【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于康复医疗器械领域，特别涉及一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼。
技术介绍
1、现有的膝关节动力外骨骼是一类基于人体肢体运动关系和生理构造，可穿戴、辅助穿戴者完成膝关节运动的机械装置。在使用中，动力膝关节外骨骼与人体紧密贴合，电机的输出力矩经由电机轴，减速器，以及外骨骼硬件部分传导至下肢膝关节，从而带动膝关节的旋转。膝关节动力外骨骼作为一种穿戴式设备，与人体之间存在直接的物理性耦合，因此安全性和舒适性至关重要。目前的膝关节动力外骨骼多采用电机直驱的方式，存在安全性差、舒适度低的问题，由于人体与外骨骼存在直接的物理性接触，缺乏弹性的驱动方式和机械结构将会降低设备的穿戴舒适性，甚至造成人身伤害事故的发生；同时，现有的膝关节动力外骨骼存在体积过大，笨重，执行器对使用者不够友好，设备突然上电或断电后没有弹性空间余量配合使用者，僵硬的缺点；其次，现有的膝关节外骨骼多采用电机正反转的控制策略来避免穿戴者对抗电机阻尼，在串联弹性驱动器中无法很好地实现动力分离，这使得采用串联弹性驱动的膝关节外骨骼多采用两组驱动线，使得结构复杂，功耗...
【技术保护点】
1.一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，包括串联弹性驱动器（1）、模块化膝关节外骨骼（2）、鲍登线（4）和主控模块（5），串联弹性驱动器（1）与模块化膝关节外骨骼（2）通过鲍登线（4）连接，模块化膝关节外骨骼（2）内设置有弹性单元（23），弹性单元（23）用于膝关节屈曲过程的缓冲和压缩蓄能，主控模块（5）用于控制串联弹性驱动器（1）工作，带动弹性单元（23）回弹，产生助力。
2.根据权利要求1所述的一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，串联弹性驱动器（1）包括直流无刷电机（6）、第一减速齿轮（71）、第二减速齿轮（72...
【技术特征摘要】
1.一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，包括串联弹性驱动器（1）、模块化膝关节外骨骼（2）、鲍登线（4）和主控模块（5），串联弹性驱动器（1）与模块化膝关节外骨骼（2）通过鲍登线（4）连接，模块化膝关节外骨骼（2）内设置有弹性单元（23），弹性单元（23）用于膝关节屈曲过程的缓冲和压缩蓄能，主控模块（5）用于控制串联弹性驱动器（1）工作，带动弹性单元（23）回弹，产生助力。
2.根据权利要求1所述的一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，串联弹性驱动器（1）包括直流无刷电机（6）、第一减速齿轮（71）、第二减速齿轮（72）、第一端面棘轮（81）、第二端面棘轮（82）、绞盘（9）、舵机齿轮（13）、舵机外壳（14）、舵机（15）、第一外壳（16）和第二外壳（17），第一外壳（16）内设置有电机安装凸台（28）和舵机安装槽（29），直流无刷电机（6）安装在电机安装凸台（28）中，并通过螺栓固定，直流无刷电机（6）的输出端和电机输出轴（32）通过螺栓连接，第一减速齿轮（71）通过平键与电机输出轴（32）连接；舵机（15）安装在舵机安装槽（29）中，盖上舵机外壳（14），并通过螺栓将舵机外壳（14）固定；舵机齿轮（13）通过螺栓连接固定在舵机（15）上；第一外壳（16）的底部设有鲍登线管安装座（30）；
3.根据权利要求2所述的一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，舵机（15）上设置有舵机推杆（11），绞盘（9）连接有绞盘推杆（10），绞盘推杆（10）包括第一销钉安装孔（431）、第二销钉安装孔（432）、第三销钉安装孔（433）、第四销钉安装槽（434），其中第一销钉安装孔（431）和第二销钉安装孔（432）通过安装销钉，与绞盘（9）上的推杆槽口（44）形成线接触，第一外壳（16）上设有推杆安装凸台（45），推杆安装凸台（45）上有凸台销钉孔（46），第三销钉安装孔（433）与凸台销钉孔（46）通过销钉连接，舵机推杆（11）上有销钉安装孔ⅰ（471）、销钉安装孔ⅱ（472）、销钉安装孔ⅲ（473），舵机推杆（11）上的销钉安装孔ⅰ（471）、销钉安装孔ⅱ（472）与绞盘推杆（10）上的第四销钉安装槽（434）通过销钉连接，舵机推杆（11）上的销钉安装孔ⅲ（473）与齿条（12）上的齿条销钉孔（48）通过销钉连接，齿条（12）放置在舵机外壳（14）上的齿条槽（49）中，并与舵机（15）输出轴上的舵机齿轮（13）啮合，齿条（12）底部与舵机推杆（11）底部重合。
4.根据权利要求2所述的一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，鲍登线设置在鲍登线管（3）内，鲍登线管（3）的一端固定在鲍登线管安装座（30）中，并通过第一线管固定螺母（311）和第二线管固定螺母（312）固定；鲍登线（4）一端缠绕在绞盘（9）上，穿过鲍登线管（3），另一端接在弹性单元（23）上。
5.根据权利要求2所述的一种基于串联弹性驱动器的模块化膝关节外骨骼，其特征在于，第一外壳（16）和第二外壳（17）通过螺栓连接，且在壳体上均预留沉头孔，...
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