关节组件以及包括该关节组件的运动辅助装置的制作方法

文档序号:11088784阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种关节组件,该关节组件包括:

膨胀圈,包括凸轮轮廓;

转子,被配置为相对于膨胀圈旋转;以及

弹性体,连接至转子,该弹性体被配置为响应于转子相对于膨胀圈旋转而存储弹性势能,使得弹性势能对应于凸轮轮廓的形状。

2.根据权利要求1所述的关节组件,还包括:

固定圈,包围膨胀圈,使得膨胀圈相对于该固定圈选择性地旋转;和

捆缚器,被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

3.根据权利要求2所述的关节组件,其中,

如果捆缚器将膨胀圈结合至固定圈,则转子被配置为相对于膨胀圈旋转,使得弹性体的弹性势能变化,并且

如果捆缚器将膨胀圈结合至转子,则转子和膨胀圈被配置为作为单个刚体旋转,使得弹性体的弹性势能不变化。

4.根据权利要求1所述的关节组件,还包括:

加压部分,连接至弹性体的第一端;以及

辊,连接至加压部分,该辊被配置为利用由弹性体生成的弹力来接触凸轮轮廓。

5.根据权利要求4所述的关节组件,其中,

弹性体包括第一弹性体和第二弹性体,第一弹性体和第二弹性体分别连接至加压部分的第一表面的第一端和第二端,转子的旋转中心介于第一弹性体和第二弹性体之间。

6.根据权利要求4所述的关节组件,其中,弹性体的第二端在转子中的圆柱孔内,并且关节组件还包括:

减摩构件,在弹性体的侧表面与圆柱孔的内表面之间,该减摩构件被配置为减小弹性体与转子之间的摩擦。

7.根据权利要求4所述的关节组件,其中,转子被配置为旋转,使得当转子处于初始状态时,从转子的旋转中心到辊的端部的距离最大。

8.根据权利要求4所述的关节组件,其中,凸轮轮廓的形状使得从转子的旋转中心到凸轮轮廓的一部分的距离小于或等于从转子的旋转中心到辊的端部的最小距离。

9.根据权利要求1所述的关节组件,其中,凸轮轮廓的形状使得凸轮轮廓的两侧相对于转子的初始位置不对称。

10.一种关节组件,包括:

膨胀圈,包括凸轮轮廓;

转子,被配置为相对于膨胀圈旋转;

线缆,被配置为响应于转子的旋转而缠绕在凸轮轮廓上;以及

弹性体,连接至线缆,该弹性体被配置为响应于线缆的缠绕而存储弹性势能。

11.根据权利要求10所述的关节组件,还包括:

固定圈,包围膨胀圈,使得膨胀圈相对于该固定圈旋转;和

捆缚器,被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

12.根据权利要求11所述的关节组件,其中,

如果捆缚器将膨胀圈结合至固定圈,则转子被配置为相对于膨胀圈旋转,使得线缆被缠绕在凸轮轮廓上以使弹性体的弹性势能变化,并且

如果捆缚器将膨胀圈结合至转子,则转子和膨胀圈被配置为作为单个刚体旋转,使得弹性体的弹性势能不变化。

13.根据权利要求10所述的关节组件,其中,转子包括沿其外周的防松弛狭槽,膨胀圈包括沿膨胀圈的外周的与防松弛狭槽对应的引导狭槽,关节组件还包括:

线缆支架,连接至线缆的一侧,线缆支架被配置为在引导狭槽和防松弛狭槽内移动。

14.根据权利要求13所述的关节组件,其中,引导狭槽的长度大于防松弛狭槽的长度。

15.根据权利要求13所述的关节组件,其中,

弹性体包括第一弹性体和第二弹性体,

线缆包括第一线缆和第二线缆,第一线缆的第一端和第二线缆的第一端分别连接至第一弹性体和第二弹性体,

线缆支架包括分别连接至第一线缆的第二端和第二线缆的第二端的第一线缆支架和第二线缆支架,并且

引导狭槽包括分别被配置为引导第一线缆支架和第二线缆支架的第一引导狭槽和第二引导狭槽。

16.根据权利要求15所述的关节组件,其中,转子包括:

旋转体;以及

延伸体,从旋转体延伸,该延伸体具有第一侧和第二侧,第一弹性体和第二弹性体分别在延伸体的第一侧和第二侧上。

17.根据权利要求16所述的关节组件,还包括:

