[发明专利]半主动型机械关节

权利要求书

1.一种机械关节，其包括：

第一连杆；

中间连杆，其包括第一端部和第二端部，其中中间连杆的第一端部在第一关节处旋转地连接于第一连杆；

力矩产生器，其仅连接至第一连杆和中间连杆并且构造为在第一连杆和中间连杆之间产生力矩；

第二连杆，其在第二关节处旋转地连接于中间连杆的第二端部；以及

锁定机构，其连接至第二连杆和中间连杆，其中锁定机构可独立于力矩产生器的力矩之外在锁定状态和解锁状态之间切换，其中，当锁定机构处于解锁状态并且不阻碍第二连杆相对于中间连接的旋转时，锁定机构允许第二连杆相对于第一连杆在第一旋转方向和第二旋转方向上围绕第二关节自由旋转，并且其中，当锁定机构处于锁定状态并且阻碍第二连杆相对于中间连杆在第一方向上的旋转时，力矩产生器阻碍第二连杆相对于第一连杆在第一旋转方向上围绕第一关节的旋转。

2.根据权利要求1所述的机械关节，其中，第一连杆相对于中间连杆旋转的轴线与第二连杆相对于中间连杆旋转的轴线实质彼此平行。

3.根据权利要求1所述的机械关节，其中，第一连杆相对于中间连杆旋转的轴线与第二连杆相对于中间连杆旋转的轴线彼此重合。

4.根据权利要求1所述的机械关节，其中，当锁定机构处于锁定状态时，锁定机构构造为在第一旋转方向上相对于中间连杆锁定第二连杆，并允许第二连杆相对于中间连杆在与第一旋转方向相反的第二旋转方向上旋转。

5.根据权利要求1所述的机械关节，其还包括致动器，其中锁定机构通过致动器将中间连杆锁定至第二连杆。

6.根据权利要求5所述的机械关节，其中，致动器包括从电动马达、具有传动装置的电动马达、螺线管、液压致动器和气动致动器组成的组中选择的元件或元件的组合。

7.根据权利要求1所述的机械关节，其中，力矩产生器从气动缸体、液压缸体、具有液压部件的缸体、具有气动部件的缸体、气弹簧、气垫、液压阻尼器、可锁定的气弹簧、可锁定的阻尼器、压缩弹簧、拉伸弹簧和螺旋弹簧组成的组中选择。

8.根据权利要求1所述的机械关节，其中，机械关节是矫形腿的一部分并且可操作为矫形腿的膝关节，其中第一连杆和第二连杆中的一个可构造为连接于人的大腿，并且其中第一连杆和第二连杆中的另一个可构造为连接于人的小腿。

9.根据权利要求1所述的机械关节，其中，机械关节是矫形腿的一部分并且可操作为矫形腿的膝关节，其中第一连杆和第二连杆中的一个可构造为与人的大腿一致地移动，并且其中第一连杆和第二连杆中的另一个可构造为与人的小腿一致地移动。

10.根据权利要求1所述的机械关节，其中，锁定机构构造为使用第一摩擦表面与第二摩擦表面之间的摩擦力来阻碍第二连杆相对于中间连杆在第一旋转方向上的自由旋转。

11.根据权利要求10所述的机械关节，其还包括电致动器，其中第一摩擦表面是连接于中间连杆的心轴的外表面，其中第二摩擦表面是从卷簧的第一端部处连接于第二连杆的、卷簧的内表面，并且其中通过移动卷簧的第二端部，电致动器在心轴的外表面与卷簧的内表面之间施加压力。

12.根据权利要求1所述的机械关节，其还包括可操作为从机械关节接收至少一个腿部信号的至少一个控制器，其中控制器构造为基于至少一个腿部信号使机械关节移动到锁定状态。

13.根据权利要求12所述的机械关节，其中，至少一个信号表示第一连杆或第二连杆中的、连接于人的大腿的连杆相对于从垂直重力线和与人的躯干实质平行的线组成的组中选择的线的绝对角度。

14.根据权利要求12所述的机械关节，其中，至少一个信号表示人的大腿相对于从垂直重力线和与人的躯干实质平行的线组成的组中选择的线的绝对角度。