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公开(公告)号：CN113315407B
公开(公告)日：2022-08-09
申请号：CN202110522440.3
申请日：2021-05-13
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种基于摩擦纳米发电机的电能收发系统，包括驱动组件，由其驱动的第一摩擦纳米发电机和第二摩擦纳米发电机，连接于第一摩擦纳米发电机和第二摩擦纳米发电机之间的电路管理模块，以及连接于第二摩擦纳米发电机与负载之间的电容器，且电容器的电容与第二摩擦纳米发电机的等效电容相当；第一摩擦纳米发电机采用独立摩擦层式摩擦纳米发电机，由驱动组件驱动产生交流电流，电路管理模块将第一摩擦纳米发电机产生的交流电流进行整流后转变为直流电流，输送至第二摩擦纳米发电机和电容器；第二摩擦纳米发电机采用接触滑移式摩擦纳米发电机，在驱动部件的驱动过程中，电荷在第二摩擦纳米发电机与电容器之间来回流动，形成对负载输出的电能。
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公开(公告)号：CN111728827B
公开(公告)日：2021-09-07
申请号：CN202010403012.4
申请日：2020-05-13
Applicant: 清华大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本申请提出一种动力下肢外骨骼控制方法、装置和系统，其中，系统包括：第一、二电机控制器分别获取左、右膝关节电机发送的左、右膝关节角度和左、右膝关节电机电流信号并发送给主控制单元；第三、四电机控制器分别获取左、右髋关节电机发送的左、右髋关节角度和左、右髋关节电机电流信号并发送给主控制单元；主控制单元根据左、右膝关节角度，左、右膝关节电机电流信号，左、右髋关节角度和左、右髋关节电机电流信号计算外骨骼的脚到地面的距离和地面作用力，并根据外骨骼的脚到地面的距离和地面作用力控制外骨骼执行相应的运动动作。由此，能够减少下肢外骨骼在数据采集方面的代价，减少控制系统的复杂性，提高外骨骼运动的稳定性。
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公开(公告)号：CN111096876B
公开(公告)日：2024-05-14
申请号：CN201911382856.9
申请日：2019-12-27
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种下肢负重移动外骨骼，包括背板部件、髋关节驱动器部件和大腿连接部件，其中，所述髋关节驱动器部件有两个且分别与所述背板部件的两端连接，所述大腿连接部件有两个且分别与两个所述髋关节驱动器部件相连；当人体髋关节处于摆动期时，屈曲的髋关节对应的所述髋关节驱动器部件处于储能状态；当人体髋关节处于支撑期时，伸展的髋关节对应的所述髋关节驱动器部件处于能量释放状态，以辅助人体负重移动。本发明可以辅助人体负重向前移动，为负重移动用户平地行走、爬坡或上楼梯时提供助力，大幅增加了普适性，并且增加了最大负重，具有更广阔的市场前景。
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公开(公告)号：CN111991694B
公开(公告)日：2022-09-30
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：CN110559162B
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN201910806014.5
申请日：2019-08-29
Applicant: 清华大学
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110269379A
公开(公告)日：2019-09-24
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：CN109648546B
公开(公告)日：2021-09-07
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：CN113315407A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110522440.3
申请日：2021-05-13
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明提出了一种基于摩擦纳米发电机的电能收发系统，包括驱动组件，由其驱动的第一摩擦纳米发电机和第二摩擦纳米发电机，连接于第一摩擦纳米发电机和第二摩擦纳米发电机之间的电路管理模块，以及连接于第二摩擦纳米发电机与负载之间的电容器，且电容器的电容与第二摩擦纳米发电机的等效电容相当；第一摩擦纳米发电机采用独立摩擦层式摩擦纳米发电机，由驱动组件驱动产生交流电流，电路管理模块将第一摩擦纳米发电机产生的交流电流进行整流后转变为直流电流，输送至第二摩擦纳米发电机和电容器；第二摩擦纳米发电机采用接触滑移式摩擦纳米发电机，在驱动部件的驱动过程中，电荷在第二摩擦纳米发电机与电容器之间来回流动，形成对负载输出的电能。
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公开(公告)号：CN111728827A
公开(公告)日：2020-10-02
申请号：CN202010403012.4
申请日：2020-05-13
Applicant: 清华大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本申请提出一种动力下肢外骨骼控制方法、装置和系统，其中，系统包括：第一、二电机控制器分别获取左、右膝关节电机发送的左、右膝关节角度和左、右膝关节电流信号并发送给主控制单元；第三、四电机控制器分别获取左、右髋关节电机发送的左、右髋关节角度和左、右髋关节电流信号并发送给主控制单元；主控制单元根据左、右膝关节角度、左、右膝关节电流信号、左、右髋关节角度和左、右髋关节电流信号计算外骨骼的脚到地面的距离和地面作用力，并根据外骨骼的脚到地面的距离和地面作用力控制外骨骼执行相应的运动动作。由此，能够减少下肢外骨骼在数据采集方面的代价，减少控制系统的复杂性，提高外骨骼运动的稳定性。
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公开(公告)号：CN111096876A
公开(公告)日：2020-05-05
申请号：CN201911382856.9
申请日：2019-12-27
Applicant: 清华大学
Abstract: 本发明公开了一种下肢负重移动外骨骼，包括背板部件、髋关节驱动器部件和大腿连接部件，其中，所述髋关节驱动器部件有两个且分别与所述背板部件的两端连接，所述大腿连接部件有两个且分别与两个所述髋关节驱动器部件相连；当人体髋关节处于摆动期时，屈曲的髋关节对应的所述髋关节驱动器部件处于储能状态；当人体髋关节处于支撑期时，伸展的髋关节对应的所述髋关节驱动器部件处于能量释放状态，以辅助人体负重移动。本发明可以辅助人体负重向前移动，为负重移动用户平地行走、爬坡或上楼梯时提供助力，大幅增加了普适性，并且增加了最大负重，具有更广阔的市场前景。
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