公开(公告)号：CN118456392A

公开(公告)日：2024-08-09

申请号：CN202410645766.9

申请日：2024-05-23

申请人： 西安交通大学

发明人： 朱爱斌 ,  张晶 ,  武鑫雨 ,  苏宇翔 ,  许鹏 ,  郑春莉 ,  石磊 ,  鲁超

IPC分类号： B25J9/00 ,  B25J9/10 ,  B25J19/00

摘要： 本发明公开了一种并联重力补偿机构的套索驱动外骨骼髋关节，包括髋关节和外骨骼腰部结构，髋关节通过外骨骼腰部结构在人体两侧对称布置，用于同时实现髋关节的同步蹲起运动，交叉协调步行运动，下肢跟随运动和助力运动的多模式运动。单侧外骨骼髋关节具有屈曲/伸展、外展/内收和外旋/内旋三个自由度，其中屈曲/伸展运动采用套索传动方式实现远程驱动。在外骨骼髋关节的屈曲/伸展结构中并联一个基于内/外啮合齿轮的弹簧重力补偿机构，内啮合齿轮机构可以将髋关节的相对旋转运动转化为弹簧的直线运动，弹簧可以储存和释放能量，实现机构的被动重力补偿，从而降低髋关节的驱动力矩，减少外骨骼的能量消耗。

公开(公告)号：CN118514059A

公开(公告)日：2024-08-20

申请号：CN202410645764.X

申请日：2024-05-23

申请人： 西安交通大学

发明人： 朱爱斌 ,  张晶 ,  宋纪元 ,  屠尧 ,  毛涵 ,  马培锋 ,  许鹏 ,  郑春莉 ,  石磊 ,  鲁超

IPC分类号： B25J9/00 ,  B25J9/10

摘要： 本发明公开了一种套索驱动的下肢助力外骨骼机器人，包括套索驱动器、腰部、髋关节、膝关节以及踝关节和足部。在套索传动链路设置串联弹簧张紧机构，避免套索往复运动松弛，同时测量弹簧的形变量间接计算套索张力。在髋关节中并联弹簧重力补偿机构，降低髋关节的驱动力矩。膝关节采用加载弹簧的交叉四杆机构避免关节错位，并通过弹簧补偿机构运动摩擦力矩，提高关节力矩传递效率。在髋、膝关节中嵌入力和角度传感器，可实时获得髋、膝关节的实际助力力矩和旋转角度，提高外骨骼力矩/位置控制精度及助力效果。本发明具有关节惯性小、轻量化、运动柔顺、力控精度高、力矩传递效率高的特点。

公开(公告)号：CN118342482A

公开(公告)日：2024-07-16

申请号：CN202410645765.4

申请日：2024-05-23

申请人： 西安交通大学

发明人： 朱爱斌 ,  张晶 ,  鲍丙生 ,  祝锦梁 ,  许鹏 ,  郑春莉 ,  石磊 ,  鲁超

IPC分类号： B25J9/00 ,  B25J9/10 ,  B25J17/02

摘要： 本发明公开了一种具有可变瞬心的刚柔耦合外骨骼膝关节，通过套索驱动方式实现膝关节的主动屈伸运动，减少关节处的重量和惯性。外骨骼膝关节的屈伸结构采用交叉四杆机构模拟人体膝关节的可变瞬心运动，避免外骨骼与人体膝关节发生错位，减少外骨骼机构与人体大小腿之间不期望的切向力，提高外骨骼的穿戴舒适性。通过在交叉连杆上并联两个拉伸弹簧储存和释放能量来补偿机构运动摩擦等造成的额外力矩消耗，提高关节的力矩传递效率。同时刚柔耦合结构可以降低外骨骼对人体助力的瞬时冲击，提高外骨骼膝关节的运动柔顺性。