一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提出了一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，属于外骨骼机械领域。解决了传统刚性下肢外骨骼质量和体积较大，助力方式简单，使用者易受到损伤，关节易错位的问题。它包括固定机构和助力机构，所述助力机构包括固定组件、柔性组件、测量组件和驱动组件，所述固定组件包括大腿基板、第一小腿基板和第二小腿基板，所述柔性组件包括弹簧杆、压缩弹簧和弹簧后端盖，所述测量组件包括旋转编码器和压力传感器，所述驱动组件包括膝关节槽轮和驱动器；所述膝关节槽轮与大腿基板转动连接，所述第一小腿基板同轴心固定在膝关节槽轮上，所述大腿基板和第二小腿基板上均设置有固定机构。它主要用于辅助人类行走或劳动。

【技术实现步骤摘要】
一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置
本技术属于外骨骼机械领域，特别是涉及一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置。
技术介绍
随着经济社会的快速发展和科技水平的不断提高，世界上很多国家都在努力探索利用便利的工具来辅助人类行走或劳动，而外骨骼机器人的诞生很大程度地满足了这种需求。外骨骼机器人是一种可以让人穿戴的机械装置，它将人类的智力和机器人的“体力”结合在一起利用人的智力来控制机器人，通过机器人来帮助人体完成日常活动。膝关节在支撑相下肢负重时，震荡吸收以及确保承重时伸肌的稳定性。在摆动相，膝关节必须快速屈曲以完成足廓清，然后继续伸展以确保足在最佳状态下前进。因此，无论是支撑相还是摆动相，膝关节功能影响着整个下肢。由于传统刚性下肢外骨骼，通常质量和体积较大，对人体助力方式简单直接，使用者容易受到损伤，同时，其结构易与肢体发生错位，产生额外的作用力并影响自然运动，这会在人机系统交互过程中产生不足，使人体感觉到不适。人体在运动过程中，在不同的路面状况等情况下，为了适应外界的变化以及干扰等，人体的关节会产生不同的刚度来抵抗干扰。人体外骨骼要和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：它包括固定机构(1)和助力机构，所述助力机构包括固定组件、柔性组件、测量组件和驱动组件，所述固定组件包括大腿基板(2)、第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)，所述柔性组件包括弹簧杆(6)、压缩弹簧(8)和弹簧后端盖(9)，所述测量组件包括旋转编码器(12)和压力传感器(23)，所述驱动组件包括膝关节槽轮(15)和驱动器；所述膝关节槽轮(15)与大腿基板(2)转动连接，所述第一小腿基板(16)同轴心固定在膝关节槽轮(15)上，所述第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)之间通过合页(17)相连，所述大腿基板(2)和第二小腿基板(18)上...

【技术特征摘要】
1.一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：它包括固定机构(1)和助力机构，所述助力机构包括固定组件、柔性组件、测量组件和驱动组件，所述固定组件包括大腿基板(2)、第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)，所述柔性组件包括弹簧杆(6)、压缩弹簧(8)和弹簧后端盖(9)，所述测量组件包括旋转编码器(12)和压力传感器(23)，所述驱动组件包括膝关节槽轮(15)和驱动器；所述膝关节槽轮(15)与大腿基板(2)转动连接，所述第一小腿基板(16)同轴心固定在膝关节槽轮(15)上，所述第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)之间通过合页(17)相连，所述大腿基板(2)和第二小腿基板(18)上均设置有固定机构(1)，所述压缩弹簧(8)两端均设置有弹簧端盖(7)，所述弹簧端盖(7)上开设有三个通孔，所述弹簧杆(6)数量为三个，三个弹簧杆(6)通过弹簧端盖(7)上的通孔对称连接，其中两个弹簧杆(6)的一端与弹簧后端盖(9)相连，另一个弹簧杆(6)的一端与第一钢丝绳(5)相连，所述弹簧后端盖(9)与第二钢丝绳(24)相连，所述第二钢丝绳(24)连接膝关节槽轮(15)，所述压力传感器(23)与大腿基板(2)固定连接，压力传感器(23)前端固定有压头(22)，所述第一钢丝绳(5)一端与驱动器相连，另一端穿过压头(22)后与弹簧杆(6)相连，所述旋转编码器(12)与膝关节槽轮(15)同轴心设置。


2.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述驱动组件还包括换向座(11)，所述换向座(11)固定在大腿基板(2)上，且位于柔性组件后方，所述换向座(11)中部开设有方形孔，方形孔内设置有滑轮(20)，所述滑...

【专利技术属性】
技术研发人员：张浩，姜峰，丁振，王志鹏，衣淳植，杨炽夫，张龙海，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：新型
国别省市：黑龙江;23