[发明专利]功率产生腿

说明书

相关申请案的交叉参考

本申请案主张2006年3月9日申请的题为“功率产生腿(POWER GENERATING LEGS)”的第60/781,569号美国临时申请案的优先权，所述申请案的全部出于所有目的 以引用的方式并入本文。

技术领域

本中请案大体上涉及功率产生腿的领域。

背景技术

人类以循环运动行走。因此存在着提供一种将行走机械功率转换为电功率的装置的 机会。特定来说，本申请案描述一种功率产生腿，其经配置以耦合到人的下肢并在人行 走时产生功率。本文描述的功率产生腿可以是矫正腿或假腿。在一些实施例中，功率产 生腿是具有机器人外骨骼的腿。

发明内容

在一个示范性实施例中，一种功率产生腿经配置以耦合到人的下肢，所述功率产生 腿包括大腿连杆、小腿连杆、膝盖机构、转矩产生器和功率单元。所述膝盖机构连接到 所述大腿连杆和所述小腿连杆，且经配置以允许所述大腿连杆和所述小腿连杆相对于彼 此的弯曲和伸展移动。所述转矩产生器经配置以在所述大腿连杆与所述小腿连杆之间产 生转矩。所述功率单元耦合到所述转矩产生器，且经配置以促使所述转矩产生器产生转 矩。当所述功率单元在功率再生模式中时，所述功率单元促使所述转矩产生器产生对抗 所述大腿连杆与所述小腿连杆相对于彼此的角速度的转矩，且所述功率单元将与所述转 矩与所述小腿连杆和所述大腿连杆相对于彼此的所述角速度的乘积相关联的功率的一 部分转换为将存储在存储装置中的电功率。

附图说明

当参看附图阅读以下具体实施方式时将更理解本发明的这些和其它特征、方面和优 点，所有附图中相同符号表示相同部分，其中：

图1是功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图2是耦合到人的下肢的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图3是耦合到人的下肢的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图4是功率产生腿的示范性实施例的透视图。

图5是耦合到人的下肢的充当假腿的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图6是耦合到人的下肢的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图7是耦合到人的下肢的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图8是耦合到人的下肢的功率产生腿的示范性实施例的侧视图。

图9是功率产生腿的示范性实施例的一部分的侧视图。

图10是功率单元的示范性实施例的框图。

图11是功率单元的示范性实施例的框图。

图12是功率单元的示范性实施例的框图。

图13是功率单元的示范性实施例的框图。

图14是描绘人在下楼梯时的膝盖功率和膝盖角度的曲线图。

图15是描绘人在水平地面上行走时的膝盖转矩和膝盖角度的曲线图。

图16展示人在上楼梯时的膝盖功率和膝盖角度。

图17是功率单元的示范性实施例的框图。

图18是功率单元的示范性实施例的框图。

具体实施方式

根据一实施例，图1是说明功率产生腿100的图。功率产生腿100经配置以耦合到 人的下肢。功率产生腿100包括大腿连杆103和小腿连杆105。膝盖机构107连接到大 腿连杆103和小腿连杆105。膝盖机构107经配置以允许大腿连杆103与小腿连杆105 之间的弯曲移动(在箭头240的方向上)和伸展移动(在箭头241的方向上)。转矩产 生器213经配置以强加影响大腿连杆103与小腿连杆105相对于彼此移动的转矩。功率 单元215耦合到转矩产生器213，且经配置以促使转矩产生器213产生转矩。

当功率单元215在功率再生模式中操作时，功率单元215经配置以促使转矩产生器 213产生对抗大腿连杆103与小腿连杆105相对于彼此的角速度的转矩。在此功率再生 模式中，功率单元215进一步将与所产生转矩与小腿连杆105和大腿连杆103相对于彼 此的角速度的乘积相关联的功率的一部分转换为将存储在存储装置中的电功率。在一些 实施例中，存储装置位于功率单元215内。在一些实施例中，存储装置在外部。在一些 实施例中，所转换的电功率存储在一组电池中。在一些实施例中，所转换的电功率存储 在一组电容器中。