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本发明公开了一种基于多凸轮并联弹性驱动器的动力膝关节假肢，包括：多凸轮并联弹性驱动器、假肢结构件和电子硬件；所述减速电机模组驱动所述凸轮组运动，并通过所述凸轮切换装置对驱动的凸轮进行切换；所述假肢结构件通过多凸轮并联弹性驱动器进行驱动；所述电子硬件与凸轮并联弹性驱动器连接。本发明提供的动力膝关节假肢可以增加假肢的最大输出扭矩，具有多场景适用性。

1.一种基于多凸轮并联弹性驱动器的动力膝关节假肢，其特征在于，包括：多凸轮并联弹性驱动器、假肢结构件和电子硬件； 所述多凸轮并联弹性驱动器包括：凸轮组，凸轮切换装置，以及减速电机模组； 所述减速电机模组驱动所述凸轮组运动，并通过所述凸轮切换装置对驱动的凸轮进行切换； 所述假肢结构件，与所述多凸轮并联弹性驱动器连接，并通过所述多凸轮并联弹性驱动器对所述假肢结构件进行驱动； 所述电子硬件，与所述多凸轮并联弹性驱动器连接，并控制所述多凸轮并联弹性驱动器； 所述电子硬件包括： 金属接近开关，用于切换指定的凸轮； 角度传感器，用于检测所述假肢结构件的运动角度； 电源管理电路，用来输出所需的电压； 惯性导航传感器，用于假肢结构件的智能控制。 2.根据权利要求1所述的基于多凸轮并联弹性驱动器的动力膝关节假肢，其特征在于，所述减速电机模组为无刷减速电机模组。 3.根据权利要求1所述的基于多凸轮并联弹性驱动器的动力膝关节假肢，其特征在于，所述凸轮组包括： 凸轮支架、凸轮一、凸轮二以及凸轮垫片； 所述凸轮一、凸轮二以及凸轮垫片按次序设置在所述凸轮支架上；

随着科技的发展，目前国内外在康复医疗领域的机器人设备逐渐增多，动力膝关节假肢已经开始逐渐进入商用阶段。

动力膝关节假肢需要在有限的体积和重量下输出很大的峰值扭矩。为了解决这个问题，通常有如下方法：

方法一：使用减速比很大的减速器甚至是带机械自锁的减速装置(如丝杆等)来提升假肢的输出扭矩。此方法会导致假肢的反向驱动能力减弱甚至消失，进而造成动作柔顺性的降低和使用阻抗控制器的难度或成本增大。

方法二：使用电机和阻尼器结合的方式来提升假肢在阻尼状态下(速度与力的方向相反时，多为缓冲减速状态)的最大输出扭矩。方法会不适用于假肢在上楼梯等需要使用大扭矩做功的场景。

方法三：使用弹簧、扭簧等弹性体与电机结合组成并联弹性驱动器。在此方法中，弹性体往往针对某种特定使用情况(如平地行走)的扭矩曲线进行设计，缺少对多种使用场景的适应性。如：针对平地行走设计的并联弹性驱动器很难同时满足上楼梯的需求。

方法四：使用弹簧、扭簧等弹性体与电机结合组成串联弹性驱动器。在此方法中，假肢的最大输出扭矩依旧取决于电机减速后的峰值扭矩。

故现有方法中还存在着缺陷，需要进行进一步的改善。

中国科学院深圳先进技术研究院提升了粤港地区及我国先进制造业和现代服务业的自主创新能力，推动我国自主知识产权新工业的建立，成为国际一流的工业研究院。 深圳先进院目前已初步构建了以科研为主的集科研、教育、产业、资本为一体的微型协同创新生态系统，由九个研究平台，国科大深圳先进技术学院，多个特色产业育成基地、多支产业发展基金、多个具有独立法人资质的新型专业科研机构等组成。开展先进技术研究，促进科技发展。信息、电子、通讯技术研究新材料、新能源技术研究高性能计算、自动化、精密机械研究生物医学与医疗仪器研究相关学历教育、博士后培养与学术交流。

本发明的技术效果：本发明公开的基于多凸轮并联弹性驱动器的动力膝关节假肢包括：多凸轮并联弹性驱动器、假肢结构件和电子硬件。所述减速电机模组驱动所述凸轮组运动，并通过所述凸轮切换装置对驱动的凸轮进行切换；所述假肢结构件通过多凸轮并联弹性驱动器进行驱动；所述电子硬件与凸轮并联弹性驱动器连接。本发明提供的动力膝关节假肢通过多凸轮并联弹性驱动器、假肢结构件和电子硬件的相互作用来增加假肢的最大输出扭矩，具有多场景适用性。

技术合作

以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。