关节助力调节装置

摘要

本发明涉及关节助力调节装置，该关节助力调节装置涉及肢体一和肢体二，且肢体一和肢体二通过关节旋转轴铰接，包括用于调节关节旋转力矩的力矩调节装置，该力矩调节装置的两端分别固定连接在肢体一和肢体二上，且该力矩调节装置是基于凸轮和弹性部件组成的旋转型关节助力机构，而凸轮的有效轮廓面曲线是根据辅助力矩函数，应用数值迭代的方法反求而获得，则本发明所述关节助力调节装置通过凸轮，实现变刚度的扭转弹性装置，以调节关节旋转力矩，使得关节旋转力矩峰值降低成为可能，同时还提高关节旋转力矩谷值，从而可以选择功率和最大扭矩更小的电机，减轻关节机构自重，节省能耗；或者使得假肢佩戴者驱动力矩减小，更加省力。

主权项

一种膝关节助力调节装置，涉及肢体一和肢体二，且肢体一和肢体二通过关节旋转轴铰接，其特征在于，包括用于降低关节旋转力矩峰值的力矩调节装置，该力矩调节装置的两端分别固定连接在肢体一和肢体二上，所述力矩调节装置包括凸轮、弹性部件以及刚性部件，所述凸轮固定安装在肢体一上，刚性部件的两端分别与肢体一和弹性部件的一端固定连接，而弹性部件的另一端则与肢体二固定连接，且刚性部件的部分表体绕在凸轮轮廓面上；膝关节周期稳定步行摆动相阶段辅助力矩随时间变化的关系函数为：τi(t)＝2847.4t3‑710.2t2‑2.3t+15(0≤t≤T)；则凸轮的轮廓面曲线方程是：y＝6.2563x2‑0.0475x‑0.0161   (0.013299≤x≤0.03232)其中，x、y分别为凸轮连体坐标系中的横坐标值和纵坐标值，τi(t)为辅助力矩，单位为Nm；t为时间，单位为s；T＝0.26s，为摆动相周期。