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公开(公告)号:CN110559162A
公开(公告)日:2019-12-13
申请号:CN201910806014.5
申请日:2019-08-29
Applicant: 清华大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明公开了一种下肢外骨骼驱动器,包括驱动装置、机架、主轴、转盘、棘轮和棘爪组件,主轴可自由转动地安装在机架上;转盘固定在主轴上;棘轮可自由转动地套装在主轴上;棘爪组件包括第一棘爪和第二棘爪,第一棘爪可枢转地安装在机架上,第二棘爪可枢转地安装在转盘上;当第一棘爪与棘轮啮合且第二棘爪与棘轮拨离时,棘轮静止,转盘可随下肢后摆伸展而逆着棘轮的棘齿方向从第一位置转动到第二位置;当转盘转动到第二位置时,第一棘爪与棘轮拨离且第二棘爪与棘轮啮合,驱动装置驱动转盘顺着棘轮的棘齿方向转动,从而推动下肢向前迈进。本发明能够为脊髓损伤患者行走提供外源力,使肌肉损伤平面更高的患者也能够使用,且体积小、控制方便。
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公开(公告)号:CN109674626A
公开(公告)日:2019-04-26
申请号:CN201910120010.1
申请日:2019-02-18
Applicant: 清华大学
IPC: A61H3/00
CPC classification number: A61H3/00 , A61H2003/005 , A61H2003/007 , A61H2201/1207 , A61H2201/163 , A61H2201/1642
Abstract: 本发明公开了一种髋关节可外展内收的动力式下肢外骨骼,包括:膝关节组件、大腿支条组件、髋关节组件、骨盆支架组件、无动力膝关节、小腿支条和足托,其中,大腿支条组件包括大腿杆和大腿鞘;髋关节组件包括并联柔性驱动器、髋关节限位件和髋关节安装板;骨盆支架组件包括左主板、右主板、左调节板、右调节板、左背板、右背板和内收外展轴;左足托和右足托的内侧均通过小腿支条连接无动力膝关节和大腿鞘,左足托和右足托的外侧均通过小腿支条依次连接膝关节组件、大腿支条组件、髋关节组件和骨盆支架组件。该外骨骼可调节的尺寸包括大腿长度和骨盆支架高度、宽度和前后距离等,这使外骨骼与使用者的身体更为贴合,从而提高人机融合程度。
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公开(公告)号:CN109648546A
公开(公告)日:2019-04-19
申请号:CN201910138952.2
申请日:2019-02-25
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种可调节式轻薄外骨骼膝关节驱动器,包括:支撑板;轴向固定设置于支撑板上的驱动部件,用于输出驱动力;轴向固定设置于支撑板上的传动部件,传动部件与驱动部件相连,用于传递驱动力;轴向固定设置于支撑板上的减速部件,减速部件与传动部件相连,用于放大驱动力;与支撑板相连的连接部件,连接部件包括多个长方形孔,多个长方形孔用于调节连接部件与支撑板的相对位置。该驱动器具有结构简单紧凑,充分利用有限的空间,尺寸较小、结构简单,易于加工,成本较低,维护方便的优点。
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公开(公告)号:CN108972534A
公开(公告)日:2018-12-11
申请号:CN201811087068.2
申请日:2018-09-18
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种可变刚度卷簧与电机并联的离合式柔性驱动器,其中,该离合式柔性驱动器包括:驱动部件包括电机用于为驱动负载转动提供动力;柔性部件包括可变刚度卷簧,通过移动操作杆控制卷簧的接入与释放,并通过棘轮棘爪机构对可变刚度卷簧进行预紧,卷簧与电机轴并联共同输出力矩,使得电机输出力矩、输出功率减少;传动部件用于将电机的输出扭矩和可变刚度卷簧的扭矩传递至减速部件的输入端,并使整个驱动器的结构扁平化;减速部件用于放大力矩,并带动负载转动;支撑部件起支撑作用。该离合式柔性驱动器的空间布局紧凑,整体尺寸小,可满足负载的大力矩需求,应用范围广,能较大程度上降低电机的峰值力矩,减小电机功率,节省能耗。
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公开(公告)号:CN108972534B
公开(公告)日:2024-01-30
申请号:CN201811087068.2
申请日:2018-09-18
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种可变刚度卷簧与电机并联的离合式柔性驱动器,其中,该离合式柔性驱动器包括:驱动部件包括电机用于为驱动负载转动提供动力;柔性部件包括可变刚度卷簧,通过移动操作杆控制卷簧的接入与释放,并通过棘轮棘爪机构对可变刚度卷簧进行预紧,卷簧与电机轴并联共同输出力矩,使得电机输出力矩、输出功率减少;传动部件用于将电机的输出扭矩和可变刚度卷簧的扭矩传递至减速部件的输入端,并使整个驱动器的结构扁平化;减速部件用于放大力矩,并带动负载转动;支撑部件起支撑作用。该离合式柔性驱动器的空间布局紧凑,整体尺寸小,可满足负载的大力矩需求,应用范围广,能较大程度上降低电机的峰值力矩,减小电机功率,节省能耗。
