[發(fā)明專利]一種單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010889953.3
• 申請(qǐng)日: 2020-08-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112025680B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 韓斌;閆澤峰;夏懷;杜子豪;陳學(xué)東
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J17/02;A61B5/11
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 石夢(mèng)雅;李智

1.一種單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼，其特征在于，該膝關(guān)節(jié)外骨骼包括固定模塊(11)、背部模塊(12)、柔性繩(13)和兩個(gè)膝部模塊(14)，其中：

所述固定模塊(11)與所述背部模塊(12)連接，用于將所述背部模塊(12)固定在背部；

所述背部模塊(12)包括頂蓋(28)、后板(21)，固定在所述頂蓋(28)上的電機(jī)(29)以及設(shè)置在所述頂蓋(28)和后板(21)之間的控制盒(24)、上帶輪(23)、下帶輪(26)、同步帶(22)、帶輪軸(27)和兩個(gè)夾塊(25)；所述電機(jī)(29)的轉(zhuǎn)軸與所述上帶輪(23)相連，并在所述控制盒(24)的控制下正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)，以帶動(dòng)所述上帶輪(23)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述上帶輪(23)和下帶輪(26)分別與所述同步帶(22)嚙合連接，并且所述下帶輪(26)通過(guò)所述帶輪軸(27)與所述后板(21)連接，工作時(shí)所述上帶輪(23)通過(guò)所述同步帶(22)帶動(dòng)所述下帶輪(26)轉(zhuǎn)動(dòng)；兩個(gè)所述夾塊(25)分別與左右兩側(cè)的同步帶(22)嚙合固定，從而在所述同步帶(22)的帶動(dòng)下相向移動(dòng)，兩個(gè)所述夾塊(25)的結(jié)構(gòu)相同，每個(gè)所述夾塊(25)均包括齒形塊(31)、連接塊(32)和第一繩扣(33)，其中所述齒形塊(31)與連接塊(32)分別設(shè)置在所述同步帶(22)的兩側(cè)，并且通過(guò)固定組件相互連接；所述齒形塊(31)與所述同步帶(22)嚙合固定；所述連接塊(32)的外側(cè)設(shè)置有第一繩扣(33)，用于與所述柔性繩(13)連接；

兩個(gè)所述膝部模塊(14)結(jié)構(gòu)相同，分別通過(guò)柔性護(hù)膝(41)固定在穿戴者的左膝和右膝上，并且分別通過(guò)所述柔性繩(13)與兩個(gè)所述夾塊(25)連接，從而在所述夾塊(25)和柔性繩(13)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)對(duì)兩腿的交替運(yùn)動(dòng)提供拉力，所述后板(21)和頂蓋(28)的兩側(cè)開(kāi)有長(zhǎng)凹槽，用于與所述夾塊(25)上的凸起配合，實(shí)現(xiàn)對(duì)所述夾塊(25)左右方向的限位。

2.如權(quán)利要求1所述的單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼，其特征在于，每個(gè)所述膝部模塊(14)均包括柔性護(hù)膝(41)、無(wú)線慣性測(cè)量單元(44)、膝部連接塊(42)和第二繩扣(45)，其中所述柔性護(hù)膝(41)固定在穿戴者的膝蓋上；所述無(wú)線慣性測(cè)量單元(44)固定在所述柔性護(hù)膝(41)的一側(cè)，用于采集下肢關(guān)節(jié)角度信號(hào)并發(fā)送到所述控制盒(24)；所述膝部連接塊(42)固定在所述柔性護(hù)膝(41)的另一側(cè)，并通過(guò)所述第二繩扣(45)與所述柔性繩(13)連接。

3.如權(quán)利要求2所述的單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼，其特征在于，所述控制盒(24)包括驅(qū)動(dòng)器(53)、無(wú)線接收單元(52)和鋰電池(55)，其中所述驅(qū)動(dòng)器(53)用于控制所述電機(jī)(29)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)；所述無(wú)線接收單元(52)用于接收所述無(wú)線慣性測(cè)量單元(44)發(fā)送的下肢關(guān)節(jié)角度信號(hào)；所述鋰電池(55)用于為所述驅(qū)動(dòng)器(53)和無(wú)線接收單元(52)提供電源。

4.如權(quán)利要求1～3任一項(xiàng)所述的單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼，其特征在于，所述固定模塊(11)采用柔性背帶。

5.如權(quán)利要求4所述的單電機(jī)柔性助力的膝關(guān)節(jié)外骨骼，其特征在于，所述柔性背帶和柔性護(hù)膝使用彈性材料配合魔術(shù)貼進(jìn)行固定。