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申请/专利权人：合肥工业大学

摘要：本发明公开了一种具有刚度调节与能量回收功能的膝关节外骨骼，包括大腿支架、小腿支架、大腿连接板、小腿连接板，小腿连接板的顶部与大腿连接板的底部转动连接，大腿支架的正侧面上设置驱动器机构，驱动器机构包括机架、固定安装于机架上的动力输入机构、转动安装于机架上的刚度调节机构、分别与刚度调节机构和小腿连接板相连接的动力输出机构；还包括传感系统和与传感系统电连接的控制系统，传感系统包括设置于驱动器机构内的编码器组、设置于大腿连接板和小腿连接板之间的角度传感器、设置于小腿支架下方的压力传感器。本发明可跟随人体膝关节刚度实时调节外骨骼机器人的输出刚度，以及在非辅助阶段利用人体膝关节的负功实现发电。

主权项：1.一种具有刚度调节与能量回收功能的膝关节外骨骼，包括绑定于人体大腿部位上的大腿支架（4）、绑定于人体小腿部位上的小腿支架（5），所述大腿支架（4）的一侧通过螺钉连接有位置可调节的大腿连接板（2），所述小腿支架（5）的相同侧通过螺钉连接有位置可调节的小腿连接板（3），所述小腿连接板（3）的顶部与大腿连接板（2）的底部转动连接，其特征在于：所述大腿支架（4）的正侧面上设置有水平位置可横向调节的驱动器机构（1），所述驱动器机构（1）包括机架（6）、固定安装于机架（6）上的动力输入机构（7）、转动安装于机架（6）上并与动力输入机构（7）的动力输出端传动连接的刚度调节机构（8）、分别与刚度调节机构（8）的动力输出端和小腿连接板（3）的动力输入端相连接的动力输出机构（9）；所述动力输入机构（7）包括固定安装于机架（6）顶部一侧的驱动电机（72）、固定连接于驱动电机（72）底部输出端上的蜗杆（75）、转动安装于支架（6）上并与蜗杆（75）啮合连接的蜗轮（76）；所述刚度调节机构（8）包括固定安装于机架（6）侧面上的中心轮轴支座（815）、转动安装于中心轮轴支座（815）上的中心轮轴（83），所述中心轮轴（83）的一端固定连接有扭簧连接件（82），所述扭簧连接件（82）的端面上固定连接有扭簧（81），扭簧（81）的动力输入端与动力输入机构（7）的动力输出端固定连接；所述中心轮轴（83）的另一端固定安装有小中心齿轮（84），所述小中心齿轮（84）的内侧设置有套设在中心轮轴（83）上的中心轮支架（88），所述中心轮支架（88）的侧面轴连接有三个分别与小中心齿轮（84）啮合连接的行星轮（85），三个所述行星轮（85）的外侧同时啮合连接有与中心轮支架（88）固定连接的大中心内齿轮（86），所述大中心内齿轮（86）的外侧固定连接有大中心外齿轮（87），三个行星轮（85）的外侧轴端共同固定连接有行星架（89）；所述动力输出机构（9）包括固定连接于刚度调节机构（8）动力输出端的行星架轴（91）、固定连接于小腿连接板（3）顶部的膝关节输出轴（95），所述大腿连接板（2）的底部转动套接于膝关节输出轴（95）上，所述行星架轴（91）的轴端和膝关节输出轴（95）的轴端通过同步带传动机构传动连接；所述刚度调节机构（8）还包括固定安装于机架（6）上的刚度调节电机（812）、固定安装于刚度调节电机（812）的输出轴端并与大中心外齿轮（87）啮合连接的刚度调节齿轮（810）；该膝关节外骨骼还包括传感系统和与传感系统电连接的控制系统，所述传感系统包括设置于驱动器机构（1）内的编码器组、设置于大腿连接板（2）和小腿连接板（3）之间的角度传感器（10）、设置于小腿支架（5）下方的压力传感器。

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百度查询： 合肥工业大学 一种具有刚度调节与能量回收功能的膝关节外骨骼及其训练方法