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(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CN110653802A(43)申请公布日2020.01.07(21)申请号201910944307.X(22)申请日2019.09.30(71)申请人重庆理工大学地址400054重庆市巴南区李家沱红光大道69号(72)发明人黎波(74)专利代理机构重庆博凯知识产权代理有限公司50212代理人黄河(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书11页附图3页(54)发明名称膝关节运动助力外骨骼装置(57)摘要本发明公开了膝关节运动助力外骨骼装置,包括大腿支杆和小腿支杆,中间转轴机构包括转动连接的大腿连接盘和小腿连接盘,大腿连接盘和小腿连接盘上分别设有第一限位槽和第二限位槽,第一限位槽和第二限位槽在初始状态下部分重叠,且在小腿支杆和大腿支杆相对转动过程中,第一限位槽和第二限位槽的重叠范围逐渐加大,还包括储能机构,储能机构包括弹簧和曲柄滑块机构,曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块,弹簧的一端固定连接在大腿支杆上,弹簧的另一端始终与滑块相抵,曲柄上还设有限位凸起。本方案实现了在平路行走时减少对人体行走膝关节弯曲时的额外负荷,而只在登山、爬楼梯等大角度运动时才提供被动式助力的目的。CN110653802ACN110653802A权利要求书1/2页1.膝关节运动助力外骨骼装置,包括大腿支杆和小腿支杆,其特征在于,所述大腿支杆和所述小腿支杆通过中间转轴机构进行转动连接,所述中间转轴机构包括同轴转动连接的大腿连接盘和小腿连接盘,所述大腿连接盘用于与所述大腿支杆固定连接,所述小腿连接盘用于与所述小腿支杆固定连接,所述大腿连接盘和所述小腿连接盘上距离所述转动连接处距离相等的位置分别设有弧形状的第一限位槽和第二限位槽,所述第一限位槽对应圆弧的圆心角度数大于所述第二限位槽对应圆弧的圆心角度数,所述第一限位槽和所述第二限位槽在初始状态下部分重叠,且在所述小腿支杆和所述大腿支杆相对转动过程中,所述第一限位槽和所述第二限位槽的重叠范围逐渐加大,还包括储能机构,所述储能机构包括初始状态下处于自由状态的弹簧和曲柄滑块机构,所述曲柄滑块机构包括曲柄、连杆和滑块,所述曲柄与所述大腿连接盘平行设置,所述曲柄的一端连接在所述大腿连接盘和所述小腿连接盘的转动连接处,所述曲柄的另一端与所述连杆连接,所述曲柄上还设有朝向所述大腿连接盘方向延伸的限位凸起,所述限位凸起伸入到所述第一限位槽和所述第二限位槽内并能够沿所述第一限位槽和所述第二限位槽滑动,所述大腿支杆上设有安装管,所述弹簧套设在所述安装管上,所述弹簧靠近所述曲柄的一端固定连接在所述大腿支杆上,所述弹簧的另一端与所述滑块相抵,所述连杆与所述曲柄连接的另一端与所述滑块连接,所述曲柄转动时能够通过所述连杆带动所述滑块向所述大腿连接盘的方向移动并对所述弹簧进行压缩。2.根据权利要求1所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述曲柄的支点到所述曲柄与所述连杆连接点的方向为所述曲柄的长度方向,所述连杆与所述曲柄的连接点到所述连杆与所述滑块的连接点的方向为所述连杆的长度方向,所述连杆的长度大于所述曲柄的长度。3.根据权利要求1所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述限位凸起的两侧在初始状态下分别与所述第二限位槽弧形方向的一侧和所述第一限位槽弧形方向的一侧相抵。4.根据权利要求1所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述第一限位槽对应圆弧的圆心角度数为120°,所述第二限位槽对应圆弧的圆心角度数为30°-60°。5.根据权利要求4所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述第一限位槽对应圆弧的圆心角度数与所述第二限位槽对应圆弧的圆心角度数之差为60°-90°。6.根据权利要求1所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述大腿支杆上设有第一安装座和位于所述第一安装座下方的第二安装座,所述第一安装座与所述第二安装座之间竖向连接有安装管,所述弹簧和所述滑块均套设在所述安装管上并能够沿所述安装管竖向滑动,所述弹簧下端固定连接在所述第二安装座上,所述弹簧上端与所述滑块相抵。7.根据权利要求6所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述安装管内设有竖向的减重通孔,所述安装管的外圆周上对称设有两个竖向的限位凹槽,所述限位凹槽与所述减重通孔相连通,所述限位凹槽的轴向中心线位于所述安装管的轴向中心线上方,所述滑块套设在所述安装管外开设有所述限位凹槽的位置,所述滑块内径的轴向宽度大于两个所述限位凹槽之间的轴向宽度且小于所述安装管外径的轴向宽度。8.根据权利要求2所述的膝关节运动助力外骨骼装置,其特征在于,所述曲柄的长度为3-4cm,所述连杆的长度为9-11cm,所述曲柄长度方向与竖向平面之间在初始状态下所夹的2CN1106