腿固定架带动小腿活动的受力转动机构;
-所述套索传动系统包括与大腿固定架连接并向受力转动机构传输动力的绳索传动机构、以及驱动绳索传动机构的驱动装置,其中,所述绳索传动机构包括与受力转动机构连接并向其传输动力的端头绳索、与驱动装置连接并接收其动力的夹头绳索、以及能够供夹头绳索和端头绳索穿设或缠绕并供两者之间传输动力的绳索固定机构。


2.根据权利要求1所述的套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,其特征在于:所述转动机构包括与其中一侧的大腿固定板连接的小轴承槽、与对应同侧的小腿固定板连接的小轴承端盖、其外圈与小轴承槽内圈套接配合的小轴承、以及与小轴承内圈套接配合的小转轴,且小转轴通过小腿固定架上开设的圆孔与小轴承盖连接。


3.根据权利要求1所述的套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,其特征在于:所述受力转动机构包括与另一侧的大腿固定板连接的大轴承槽、与对应同侧的小腿固定板连接的端头绳索固定组件、其外圈与大轴承槽套接配合的大轴承、以及与大轴承内圈套接配合的大转轴,且大转轴与端头绳索固定组件套接并通过大轴端盖固定连接。


4.根据权利要求3所述的套索人工肌肉驱动式膝关节外骨骼装置,其特征在于:所述端头绳索固定组件包括两合并、并与所述大转轴套接的U型槽绳索圆盘,且其中一U型槽绳索圆盘与小腿固定板连接,两所述U型槽绳索圆盘外缘均开设有U型槽,且两所述U型槽内均设有绳索头挡块,并能够分别固定端头绳索的两端。


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【专利技术属性】
技术研发人员:王兴松王杰沈小朋张琦
申请(专利权)人:东南大学
类型:发明
国别省市:江苏;32

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