[发明专利]一种弹性驱动的动力型仿生膝关节

摘要

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、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，所述小腿连接端与膝关节动力输出端相连。本发明的弹性驱动膝关节能够有效减缓外部冲击，关节刚度连续可调，以适应不同运动需求，能够为假肢佩戴者提供主动力，减少假肢患者的肌肉耗能且提高穿戴的舒适性。

主权项

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。