[發明專利]一種電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置

在審

• 申請號: 202010000515.7
• 申請日: 2020-01-02
• 公開（公告）號: CN110936358A
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 朱鈞;蔡黎明;陸寅嘯;王晨;耿翔;馬昕
• 申請（專利權）人: 復旦大學;珠海復旦創新研究院
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/10;B25J9/12
• 代理公司: 上海德昭知識產權代理有限公司 31204
• 代理人: 郁旦蓉

1.一種電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，用于協助人體進行下肢運動，其特征在于，包括：

軀干殼體，與所述人體的腰部位置相對應；

直流電機，固定設置在所述軀干殼體的一端；

電磁離合器，與所述直流電機的轉子連接；

主軸，與所述電磁離合器連接；

第一同步帶輪，中心穿過有所述主軸并跟隨所述主軸進行轉動；

髖關節驅動模塊，包括與所述主軸連接的第一輸入端、串聯設置在所述第一輸入端后的第一離合機構與第一彈性機構、與所述第一彈性機構連接的所述第一輸出端以及用于安裝所述第一離合機構與所述第一彈性機構的第一模塊外殼；

大腿桿，與所述人體的大腿處相對應，與所述第一輸出端連接，并與所述軀干殼體的另一端通過外骨骼髖關節相鉸接，在所述髖關節驅動模塊的驅動下繞所述外骨骼髖關節在矢狀面內旋轉來從而協助所述大腿進行運動；

第二同步帶輪，通過同步帶與所述第一同步帶輪連接，用于跟隨所述第一同步帶輪進行轉動；

轉動軸，設置在所述第二同步帶輪中心處；

膝關節驅動模塊，包括與所述轉動軸連接的第二輸入端、串聯設置在所述第二輸入端后的第二離合機構與第二彈性機構、與所述第二彈性機構連接的第二輸出端以及用于安裝所述第二離合機構與所述第二彈性機構的第二模塊外殼；以及

小腿桿，與所述人體的小腿處相對應，與所述第二輸出端連接，并與所述大腿桿通過外骨骼膝關節相鉸接，在所述膝關節驅動模塊的驅動下繞所述外骨骼膝關節在矢狀面內旋轉來從而協助所述小腿進行運動，

其中，所述電磁離合器還設有電磁控制端來控制通斷狀態，

所述髖關節驅動模塊中還設有第一剛度控制端，該第一剛度控制端與所述第一彈性機構連接，用于控制所述第一彈性機構的剛度，

所述膝關節驅動模塊中還設有第二剛度控制端，該第二剛度控制端與所述第二彈性機構連接，用于控制所述第二彈性機構的剛度。

2.根據權利要求1所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，所述第一模塊外殼固定在所述軀干殼體上，

所述第二模塊外殼固定在所述大腿桿上。

3.根據權利要求1所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，所述第一離合機構包括所述第一固定件與所述第一離合件，

所述第一固定件與所述第一輸入端固定連接，

所述第一離合件的一端與所述第一彈性機構連接，另一端與所述第一固定件連接或與所述第一模塊外殼連接。

4.根據權利要求3所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，第一離合件還連接有第一控制端，第一離合件的連接狀態由第一控制端進行控制，

默認狀態下，第一離合件與第一模塊外殼連接，

使能狀態下，第一控制端控制第一離合件與第一固定件連接。

5.根據權利要求1所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，所述第二離合機構包括第二固定件與第二離合件，

所述第二固定件與所述第二輸入端固定連接，

所述第二離合件的一端與所述第二彈性機構連接，另一端與所述第二固定件連接或與所述第二模塊外殼連接。

6.根據權利要求5所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，所述第二離合件還連接有第二控制端，所述第二離合件的連接狀態由第二控制端進行控制，

默認狀態下，所述第二離合件與第所述二模塊外殼連接，

使能狀態下，所述第二控制端控制所述第二離合件與所述第二固定件連接。

7.根據權利要求1所述的電機驅動的髖膝外骨骼聯動裝置，其特征在于：

其中，當所述電磁離合器連通，且所述第一離合機構與所述第二離合機構均處于使能狀態時，所述大腿桿和所述小腿桿分別繞所述外骨骼髖關節和所述外骨骼膝關節旋轉，

當所述電磁離合器連通，且僅有所述第一離合機構處于使能狀態時，所述大腿桿繞所述外骨骼髖關節旋轉，

當所述電磁離合器連通，且僅有所述第二離合機構處于使能狀態時，所述小腿桿繞所述外骨骼膝關節旋轉，

當所述電磁離合器斷開，且所述第一離合機構與所述第二離合機構均處于默認狀態時，所述大腿桿旋轉帶動所述小腿桿旋轉，或者所述小腿桿旋轉帶動所述大腿桿旋轉。