一种基于能量回收的膝关节助力装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于能量回收的膝关节助力装置，由压簧组件，旋转压杆，一对伞齿轮，大腿板，小腿板，穿戴部分，中间板，发电电机，编码器，微控制器，电子开关等组成。本发明专利技术用于行走过程中的能量捕获和辅助运动。小腿板带动旋转压杆旋转，进而挤压压簧，受力变形的压簧带动中间板旋转，带动伞齿轮旋转，进而带动电机旋转。本发明专利技术通过编码器、微控制器识别人体运动状态，并由此控制电子开关的开合来控制作为负载的电池的充电电路的通断，从而在膝关节做负功时产生不同的电机和压簧的反力矩，帮助膝关节减速，从而减少人的代谢消耗，同时以电能的形式回收部分能量，储存到电池中。

【技术实现步骤摘要】
一种基于能量回收的膝关节助力装置
本专利技术涉及可再生能源领域，具体涉及一种基于能量回收的膝关节助力装置。
技术介绍
随着对人体结构的深入研究，在现代化，科技化的背景，越来越多的科学家执着于借助外部机械及能源提高或恢复人体的运动机能。步行是人体日常重复性很高的动作。人体在正常行走时做着重复性的膝关节加减速运动，在加减速过程中都是消耗身体能量的，减速过程中的能量如果能有效利用起来，不仅可以用于降低人体的运动代谢与疲劳，辅助行走，同时也可为穿戴设备提供续航保证。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提出了一种基于能量回收的膝关节助力装置，它根据膝关节的角度，控制电机状态结合压簧组件辅助膝关节的运动，回收行走过程中的动能并转化为电能，同时部分代替膝关节做功，降低膝关节的运动代谢与疲劳。为了实现本专利技术目的，本专利技术提供的一种基于能量回收的膝关节助力装置，包括可固定在大腿上的大腿板、可固定在小腿上的小腿板、位于大腿板和小腿板之间的中间板、旋转压杆、压簧组件、电机组件、编码器、微控制器、电子开关和电源模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能量回收的膝关节助力装置，其特征在于：包括可固定在大腿上的大腿板(2)、可固定在小腿上的小腿板(4)、位于大腿板(2)和小腿板(4)之间的中间板(3)、旋转压杆(5)、压簧组件、电机组件、编码器(37)、微控制器(42)、电子开关(43)和电源模块(45)，/n大腿板(2)、中间板(3)、小腿板(4)和旋转压杆(5)同轴设置，旋转压杆(5)的中心轴穿过中间板(3)、大腿板(2)并与小腿板(4)镶嵌固定；/n压簧组件包括压簧(28)和压片(16)，压簧组件固定设置在中间板(3)上，且压簧部件的压片(16)可与旋转压杆(5)接触，当旋转压杆(5)旋转而挤压压片(16)时将带动中间板(3...

【技术特征摘要】
1.一种基于能量回收的膝关节助力装置，其特征在于：包括可固定在大腿上的大腿板(2)、可固定在小腿上的小腿板(4)、位于大腿板(2)和小腿板(4)之间的中间板(3)、旋转压杆(5)、压簧组件、电机组件、编码器(37)、微控制器(42)、电子开关(43)和电源模块(45)，
大腿板(2)、中间板(3)、小腿板(4)和旋转压杆(5)同轴设置，旋转压杆(5)的中心轴穿过中间板(3)、大腿板(2)并与小腿板(4)镶嵌固定；
压簧组件包括压簧(28)和压片(16)，压簧组件固定设置在中间板(3)上，且压簧部件的压片(16)可与旋转压杆(5)接触，当旋转压杆(5)旋转而挤压压片(16)时将带动中间板(3)旋转；
电机组件与中间板(3)固定连接，且与电源模块(45)电连接；
编码器(37)与旋转压杆(5)固定连接以读取旋转压杆(5)的角度值；
编码器(37)与微控制器(42)通信连接，电子开关(43)与微控制器(42)信号连接，用于控制电机组件的充放电。


2.根据权利要求1所述的一种基于能量回收的膝关节助力装置，其特征在于：还包括两个穿戴组件，大腿板(2)和小腿板(4)均分别通过一穿戴组件固定在大腿和小腿上。


3.根据权利要求2所述的一种基于能量回收的膝关节助力装置，其特征在于：每个穿戴组件均包括热塑板(31)和弹性绑带(32)，热塑板(31)与大腿板(2)或小腿板(4)固定连接，热塑板(31)为环状，弹性绑带(32)固定在热塑板(31)上以将穿戴组件固定在大腿或小腿上。


4.根据权利要求3所述的一种基于能量回收的膝关节助力装置，其特征在于：每个穿戴组件还包括海绵垫(30)，海绵垫(30)固定在热塑板(31)的内侧。


5.根据权利要求3所述的一种基于能量回收的膝关节助...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢龙汉，黄国威，冼晓明，林圣棋，潘泽炜，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44