[发明专利]一种基于变胞并联机构的主动型膝踝关节假肢机构

摘要

一种基于变胞并联机构的主动型膝踝关节假肢机构，它由定平台、主动支链、变胞支链、动平台和主动型踝关节假肢机构所组成，实现膝踝关节的多自由度运动特性。本发明中设计的变胞并联机构中主动支链的驱动移动副为电推杆提供，不仅能实现膝关节屈伸和踝关节内外翻运动，还能模仿小腿骨骼肌群的伸缩运动；由于人体膝关节内外旋运动仅当屈膝时才被激活，且生活中对于内外旋运动的依赖性较少，采用变胞支链的变胞特性，即当该假肢机构屈膝时，变胞运动副变为驱动转动副，膝关节的内外旋被激活，反之，变胞运动副为固定副，膝关节不具内外旋运动。该假肢机构涉及医疗康复机器人，具有承载能力高、刚度高、结构简单、易加工制造和生产成本低等要求。

主权项

1.一种基于变胞并联机构的主动型膝踝关节假肢机构，基本机构包含：定平台(1)、主动支链(2.1，2.2)、变胞支链(3)、动平台(4)和主动型足踝假体(5)，该机构分别由一个少自由度变胞并联机构和一个单自由度主动型足踝假体串联形成的膝踝关节假肢机构；其中，变胞并联机构中主动支链的驱动移动副为滚珠丝杠，用以仿效小腿骨骼肌群的伸缩运动；由于人体膝关节的内外旋运动并不是时刻存在的，仅当屈膝时才被激活，此外，生活中对于内外旋运动的依赖性较少，当变胞运动副为固定时，在变胞支链和两条定支链的耦合下，动平台(4)仅能实现空间两个转动运动，以仿效人体膝关节的屈曲运动和踝关节的内外翻运动；当变胞运动副为转角限制的驱动转动副时，在变胞支链和两条定支链的耦合下，动平台(4)能实现三个纯转动，以仿效人体膝关节的屈曲运动和内外旋运动及踝关节的内外翻运动；该假肢机构能有效地补偿截肢患者受损的膝关节和踝关节的生物运动特性。