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(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114905492A(43)申请公布日2022.08.16(21)申请号202210595791.1(22)申请日2022.05.27(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人王旭鹏唐欣尧周雅雯胡钢(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214专利代理师王奇(51)Int.Cl.B25J9/00(2006.01)B25J17/02(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图3页(54)发明名称人体膝关节助力外骨骼装置(57)摘要本发明公开了人体膝关节助力外骨骼装置,包括柔性连接件、刚性连接件和棘轮棘爪离合器;两个柔性连接件弧度平面设置有穿透孔,穿透孔与刚性连接件平面上的螺钉孔相连接,与大腿小腿分别固定;两个刚性连接件分别与大腿离合器和小腿卷簧部分通过螺钉连接固定;离合器内部连接有棘爪和带有一定角度齿牙的棘轮。其安装于人体膝关节处,在人体行走过程中,通过卷簧收集人体行走踢腿过程中的机械能,于人体屈膝的过程释放,助力人体行走。本发明结构简单,使用便捷;能够穿戴于人体,在行走过程中进行助力,减少膝关节磨损及人体能量消耗,提高人体行走耐久性和负重能力,同时增加工作效率。CN114905492ACN114905492A权利要求书1/2页1.人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,包括大腿处柔性连接件(1)和小腿处柔性连接件(2),所述大腿处柔性连接件(1)和小腿处柔性连接件(2)卡接,所述大腿处柔性连接件(1)表面螺钉连接有大腿处刚性连接件(6),所述小腿处柔性连接件(2)表面螺钉连接有小腿处刚性连接件(3),所述大腿处刚性连接件(6)和所述小腿处刚性连接件(3)的相互靠近的一端均垂直固接有圆柱支撑件(23),所述大腿处刚性连接件(6)表面的圆柱支撑件(23)螺钉连接有膝关节刚性连接板b(5),所述小腿处刚性连接件(3)表面的圆柱支撑件(23)螺钉连接有膝关节刚性连接板a(4),所述膝关节刚性连接板a(4)和膝关节刚性连接板b(5)之间通过圆弧抵接,所述膝关节刚性连接板a(4)和膝关节刚性连接板b(5)平行于大腿处柔性连接件(1)和小腿处柔性连接件(2),所述大腿处柔性连接件(1)和小腿处柔性连接件(2)的卡接处与膝关节刚性连接板a(4)之间设有膝关节卷簧盒盖子(24)和膝关节卷簧盒(25),所述膝关节卷簧盒盖子(24)和膝关节卷簧盒(25)固接,所述膝关节卷簧盒盖子(24)和膝关节卷簧盒(25)通过膝关节转动轴(22)与膝关节刚性连接板a(4)轴连接,所述大腿处刚性连接件(6)远离小腿处刚性连接件(3)处固接有离合器(7)。2.根据权利要求1所述的人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,所述离合器(7)包括离合器底壳(8),所述离合器底壳(8)与所述大腿处刚性连接件(6)固接且互相平行,所述离合器底壳(8)沿着远离大腿处刚性连接件(6)的方向依次设有背板(21)和大腿处卷簧盒(9),所述背板(21)与所述离合器底壳(8)固接,所述背板(21)设置有环形滑动槽与大腿处卷簧盒(9)固接,所述背板(21)和大腿处卷簧盒(9)固接处设有离合器转动轴(12),所述离合器转动轴(12)垂直所述背板(21),沿着离合器转动轴(12)的延伸方向依次套接有大腿处卷簧盒盖子(10)、拨盘(19)、棘爪(18)和棘轮(11),所述大腿处卷簧盒(9)中部设置为凹陷环,所述凹陷环表面环绕有无弹力电缆绳(20),所述无弹力电缆绳(20)两端分别与大腿处卷簧盒盖子(10)和膝关节卷簧盒盖子(24)固接,所述凹陷环和无弹力电缆绳(20)之间通过顶丝固定,所述大腿处卷簧盒(9)和大腿处卷簧盒盖子(10)固接,所述大腿处卷簧盒盖子(10)表面与拨盘(19)抵接,所述拨盘(19)表面与棘爪(18)抵接,所述拨盘(19)和棘爪(18)与离合器转动轴(12)之间通过销(26)紧固连接,所述棘轮(11)与棘爪(18)彼此啮合。3.根据权利要求2所述的人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,所述棘爪(18)表面沿着所述离合器转动轴(12)的延伸方向还抵接有转动轴支座(13),所述转动轴支座(13)呈矩形块状且平行于背板(21),所述转动轴支座(13)与离合器转动轴(12)套接。4.根据权利要求3所述的人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,所述转动轴支座(13)与离合器转动轴(12)内嵌小轴承实现过盈配合。5.根据权利要求3所述的人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,所述背板(21)表面边缘沿着离合器转动轴(12)延伸方向还固接有底板(15),所述转动轴支座(13)与底板(15)垂直固接。6.根据权利要求5所述的人体膝关节助力外骨骼装置,其特征在于,所述底板(15)靠近转动轴支