[发明专利]用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构

权利要求书

1.一种用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述变力矩柔性膝关节结构包括：至少两个铰链结构，至少两个铰链结构依次连接；

任一铰链结构包括：连接片组件、钢绳滑轮、限位片，所述连接片组件包括：相对设置的左片和右片、位于左片和右片之间的骨片，所述骨片为一矩形片，其一端上边缘形成上接触面，下边缘形成下接触面，所述上接触面和下接触面为逐渐靠拢的弧形面，所述左片和右片一端的上边缘为向上凸伸的弧形面，下边缘为向上凹陷的与所述弧形面相仿型的凹形面，所述钢绳滑轮通过所述限位片枢转连接于所述左片和右另一端，所述左片和右片向上凸伸的部分通过一定位销相连接。

2.根据权利要求1所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，任一铰链结构中，所述骨片上还开设有弧形的滑槽，相邻铰链结构的左片和右片之间的定位销贯穿所述滑槽，并在变力矩柔性膝关节结构弯曲时，沿所述滑槽进行滑动。

3.根据权利要求1所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述变力矩柔性膝关节结构弯曲时，相邻的铰链结构的上、下接触面相吻合。

4.根据权利要求1所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述限位片一端凸伸于所述钢绳滑轮设置，所述限位片的凸伸部分与钢绳滑轮之间形成鲍登线的走线空间。

5.根据权利要求4所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述鲍登线的长度变化与变力矩柔性膝关节结构的弯曲角度呈线性变化。

6.根据权利要求5所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述鲍登线的长度变化与变力矩柔性膝关节结构的弯曲角度满足如下关系式：l_θ=dθ+C₀，其中，l_θ为转动角度θ时鲍登线有效长度，d为自然状态时力臂长度，C₀为力臂长度为d时下接触面与上接触面的中心线间距。

7.根据权利要求1所述的用于可穿戴外骨骼的变力矩柔性膝关节结构，其特征在于，所述铰链结构中，所述下接触面及上接触面半径大小满足如下关系式：

；

其中，R为下接触面及上接触面半径大小，d为自然状态时力臂长度，θ_max为变力矩柔性膝关节结构最大弯曲角度。