申请/专利权人：合肥工业大学

申请日：2022-11-18

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN115533881B

主分类号：B25J9/00

分类号：B25J9/00;B25J17/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2023.01.20#实质审查的生效;2022.12.30#公开

摘要：本发明涉及基于自适应非线性并联弹性驱动器的踝关节助力外骨骼及其控制方法，包括固定在人体腰部的驱动装置以及固定在小腿与足部的踝关节执行装置，所述的驱动装置与踝关节执行装置通过鲍登线连接并实现传动。本发明针对踝关节的生物力学性能进行特化设计，以实现用较小功率的电机实现较大的驱动器整体力矩输出，使其更加节能以获得更好的续航能力，并在不改变电机功率的情况下自适应的针对不同的穿戴者实现不同大小的输出力矩以达到更优的助力效果。

主权项：1.一种基于自适应非线性并联弹性驱动器的踝关节助力外骨骼，其特征在于：包括固定在人体腰部的驱动装置（10）以及固定在小腿与足部的踝关节执行装置（20），所述的驱动装置（10）与踝关节执行装置（20）通过鲍登线连接并实现传动；所述的驱动装置（10）包括腰部固定板（101），所述的腰部固定板（101）通过柔性绑带（115）固定在腰间，所述的腰部固定板（101）上设有水平方向布置的第一主轴（102），所述的第一主轴（102）上同轴固定有第一滑轮（103）与第一锥齿轮（104），所述的第一锥齿轮（104）依次通过第二锥齿轮（105）、力矩传感器（106）与驱动电机（107）相连，所述的驱动装置还包括凸轮机构以及变刚度机构，所述的变刚度机构包括竖直方向设置的导轨、呈上下方向设置在导轨上的第一滑板（109）及第二滑板（110）、设置在第一滑板（109）及第二滑板（110）之间的并联弹簧（111）以及与第一滑板（109）相连的调节电机（112），所述的并联弹簧（111）为刚度固定的线性弹簧，所述的凸轮机构包括固定在第一主轴（102）上的凸轮（113）以及固定在第二滑板（110）底部的滚子（114）；所述的踝关节执行装置（20）包括竖直方向设置的小腿板（201）、固定在小腿板（201）上的小腿支架（202）、与小腿板（201）转动连接的踝板（203）以及固定在踝板（203）上的足部支架（204），还包括水平设置的第二主轴（205），所述的第二主轴（205）通过一对轴承安装于小腿板（201）与小腿板固定轴承座（206）之间并形成转动副，所述的小腿板固定轴承座（206）与小腿板（201）螺栓连接，所述的第二主轴（205）上同轴固定有第二滑轮（207）及踝板（203），所述第二主轴（205）远离小腿板（201）的一端设有电位计（208），所述的足部支架（204）上设有与人体足部脚尖位置相对应的第一压力传感器（209）以及与人体足部脚跟位置相对应的第二压力传感器（210）；所述的鲍登线连接第一滑轮（103）及第二滑轮（207），所述的第一滑轮（103）与第二滑轮（207）同步转动且转向相反。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 合肥工业大学 基于自适应非线性并联弹性驱动器的踝关节助力外骨骼及其控制方法

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