一种变刚度结构及下肢负重外骨骼制造技术

本发明专利技术属于负重装置相关技术领域，其公开了一种变刚度结构及下肢负重外骨骼，所述结构包括：囊体，其内部填充STG材料；十字杆，所述十字杆的竖杆贯穿所述囊体，所述十字杆的横杆与所述囊体的表面相接触以压缩所述囊体；底座，所述囊体设于所述底座上；弹簧，其位于STG材料内部并套设于竖杆外部，竖杆上设有限位块，所述弹簧的一端被限制于限位块下部，另一端与底座连接。本申请采用剪切增稠的弹性体STG材料作为填充物，在受力时刚度迅速变大，非常适用于减轻人体负重行走时下肢所受的冲击力。

【技术实现步骤摘要】
一种变刚度结构及下肢负重外骨骼
本专利技术属于负重装置相关
，更具体地，涉及一种变刚度结构及下肢负重外骨骼。
技术介绍
负重行走在人类生活是一种很常见的活动，如士兵的野外行军、人员的搜救、地质勘察等。在上述活动中，人体往往要背负数十公斤物质进行各种作业，肌骨系统的协同运动需要消耗人体大量的代谢能，同时对人体关节带来巨大的压应力。高强度的负重作业，一方面极大降低人体的持续机动能力，另一方面也容易诱发肌骨系统的炎症与病变。如何利用外骨骼装置拓展人体运动能力，降低负重行走的代谢能消耗，减少负重运动对肌骨系统的伤害，是目前穿戴式机器人领域的前沿研究热点。国内外对穿戴式下肢外骨骼的研究开展已久，根据是否有外部动力源，下肢外骨骼可分为主动下肢外骨骼和被动下肢外骨骼。主动下肢外骨骼通常是通过多个传感器来测量及标定人体运动时的步态信息和肌电信号等，控制系统接收这些信号并控制安装在外骨骼各个关节处的伺服电机来提供辅助人体负重行走所需的力和力矩，从而增强人的力量并承担一部分负载，以达到辅助人体负重行走的目的。但主动外骨骼中复杂的动力及驱动机构导致其往本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变刚度结构，其特征在于，所述结构包括：/n囊体(110)，其内部填充STG材料(120)；/n十字杆(130)，所述十字杆(130)的竖杆(131)贯穿所述囊体(110)，所述十字杆(130)的横杆(132)与所述囊体(110)的表面相接触以压缩所述囊体(110)；/n底座(140)，所述囊体(110)设于所述底座(140)上；/n弹簧(150)，其位于所述STG材料(120)内部并套设于所述竖杆(131)外部，所述竖杆(131)上设有限位块(133)，所述弹簧(150)的一端被限制于所述限位块(133)下部，另一端与所述底座(140)连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种变刚度结构，其特征在于，所述结构包括：
囊体(110)，其内部填充STG材料(120)；
十字杆(130)，所述十字杆(130)的竖杆(131)贯穿所述囊体(110)，所述十字杆(130)的横杆(132)与所述囊体(110)的表面相接触以压缩所述囊体(110)；
底座(140)，所述囊体(110)设于所述底座(140)上；
弹簧(150)，其位于所述STG材料(120)内部并套设于所述竖杆(131)外部，所述竖杆(131)上设有限位块(133)，所述弹簧(150)的一端被限制于所述限位块(133)下部，另一端与所述底座(140)连接。


2.根据权利要求1所述的变刚度结构，其特征在于，所述囊体(110)的材料为弹性软胶。


3.根据权利要求1所述的变刚度结构，其特征在于，所述结构还包括外壳(160)，用于密封所述囊体(110)并限制所述横杆(132)的上限位置。


4.一种基于权利要求1～3任意一项所述的变刚度结构的下肢负重外骨骼，其特征在于，所述下肢负重外骨骼包括：
负载背负结构，用于与人体腰部连接以分散腰部重量；
负载支撑结构，包括大腿连杆、小腿连杆、离合器、变刚度结构以及脚踝机构，所述大腿杆上部与所述负载背负结构连接，所述大腿连杆下部与小腿连杆通过离合器连接，所述大腿连杆和/或膝关节上设有所述变刚度结构，所述脚踝机构包括转动副和脚...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈文斌，范华清，车精明，付豪，熊蔡华，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42