一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112438862A(43)申请公布日2021.03.05(21)申请号201910821199.7(22)申请日2019.09.02(71)申请人长春工业大学地址130012吉林省长春市延安大街2055号(72)发明人王占礼高墨尧张邦成柳虹亮庞在祥李静李爽(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图4页(54)发明名称一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置(57)摘要本发明公开了一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其包括驱动机构(1)、膝关节支撑杆(2)、膝关节机构(3)、自锁机构(4)，所述膝关节支撑杆(2)之间设置所述膝关节机构(3)，所述膝关节机构(3)之间设置所述自锁机构(4)，所述自锁机构(4)为所述四连杆机构，所述上连杆一端与膝关节大腿支撑杆相连，所述下连杆另一端与膝关节小腿支撑杆相连，所述的驱动机构(1)与所述膝关节支撑杆(2)的膝关节大腿支撑杆连接，所述的驱动机构(1)包括电机和所述电机相连接的谐波减速器以及滑轮组。本发明具有结构简单可靠、传动精度高、仿生性能强的特点。同时，其质量轻便且简单易加工，可以很好的辅助下肢运动困难的老年人提供助力。CN112438862ACN112438862A权利要求书1/1页1.一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，该膝关节外骨骼装置包括驱动机构(1)、膝关节支撑杆(2)、膝关节机构(3)、自锁机构(4)。其特征在于所述膝关节支撑杆(2)之间设置所述膝关节机构(3)，所述膝关节机构(3)之间设置为自锁机构(4)，所述自锁机构(3)包括彼此连接的四连杆机构，所述的驱动机构(1)与所述的膝关节支撑杆(2)的膝关节大腿支撑杆201上端相连接固定，所述驱动机构(1)包括盘式电机101和所述电机相连的谐波减速器102。2.根据权利要求1所述的一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其特征在于，所述的膝关节支撑杆(2)包括膝关节大腿支撑杆201、膝关节小腿支撑杆202、大腿固定罩203、小腿固定罩204，所述膝关节支撑杆(2)的大腿支撑杆201和小腿支撑杆202通过滑槽相连接，所述大腿固定罩203固定在膝关节大腿支撑杆上201，所述小腿固定罩204固定在膝关节小腿支撑杆上202。3.根据权利要求1所述的一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其特征在于，所述的膝关节机构(3)包括膝关节大腿齿轮301、锁扣连杆302、膝关节小腿齿轮303，所述膝关节大腿齿轮301和膝关节小腿齿轮303通过销轴相连接并相互啮合，所述锁扣连杆302固定在所述膝关节大腿齿轮301和膝关节小腿齿轮303的连接销轴上，通过自锁机构(4)相连接构成四连杆机构，并且两者均可绕着所述连接轴转动。4.根据权利要求3所述的一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其特征在于，所述自锁机构(4)为四连杆机构，包括上连杆401、下连杆402、连杆轴403，所述上连杆401的一端与膝关节大腿支撑杆201和膝关节大腿齿轮301轴向连接，所述下连杆402的一端与膝关节小腿支撑杆202和膝关节小腿齿轮303轴向连接，所述上连杆401和下连杆402通过连杆轴403相连接。5.根据权利要求1所述的一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其特征在于，所述的膝关节支撑杆(2)和所述的膝关节机构(3)之间通过销轴相连接，所述的膝关节机构(3)和所述的自锁机构(4)通过连接件轴和销相连接。6.根据权利要求1所述的一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置，其特征在于，所述驱动机构(1)还包括皮带103和滑轮组104，所述的皮带103与滑轮组104相连接，所述的滑轮组104设置在膝关节支撑杆(2)的膝关节大腿支撑杆201上。2CN112438862A说明书1/3页一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置技术领域：[0001]本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体是指一种自锁式仿生膝关节外骨骼装置。背景技术：[0002]随着社会的快速发展，人民健康生活水平的不断提高，我国已成为人口老龄化大国，人口老龄化程度的不断增大老年人健康与医疗问题也在日益突出，因行走不便、下肢无力、下肢运动障碍以及老年病引起的肢体机能衰退的老年人数量呈逐年上升的趋势，因此，这类群体急需一种适合于协助他们完成日常工作及生活的装备。[0003]目前，现有下肢膝关节外骨骼大多采用单轴心的旋转运动来模仿人体膝关节的运动形态，根据人机工程学和仿生学原理研究表明，人体膝关节是一个滑车状关节，在运动时，通常表现出瞬时转动中心的滑移，即多轴心的旋转运动，另外，人体在站姿阶段和行走阶段时腿部落地都处于伸展状态，人体膝关节在处于伸展状态时股骨与胫骨之间处于水平即锁止固定，因此，现有膝关节外骨骼运动同步性并不能完全与人体膝关节相耦合；然而，由于刚性结构较多体积较