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[发明专利]一种异构穿戴式负载助力装置及其控制方法-CN201710666435.3有效
发明人： 管小荣;李仲;徐诚;刘瑛奇 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2017-08-07 - 公布日： 2023-08-22 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种异构穿戴式负载助力装置及其控制方法，包括背架和两组腿部机构，两组腿部机构对称与背架相连，腿部机构包括大腿、小腿、足部、执行器、编码器和定位传感器；共六个自由度，分别为模拟人的两个髋关节屈/伸、两个膝关节屈/伸及两个踝关节的屈/伸自由度。本发明置于穿戴者身后，能将负载作用力较好地传递到地面。本发明的控制方法是通过定位传感器，采集人体足部运动位置及角度信息，根据该信息进行本发明的运动控制，并将编码器信息作为反馈，实现本发明与穿戴者的运动匹配。本发明结构简单、助力效果好、控制思路简易，可用于增强穿戴者步行负载能力，降低人体疲劳。
一种穿戴负载助力装置及其控制方法

[发明专利]腰髋集成助力电机的搬运外骨骼机器人及其控制方法-CN202310502619.1在审
发明人： 管小荣;徐钰婷;王铮 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-08-01 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于外骨骼机器人领域，具体涉及一种腰髋集成助力电机的搬运外骨骼机器人及其控制方法。包括可调节背架机构，两组无源上肢助力机构，两组双电机腰髋助力机构，无源上肢机构对称设置在背架机构两侧，无源上肢机构包括肩关节前屈/后伸机构、肩部旋内/旋外机构及绑带机构，腰部调节机构与腰髋双助力电机机构连接，人体搬运动作为髋关节与腰椎协同运动。本发明采用腰髋双电机助力，腰部电机为上肢与腰部相对转动提供助力，髋部电机为髋关节产生相对转动以及行走提供助力，以适应不同人体搬运习惯同时解决行走助力问题。
集成助力电机搬运骨骼机器人及其控制方法

[发明专利]用于穿戴式外骨骼的主被动混合可控的关节助力缓冲装置-CN202310567675.3在审
发明人： 管小荣;谢大帅;王士博;李定哲;马贺;刘鹏飞;杨栋瑞;李祥磊;张睿 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-05-18 - 公布日： 2023-07-25 - 主分类号： B25J17/00 文献下载
摘要：本发明为一种用于穿戴式外骨骼的主被动混合可控的关节助力缓冲装置。包括关节上下连接杆，陀螺仪角度传感器，动力机构和上下连接杆绑缚机构；动力机构包括电机、电磁离合器、电磁制动器、缓冲机构、齿轮传动机构；当主动助力时，通过电磁制动器将缓冲机构和关节下连接杆隔离，通过电机和电磁离合器实现关节的主动屈/伸运动，增强关节能动；当被动缓冲时，通过电磁离合器将电机和关节隔离，通过电磁制动器使缓冲机构将被动扭矩力经齿轮传动机构传递到关节运动中。本发明通过控制离合器和制动器的通断可实现人体关节主动助力，在无助力下也不妨碍关节自由运动，能在跌倒等突发情况时引入缓冲保护关节和电机，具有更好人机协同性以及穿戴安全性。
用于穿戴骨骼被动混合可控关节助力缓冲装置

[实用新型]一种压电电磁混合式外骨骼俘能装置-CN202222540847.1有效
发明人：付远晴;王晓龙;陈同舒;管小荣 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-09-26 - 公布日： 2023-07-18 - 主分类号： B25J9/12 文献下载
摘要：本实用新型属于发电技术领域，具体涉及一种压电电磁混合式外骨骼俘能装置。包括由两个框架连接板，以及位于两端的连接两个框架连接板的安装块组成的框架；安装块外侧均设有定磁铁，两个安装块的上或下侧设有压电悬臂梁，两个压电悬臂梁的末端均设有定磁铁，四个定磁铁十字型分布耦合成定磁场；还包括与安装块两端均过盈配合、且设置在框架内的套管，套管内部中间悬浮且与安装块两端的定磁铁同极相斥设置的动磁铁，套管外套设线圈。本实用新型俘能器可以应用于多个方向的能量收集，有更宽的工作频带、更强的适应性，对于收集人体运动能有更好的性能。
一种压电电磁混合式骨骼装置

[发明专利]一种基座可调的小臂展电击发穿戴式武器臂-CN202310502621.9在审
发明人： 管小荣;姜昌龙;邹铠帆;王铮 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2023-05-06 - 公布日： 2023-07-07 - 主分类号： F41C33/00 文献下载
摘要：本发明属于外肢体机器人领域，具体涉及一种基座可调的小臂展电击发穿戴式武器臂。包括背架和通过滑轨与背架相连接的四自由度机械臂机构，以及与机械臂机构末端相连的枪架机构；四自由度机械臂机构包括机械臂基座、第一自由度机构、第二自由度机构、第三自由度机构、第四自由度机构；枪架机构包括缓冲夹持机构、电击发机构，缓冲夹持机构用于枪械的夹持和击发时的缓冲，电击发机构用于枪械的电击发。本发明能够实现多环境下的火力压制，具有更好的人机运动协同性，能够有效提升单兵战斗力。
一种基座可调小臂击发穿戴武器

