[发明专利]一种仿生主动膝关节

权利要求书

1.一种仿生主动膝关节，其特征在于，包括：

两个支撑架，其对称间隔设置；

驱动电机，其固定安装在所述两个支撑架上；

滚珠丝杆，其设置在所述两个支撑架之间，并且与所述驱动电机的动力输出轴传动连接；

滚珠丝杆螺母，其匹配连接在所述滚珠丝杆上；

致动器框架，其为顶板、底板和两个侧板围合形成的框架结构；所述顶板和所述底板同时空套在所述滚珠丝杆上；

其中，所述滚珠丝杆螺母位于所述顶板和所述底板之间；所述滚珠丝杆螺母和所述致动器框架能够分别沿所述滚珠丝杆的轴向移动；

膝关节弯曲弹簧，其套设在所述滚珠丝杆上，并且所述膝关节弯曲弹簧的一端抵靠在所述顶板上，另一端抵靠在所述滚珠丝杆螺母上；

膝关节伸展弹簧，其套设在所述滚珠丝杆上，并且所述膝关节伸展弹簧的一端抵靠在所述底板上，另一端抵靠在所述滚珠丝杆螺母上；

第一同步带轮，其可转动的同时连接在所述两个支撑架的上端；

其中，所述第一同步带轮的轴线与所述滚珠丝杆的轴线垂直；

第二同步带轮，其与所述第一同步带轮平行设置，并且可转动的同时连接在所述两个支撑架的下端；

同步带，其与第一同步带轮和所述第二同步带轮分别啮合，并且与所述致动器框架固定连接；

同步带连接板，其包括对称设置的第一压板和第二压板，所述同步带固定连接在所述第一压板和所述第二压板之间；动器框架通过螺钉与第一压板和第二压板连接，同步带安装在第一压板和第二压板之间，使得致动器框架可以拖动同步带运动；

接受腔连接体，其与所述第一同步带轮固定连接；

所述接受腔连接体包括：

顶座，其设置在所述第一同步带轮上方，所述顶座的顶部设置有四棱锥连接件，用于连接接受腔；

两个连接盘，其对称固定设置在所述顶座的两侧；

其中，所述两个连接盘分别与所述第一同步带轮的两端固定连接；两个连接盘分别通过支撑轴承与两个支撑架连接。

2.根据权利要求1所述的仿生主动膝关节，其特征在于，所述驱动电机位于所述致动器框架的一侧，并与所述滚珠丝杆间隔设置；

其中，所述驱动电机固定安装在驱动电机座上，所述驱动电机座同时固定连接在所述两个支撑架上。

3.根据权利要求2所述的仿生主动膝关节，其特征在于，还包括：

同步带导向架，其固定连接在所述驱动电机座上；所述同步带导向架的上端和下端分别设置有可转动的导向轮；

其中，所述驱动电机位于所述滚珠丝杆与所述同步带导向架之间，所述同步带同时绕过两个所述导向轮，并且支撑在两个所述导向轮上。

4.根据权利要求3所述的仿生主动膝关节，其特征在于，所述驱动电机的动力输出轴与所述滚珠丝杆平行设置，并且通过减速同步带传动。

5.根据权利要求4所述的仿生主动膝关节，其特征在于，所述驱动电机的动力输出轴上同轴固定连接有主动带轮，所述滚珠丝杆上同轴固定连接有从动带轮；

其中，所述减速同步带同时套设在所述主动带轮和所述从动带轮上，并且分别与所述主动带轮和所述从动带轮啮合传动。

6.根据权利要求5所述的仿生主动膝关节，其特征在于，所述膝关节伸展弹簧和膝关节弯曲弹簧均采用模具弹簧；

其中，所述膝关节伸展弹簧刚度为419N/mm，所述膝关节弯曲弹簧刚度为380N/mm。

7.根据权利要求6所述的仿生主动膝关节，其特征在于，还包括：

踝关节连接体，其固定设置在所述支撑架的下端；所述踝关节连接体的下端设置有四棱锥连接件，用于连接踝关节假肢。

8.根据权利要求7所述的仿生主动膝关节，其特征在于，还包括：

驱动电机编码器，其安装在所述驱动电机上，用于采集所述驱动电机的转动角度；

关节编码器，其包括PCB板和转子磁环；

其中，所述PCB板固定连接在所述支撑架上，所述转子磁环固定设置所述第二同步带轮的带轮轴上；

压力传感器，其具有底座，所述压力传感器的底座同时固定连接在所述两个支撑架的下端；并且所述压力传感器位于所述踝关节连接体与所述支撑架之间。