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公开(公告)号:CN110269379B
公开(公告)日:2021-06-04
申请号:CN201910573414.6
申请日:2019-06-28
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出的一种基于摩擦生电的悬浮式能量收集与减负背包,属于箱包应用技术领域。包括背包本体、背包背带、背包上板和背包底板;在背包上板和背包底板之间设有减重缓冲单元、层式联动摩擦起电单元和一对滑杆固定单元;通过一对滑杆固定单元使得背包上板和底板之间产生沿滑杆方向的相对滑动;减重缓冲单元通过背包上板将作用力传递给层式联动摩擦起电单元,驱动其内的各动子之间彼此联动,将生物机械能转化为电能存储,且利用减重缓冲单元可实现人们运动时显著降低背负重物的绝对振幅,以达到减负减震节省体力效果。本发明背包结构紧凑、功能多样、调节便易、安全可靠,能有效减负缓震同时进行能量收集。
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公开(公告)号:CN111991694A
公开(公告)日:2020-11-27
申请号:CN202010728115.8
申请日:2020-07-24
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种功能电刺激和电机混合驱动的下肢外骨骼装置及控制方法,其中,动力式下肢外骨骼系统用于根据实时电机角度和电流信号,建立髋关节电机控制器和膝关节电机控制器的内部动力学模型,对动力学模型进行参数识别,得到髋关节电机控制器和膝关节电机控制器输出的力矩;功能电刺激系统用于接收动力式下肢外骨骼系统反馈的电机角度信息和电流信号,调整刺激参数以生成刺激电流对肌肉进行刺激,输出功能电刺激引起肌肉力矩,通过髋关节电机控制器和膝关节电机控制器输出的力矩和功能电刺激引起肌肉力矩共同驱动患者下肢运动。该装置可以减少电机力矩、功率以及能耗,并同时对患者的下肢肌肉进行康复训练、治疗。
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公开(公告)号:CN109363891A
公开(公告)日:2019-02-22
申请号:CN201811404202.7
申请日:2018-11-23
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种人机关节转轴偏差补偿装置及下肢外骨骼人机互连设备,其中,人机关节转轴偏差补偿装置包括第一杆、托板和绑带,所述第一杆由驱动组件驱动运动;所述托板用于撑托人体的臂部或腿部,所述托板与所述第一杆相连且所述托板可沿所述第一杆的长度方向自由滑动;所述绑带固定在所托板上,用于绑在人体的臂部或腿部。该装置可实时自适应补偿外骨骼关节转轴与人体关节转轴之间的位移偏差,有效减少因人机关节转轴不重合而产生的人体关节内力,提升使用者的穿戴体验,减小人体关节处的磨损。将该装置安装在下肢外骨骼上构成下肢外骨骼人机互连设备,可减少使用者髋、膝关节的内力,提高使用者穿戴行走时的舒适度并减少生理能耗。
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公开(公告)号:CN209548329U
公开(公告)日:2019-10-29
申请号:CN201821940769.1
申请日:2018-11-23
Applicant: 清华大学
Abstract: 本实用新型公开了一种人机关节转轴偏差补偿装置及下肢外骨骼人机互连设备,其中,人机关节转轴偏差补偿装置包括第一杆、托板和绑带,所述第一杆由驱动组件驱动运动;所述托板用于撑托人体的臂部或腿部,所述托板与所述第一杆相连且所述托板可沿所述第一杆的长度方向自由滑动;所述绑带固定在所托板上,用于绑在人体的臂部或腿部。该装置可实时自适应补偿外骨骼关节转轴与人体关节转轴之间的位移偏差,有效减少因人机关节转轴不重合而产生的人体关节内力,提升使用者的穿戴体验,减小人体关节处的磨损。将该装置安装在下肢外骨骼上构成下肢外骨骼人机互连设备,可减少使用者髋、膝关节的内力,提高使用者穿戴行走时的舒适度并减少生理能耗。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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公开(公告)号:CN209036534U
公开(公告)日:2019-06-28
申请号:CN201821527664.3
申请日:2018-09-18
Applicant: 清华大学
Abstract: 本实用新型提出了一种可变刚度卷簧与电机并联的离合式柔性驱动器,其中,该离合式柔性驱动器包括:驱动部件包括电机,用于为驱动负载转动提供动力;柔性部件包括可变刚度卷簧,通过移动操作杆控制卷簧的接入与释放,并通过棘轮棘爪机构对可变刚度卷簧进行预紧,卷簧与电机轴并联共同输出力矩,使得电机输出力矩、输出功率减少;传动部件用于将电机的输出扭矩和可变刚度卷簧的扭矩传递至减速部件的输入端,并使整个驱动器的结构扁平化;减速部件用于放大力矩,并带动负载转动;支撑部件起支撑作用。该离合式柔性驱动器的空间布局紧凑,整体尺寸小,可满足负载的大力矩需求,应用范围广,能较大程度上降低电机的峰值力矩,减小电机功率,节省能耗。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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