与延伸体相邻的多个惰轮,

其中,线缆被缠绕在延伸体和惰轮之间以调节线缆中的张力。

18.根据权利要求11所述的关节组件,还包括:

在固定圈上的止动件,如果转子或膨胀圈接触该止动件,则该止动件被配置为防止转子和膨胀圈中的一个或更多个旋转。

19.根据权利要求10所述的关节组件,其中,凸轮轮廓被成形为使得凸轮轮廓的两侧相对于转子的初始位置不对称。

20.根据权利要求10所述的关节组件,还包括:

固定圈,包围膨胀圈,使得膨胀圈相对于该固定圈旋转,其中

弹性体被配置为当线缆缠绕在凸轮轮廓周围时使弹性势能变化。

21.根据权利要求20所述的关节组件,其中,转子包括沿其外周的防松弛狭槽,膨胀圈包括沿膨胀圈的外周的与防松弛狭槽对应的引导狭槽,关节组件还包括:

线缆支架,连接至线缆的一侧,该线缆支架被配置为在引导狭槽和防松弛狭槽内移动,使得当线缆支架向引导狭槽的一端移动时,转子被配置为随膨胀圈一起旋转。

22.根据权利要求21所述的关节组件,还包括:

在固定圈上的止动件,该止动件被配置为防止转子和膨胀圈中的一个或更多个旋转,使得当止动件防止膨胀圈的旋转时,转子被配置为在膨胀圈静止的同时旋转,以使弹性体的弹性势能的大小变化。

23.一种运动辅助装置,该运动辅助装置包括:

固定装置,被配置为附接至用户的身体的第一部分;

支撑件,被配置为向用户的身体的第二部分提供辅助力;

驱动器,包括被配置为供应动力的致动器;以及

关节组件,连接至固定装置和支撑件,该关节组件被配置为将来自致动器的动力和由作为辅助力的弹力提供的附加动力中的一个或更多个传送给支撑件。

24.根据权利要求23所述的运动辅助装置,其中,关节组件包括:

固定圈,连接至固定装置;

转子,连接至支撑件,该转子被配置为选择性地接收来自致动器的动力;

膨胀圈,包括凸轮轮廓,该膨胀圈被配置为相对于固定圈和转子旋转;以及

弹性体,被配置为存储响应于转子的旋转而变化的弹性势能。

25.根据权利要求24所述的运动辅助装置,其中,运动辅助设备选择性地在至少四种操作模式中的一种操作模式下操作,这四种操作模式包括:

无源辅助模式,其中,通过存储在弹性体中的弹性势能来驱动转子;

有源辅助模式,其中,通过从连接至转子的致动器供应的动力来驱动转子;

混合辅助模式,其中,通过从致动器供应的动力和存储在弹性体中的弹性势能二者来驱动转子;以及

自由模式,其中,通过从用户提供的力来人工驱动转子。

26.根据权利要求25所述的运动辅助装置,其中,关节组件还包括:

捆缚器,被配置为选择性地将膨胀圈结合至转子和固定圈中的一个。

27.根据权利要求26所述的运动辅助装置,其中,

如果运动辅助设备在无源辅助模式下操作,则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至固定圈并且致动器被配置为不向转子传送动力,

如果运动辅助设备在有源辅助模式下操作,则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至转子并且致动器被配置为向转子传送动力,

如果运动辅助设备在混合辅助模式下操作,则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至固定圈并且致动器被配置为向转子传送动力,

如果运动辅助设备在自由模式下操作,则捆缚器被配置为将膨胀圈结合至转子并且致动器被配置为不向转子传送动力。

28.根据权利要求26所述的运动辅助装置,还包括:

控制器,被配置为指示致动器将捆缚器移至第一位置和第二位置中的一个位置,第一位置是捆缚器将膨胀圈结合至转子的位置,第二位置是捆缚器将膨胀圈结合至固定圈的位置。

29.根据权利要求28所述的运动辅助装置,还包括:

一个或更多个传感器,被配置为感测与用户的运动有关的信息,其中,

控制器被配置为分析与用户的运动有关的信息,将指令发送给驱动器和关节组件中的一个或更多个,以将运动辅助装置的操作模式设定为四种操作模式中的一种。

30.根据权利要求29所述的运动辅助装置,其中,控制器被配置为分析所述信息以确定用户是否行走困难,如果用户行走困难,则将运动辅助装置的操作模式设定为有源辅助模式和混合辅助模式中的一个。

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