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专利号: 2021110888279
申请人: 重庆理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 手动工具;轻便机动工具;手动器械的手柄;车间设备;机械手
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,包括大腿支撑板、小腿支撑杆、轮系搭载平台和膝关节齿轮机构,所述大腿支撑板上设有大腿绑缚机构,所述小腿支撑杆上设有小腿绑缚机构,所述轮系搭载平台的一端与所述大腿支撑板固定连接,所述轮系搭载平台远离其连接所述大腿支撑板的一端与所述膝关节齿轮机构通过第一轴向转动件进行转动连接,以与人体膝关节的屈膝和伸膝运动相适应,所述膝关节齿轮机构远离其连接所述轮系搭载平台的一端与所述小腿支撑杆连接,在所述第一轴向转动件上还设有卷簧,所述卷簧的内端点固定连接在所述第一轴向转动件上,所述卷簧的外端点用于与所述轮系搭载平台固定连接,以使得所述卷簧在伸膝运动时能够被压缩,并在屈膝运动时复位。

2.根据权利要求1所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,所述膝关节齿轮机构包括小腿连接件和输入齿轮,在所述轮系搭载平台上设有传动齿轮组和发电组件,所述发电组件包括发电机、以及用于与所述发电机的转轴连接的输出齿轮,所述传动齿轮组分别与所述输入齿轮和所述输出齿轮啮合,以将所述输入齿轮的动力传递到所述输出齿轮。

3.根据权利要求2所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,所述传动齿轮组包括第一齿轮、第二齿轮和第一单向转轴,所述第一齿轮与所述输入齿轮啮合,所述第二齿轮与所述输出齿轮啮合,所述第一齿轮通过第一单向轴承连接在所述第一单向转轴上,以使得所述第一齿轮正向转动时能够通过所述第一单向轴承带动所述第一单向转轴转动,且所述第一齿轮反向转动时能够相对所述第一单向转轴自由转动,所述第二齿轮固定连接在所述第一单向转轴上,以使得所述第二齿轮能够跟随所述第一单向转轴同步转动。

4.根据权利要求3所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,在所述发电机的转轴上连接有第二单向转轴,所述输出齿轮通过第二单向轴承连接在所述第二单向转轴上,以使得所述输出齿轮正向转动时能够通过所述第二单向轴承带动所述第二单向转轴转动,且所述输出齿轮反向转动时能够相对所述第二单向转轴自由转动,在所述第二单向转轴上固定连接有飞轮组件,所述飞轮组件包括沿所述第二单向转轴的轴向方向设置的多个飞轮,以使得所述飞轮组件能够与所述第二单向转轴同步转动。

5.根据权利要求3所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,所述第二齿轮包括棘轮部和锥齿轮部,所述锥齿轮部用于与所述输出齿轮进行啮合,所述棘轮部位于所述锥齿轮部背向所述第一齿轮的一侧,在所述轮系搭载平台上还设有弹簧,所述弹簧的一端连接在所述轮系搭载平台,所述弹簧远离其连接所述轮系搭载平台的一端设有棘爪,所述棘爪能够伸入对应位置所述棘轮部的齿槽内,所述棘轮部和所述棘爪形成棘轮机构,且所述第一单向转轴正向转动时的方向为所述棘轮部的自由转动方向,所述第一单向转轴反向转动时的方向为所述棘轮部的制动方向。

6.根据权利要求2所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,在所述轮系搭载平台上设有两组发电组件,两组所述发电组件沿纵向方向对称设置在所述轮系搭载平台上,且两组所述发电组件中所述发电机的转轴的轴线之间的夹角为55‑65°。

7.根据权利要求3所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,在所述第一齿轮和所述第二齿轮之间还设有两个垫片,两个所述垫片均固定连接在所述第一单向转轴上,且两个所述垫片沿所述第一单向转轴的轴向进行设置。

8.根据权利要求5所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,所述输入齿轮和所述第一齿轮均为直齿轮结构,所述输出齿轮为能够与所述锥齿轮部啮合的锥齿轮结构。

9.根据权利要求2所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,所述小腿连接件靠近所述小腿支撑杆的一端通过合页与所述小腿支撑杆转动连接。

10.根据权利要求1所述的棘轮‑锥齿轮传动膝关节负功捕捉下肢外骨骼,其特征在于,在所述第一轴向转动件上还设有卷簧预紧盒,所述卷簧的外端点固定连接在所述卷簧预紧盒上,且所述卷簧预紧盒与所述轮系搭载平台固定连接。