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一种基于变刚度弹簧的柔性下肢外骨骼

发布时间: 2022-09-13

来源: 科技服务团

基本信息

合作方式: 技术转让
成果类型: 发明专利
行业领域:
新材料技术
成果介绍
本发明属于下肢外骨骼机器人领域,公开了一种基于变刚度弹簧的柔性下肢外骨骼,其通过设置n?1个尼龙细绳和n个弹簧元件,第i尼龙细绳两端分别相对于第i弹簧元件的两端固定,且第i尼龙细绳预留一指定的松弛预留量,以限制第i弹簧元件的最大拉伸长度,i=1、2、…n?1,实现运动过程中的刚度变化,运动到不同阶段时不同的尼龙细绳绷直,从而使相应的弹簧元件不能继续拉伸,改变弹簧元件的总刚度,有效地储存能量,但是尼龙细绳不限制弹簧元件的回复,从而使得弹簧元件能在回复时提供助力,最终达到减小人体在行走、蹲起过程中代谢消耗的目的。
成果亮点
外骨骼是一种可穿戴的辅助性机械系统,能够提高穿戴者的运动能力。下肢外骨骼机器人在医疗方面主要用于下肢运动功能障碍患者的康复训练,在军事方面主要用于提高士兵的单兵作战能力和携带能力,在应急救灾方面主要用于提高消防救灾人员在复杂地形的救灾能力、体力和耐力。因此,下肢外骨骼机器人近年来备受关注。 下肢外骨骼机器人根据有无外部动力源可分为主动式和被动式外骨骼。其中主动式下肢外骨骼机器人,包含动力源、驱动部件、控制系统、传感器、电池等,主要用于康复训练和需要负重的士兵,但存在结构复杂、控制困难、续航能力不足、自身较为笨重等缺点。被动式下肢外骨骼机器人没有动力源,仅依靠弹性元件实现能量的充分利用,其结构相对简单,质量相对较小,易于携带,不存在续航能力的问题。
团队介绍
华中科技大学(Huazhong University of Science and Technology),简称华中大、华科大 ,位于湖北省武汉市,是中华人民共和国教育部直属的综合性研究型全国重点大学、位列国家“双一流”、“985工程"、"211工程"、入选"强基计划"、"111计划"、卓越工程师教育培养计划、卓越医生教育培养计划、国家大学生创新性实验计划、国家级大学生创新创业训练计划、国家建设高水平大学公派研究生项目、国家级新工科研究与实践项目、基础学科拔尖学生培养计划***,是学位授权自主审核单位、全国深化创新创业教育改革示范高校、一流网络安全学院建设示范项目高校、中国政府奖学金来华留学生接收院校、教育部来华留学示范基地,为中欧工程教育平台成员和医学“双一流”建设联盟、国际应用科技开发协作网、全球能源互联网大学联盟成员。
成果资料