[发明专利]一种弹性驱动的动力型仿生膝关节

权利要求书

1.一种弹性驱动的动力型仿生膝关节，包括主动力驱动端、缓冲机构、刚度调节机构、膝关节动力输出端以及小腿连接端，所述主动力驱动端用于提供关节主动力；

所述缓冲机构连接于所述主动力驱动端和所述膝关节动力输出端之间，用于将驱动端的主动力传输至所述膝关节动力输出端，所述缓冲机构包括弹性元件，所述缓冲机构包括斜面盘、花键滑块、花键导向轴、滚子保持架、滚子销、滚子、矩形弹簧、以及弹簧上支撑，所述主动力输入轴与斜面盘固连，所述花键滑块内圈与所述花键导向轴滑动连接，所述花键滑块外圈法兰与所述滚子保持架连接，所述滚子能在斜面盘的圆弧状斜面滑槽上滚动，使得来自斜面盘的扭力通过滚子间接传动到花键导向轴上，所述矩形弹簧下端与所述滚子保持架连接，所述矩形弹簧上端由弹簧上支撑固定；

所述刚度调节机构运动连接至所述缓冲机构，所述刚度调节机构包括刚度调节电机、调节电机主动齿轮、滚珠丝杠从动齿轮、滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母、直线轴承、导向光轴，所述刚度调节电机带动所述调节电机主动齿轮转动，所述滚珠丝杠从动齿轮与调节电机主动齿轮啮合，继而带动滚珠丝杠及滚珠丝杠螺母运动，滚珠丝杠螺母与所述弹簧上支撑固连，所述滚珠丝杠转动带动所述弹簧上支撑上下运动，用来改变所述矩形弹簧的预压缩量，继而用来改变所述关节的刚度；所述直线轴承外圈与所述弹簧上支撑固连，与滚珠丝杠、滚珠丝杠螺母组合起导向作用，所述刚度调节机构通过朝向所述缓冲机构运动来改变所述弹性元件的预压缩量，实现对所述关节的刚度调节，所述膝关节动力输出端包括大腿连接端子，所述大腿连接端子与残肢相连；所述小腿连接端连接至所述膝关节动力输出端。

2.如权利要求1所述的弹性驱动的动力型仿生膝关节，其特征在于，所述主动力驱动端包括主驱动电机、主电机基座、主动直齿轮、从动直齿轮、主动力输入轴，所述主驱动电机包括与电机相连的行星减速器，所述主驱动电机安装于主电机基座上，所述主动直齿轮与主驱动电机输出轴固连，所述从动直齿轮与主动直齿轮啮合，所述主动力输入轴与从动直齿轮固连，且所述主动力输入轴连接所述缓冲机构。

3.如权利要求2所述的弹性驱动的动力型仿生膝关节，其特征在于，所述主动力输入轴端面中心加工有一圆形槽，用于实现所述花键导向轴下端定位，所述花键导向轴的上部与所述膝关节动力输出端固连，用来将主动驱动力矩传递给所述膝关节动力输出端。

4.如权利要求3所述的弹性驱动的动力型仿生膝关节，其特征在于，所述膝关节动力输出端还包括膝关节基座、主动锥齿轮、从动锥齿轮、关节驱动转轴，所述膝关节基座底部加工有通孔，所述花键导向轴穿过通孔与所述主动锥齿轮固连，所述从动锥齿轮与主动锥齿轮啮合，所述膝关节基座两侧还加工有台阶孔，用于放置所述关节驱动转轴，所述关节驱动转轴的中部与所述大腿连接端子固连，同时与所述从动锥齿轮的内孔连接，所述从动锥齿轮转动用来带动所述关节驱动转轴和所述大腿连接端子一起转动。

5.如权利要求4所述的弹性驱动的动力型仿生膝关节，其特征在于，主驱动力矩通过所述花键导向轴传递给所述主动锥齿轮与从动锥齿轮，所述从动锥齿轮再带动所述关节驱动转轴及所述大腿连接端子一起转动，用来为假肢佩戴者提供主动力。