[实用新型]一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置

权利要求书

1.一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：它包括固定机构(1)和助力机构，所述助力机构包括固定组件、柔性组件、测量组件和驱动组件，所述固定组件包括大腿基板(2)、第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)，所述柔性组件包括弹簧杆(6)、压缩弹簧(8)和弹簧后端盖(9)，所述测量组件包括旋转编码器(12)和压力传感器(23)，所述驱动组件包括膝关节槽轮(15)和驱动器；所述膝关节槽轮(15)与大腿基板(2)转动连接，所述第一小腿基板(16)同轴心固定在膝关节槽轮(15)上，所述第一小腿基板(16)和第二小腿基板(18)之间通过合页(17)相连，所述大腿基板(2)和第二小腿基板(18)上均设置有固定机构(1)，所述压缩弹簧(8)两端均设置有弹簧端盖(7)，所述弹簧端盖(7)上开设有三个通孔，所述弹簧杆(6)数量为三个，三个弹簧杆(6)通过弹簧端盖(7)上的通孔对称连接，其中两个弹簧杆(6)的一端与弹簧后端盖(9)相连，另一个弹簧杆(6)的一端与第一钢丝绳(5)相连，所述弹簧后端盖(9)与第二钢丝绳(24)相连，所述第二钢丝绳(24)连接膝关节槽轮(15)，所述压力传感器(23)与大腿基板(2)固定连接，压力传感器(23)前端固定有压头(22)，所述第一钢丝绳(5)一端与驱动器相连，另一端穿过压头(22)后与弹簧杆(6)相连，所述旋转编码器(12)与膝关节槽轮(15)同轴心设置。

2.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述驱动组件还包括换向座(11)，所述换向座(11)固定在大腿基板(2)上，且位于柔性组件后方，所述换向座(11)中部开设有方形孔，方形孔内设置有滑轮(20)，所述滑轮(20)通过塞打螺钉(19)固定在方形孔内，所述第二钢丝绳(24)通过滑轮(20)后连接膝关节槽轮(15)。

3.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述驱动组件还包括槽轮端盖(13)、轴承座(14)和轴承(21)，所述槽轮端盖(13)设置在膝关节槽轮(15)上，所述旋转编码器(12)与槽轮端盖(13)固定连接，所述轴承座(14)与大腿基板(2)固定连接，所述轴承(21)与轴承座(14)配合固定，所述轴承(21)外侧与膝关节槽轮(15)过度配合固定。

4.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述弹簧杆(6)为阶梯轴结构，阶梯轴结构细端加工有外螺纹，三个弹簧杆(6)中的两个通过阶梯轴结构细端与弹簧后端盖(9)相连，另一个弹簧杆(6)通过阶梯轴结构细端与第一钢丝绳(5)相连。

5.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述弹簧杆(6)通过防松螺母(10)与弹簧后端盖(9)相连。

6.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述压力传感器(23)通过传感器座(3)与大腿基板(2)相连，所述压力传感器(23)前端设置有传感器盖(4)。

7.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述固定机构(1)为绑带，绑带通过3D打印结构或金属加工结构与大腿基板(2)和第二小腿基板(18)相连。

8.根据权利要求1所述的一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，其特征在于：所述驱动器为电机。