[發(fā)明專利]一種基于磁流變效應(yīng)的外骨骼機(jī)器人關(guān)節(jié)作動器

在審

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• 申請日: 2022-03-23
• 公開（公告）號: CN114474143A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳乃建;李亞輝;包佳偉;董春超;范振;張來偉
• 申請（專利權(quán)）人: 濟(jì)南大學(xué)
• 主分類號: B25J17/00
• 分類號: B25J17/00;B25J9/12;B25J9/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于磁流變效應(yīng)的外骨骼機(jī)器人關(guān)節(jié)作動器，包括線圈孔（1）、圓柱滾子軸承（2）、轉(zhuǎn)軸（3）、端蓋（4）、股骨（5）、旋轉(zhuǎn)葉片(6)、普通平鍵1(7)、普通平鍵2(8)、擋圈(9)、關(guān)節(jié)連接板（10）；其特征在于所述的外骨骼關(guān)節(jié)作動器上部通過轉(zhuǎn)軸（3）與股骨（5）相連接，下部關(guān)節(jié)連接板（10）通過螺栓與脛骨固定；旋轉(zhuǎn)葉片（6）通過普通平鍵2（8）與轉(zhuǎn)軸（3）相連接；轉(zhuǎn)軸（3）通過圓柱滾子軸承（2）和端蓋（4）與膝關(guān)節(jié)作動器相連接，轉(zhuǎn)軸（3）的兩側(cè)安裝有圓柱滾子軸承（2），且內(nèi)部軸肩擋圈（9）和外部端蓋（4）對圓柱滾子軸承（2）進(jìn)行定位；線圈按規(guī)律排布在旋轉(zhuǎn)葉片（6）外圍的線圈孔（1）上，并與外接電源和控制器連接；膝關(guān)節(jié)作動器通過關(guān)節(jié)連接板（10）與脛骨連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線圈孔（1），其特征在于按照一定規(guī)律排列在膝關(guān)節(jié)作動器殼體上，線圈孔內(nèi)根據(jù)所需磁場強(qiáng)度纏繞一定匝數(shù)的線圈，通過導(dǎo)線與外部電源和控制器相連接，以便于控制通電順序，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)葉片（6），其特征在于利用軸肩和擋圈（9）進(jìn)行軸向定位，通過普通平鍵2（8）進(jìn)行周向定位，同時，線圈孔（1）與旋轉(zhuǎn)葉片（6）的齒數(shù)一一對應(yīng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)葉片（6），其特征還在于旋轉(zhuǎn)葉片（6）包含多齒，每個齒內(nèi)有三個空腔（11），使每個空腔（11）內(nèi)充滿一定體積的磁流變液，在旋轉(zhuǎn)磁場作用下，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)力矩，從而驅(qū)動關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)的磁矩角按以下公式計算：

其中m為膝關(guān)節(jié)作動器的轉(zhuǎn)子相數(shù)，z為轉(zhuǎn)子齒數(shù)，c為通電方式。