[发明专利]一种用于无源外骨骼的柔性关节-CN202310014995.6在审
发明人：何龙;毛喜旺;龙亿;管小荣 -专利权人：杭州智元研究院有限公司
申请日： 2023-01-04 - 公布日： 2023-06-23 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于无源外骨骼的柔性关节，包括：外壳、调节模块和偏心轮模块，偏心轮模块设于调节模块下方；偏心轮模块包括偏心轮和偏心轮连接片，偏心轮顶部接触轴承，偏心轮固定连接偏心轮连接片，偏心轮的圆心角大于180°。本发明的有益效果是：相比现有技术，本发明中偏心轮的转动角度范围大大提升，偏心轮连接片在外壳的开口范围内均可以摆动，不会对使用者造成行动限制，因此可以对深蹲等摆动幅度较大的运动情况进行助力，可以广泛应用于多个不同的关节；在调节手柄和弹簧之间设有大头螺栓，大头螺栓的螺杆部分插在弹簧中，螺头卡在弹簧端部，保证调节手柄底部垂直挤压弹簧，提高了结构的稳定性。
一种用于无源骨骼柔性关节

[发明专利]一种模块化的新型无源下肢外骨骼结构-CN202310112151.5在审
发明人：何龙;毛喜旺;龙亿;管小荣 -专利权人：杭州智元研究院有限公司
申请日： 2023-01-17 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种模块化的新型无源下肢外骨骼结构，包括腰部模块、髋关节模块、大腿长度调节模块、膝关节模块、小腿长度调节模块、踝关节助力模块和可拆卸助力模块；可拆卸助力模块设于髋关节模块或膝关节模块。本发明的有益效果是：设有可拆卸助力模块，可以根据需要选择性地安装在髋关节或膝关节上对应位置，满足不同的助力需求；可以调节腰圈维度、下肢的安装位置，大腿长度调节模块和小腿长度调节模块可以进一步提升外骨骼结构对佩戴者下肢长度的适应性；在膝关节、髋关节和踝关节处均设有铰链，使外骨骼在这些关节处可以外展内收，便于穿戴。
一种模块化新型无源下肢骨骼结构

[发明专利]一种穿戴式射击用机械臂-CN202111234369.5有效
发明人： 管小荣;邹铠帆;何龙;高新安;朱蒙;李仲;李回滨;童伟 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-10-22 - 公布日： 2023-06-02 - 主分类号： F41A23/56 文献下载
摘要：本发明提供了一种穿戴式射击用机械臂，用于提升扩展穿戴者作战能力。穿戴式射击用机械臂穿戴于人体背部，自连接人体处至末端依次设置包括：背架连接结构、肩结构部件、臂结构部件和肘结构部件。本发明的穿戴式射击用机械臂通过电机驱动进而实现瞄准目标的同时不妨碍穿戴者完成其他动作，为不具备精确打击能力的穿戴者提供精确打击能力，提高其完成任务时的自保能力，对于具备精确打击能力的使用者提高作战能力，使其能够同时攻击多个作战目标。
一种穿戴射击机械

[发明专利]一种轻型离合式助力外骨骼装置及其控制方法-CN201710865275.5有效
发明人： 管小荣;李仲;徐诚;刘瑛奇;王新蕊;毛喜旺;宁学涛 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2017-09-22 - 公布日： 2023-05-26 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开了一种轻型离合式助力外骨骼装置及其控制方法，可以模拟人体运动、辅助人体进行负重，包括自上而下依次设置的背架、腰部机构、髋关节、膝关节、踝关节及足部。本发明具备多个自由度，可模拟人体的多种运动，能较好的实现与人体运动的匹配；采用离合式的关节驱动助力方式，所需传感硬件要求低，便于控制实现，并且离合式驱动能与本发明结构进行一体化设计，有效降低本发明质量及体积。本发明结构简单可靠、集成度高、控制简易，可用于增强穿戴者负重能力及助力行走，有效降低人体负重运动的疲劳感。
一种轻型离合助力骨骼装置及其控制方法

[发明专利]一种采用齿轮四连杆机构的外骨骼传动方式-CN202310014693.9在审
发明人：何龙;毛喜旺;龙亿;管小荣 -专利权人：杭州智元研究院有限公司
申请日： 2023-01-04 - 公布日： 2023-05-23 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种采用齿轮四连杆机构的外骨骼传动方式，包括大腿机构和小腿机构；大腿机构包括大腿伸缩杆、大腿驱动电机、大腿腿杆和传动齿轮组，大腿伸缩杆套接在大腿腿杆上部，大腿腿杆外侧设有传动齿轮组，传动齿轮组包括传动小齿轮和传动大齿轮，传动小齿轮连接大腿驱动电机，传动小齿轮下方啮合连接传动大齿轮，传动大齿轮表面固定连接有鱼眼轴承。本发明的有益效果是：传动小齿轮将大腿驱动电机的动能传递至传动大齿轮，使传动大齿轮替代传统了传统的四连杆同步传动中的原动件，使四连杆结构得到了极大的简化；并通过鱼眼轴承连接杆连接大齿轮和小腿机构，实现电机转动带动膝关节的同步转动，传动精度显著提升且不存在死点。
一种采用齿轮连杆机构骨骼传动方式

[发明专利]一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼及控制方法-CN202210501272.4在审
发明人： 管小荣;李恒飞;赵帅杰;郑博烜;王铮 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-05-10 - 公布日： 2022-08-16 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：本发明为一种轮腿两用的下肢康复助行外骨骼及控制方法。包括对称设置在中间背板机构外侧的的两组外骨骼机构，每组外骨骼机构均包括髋关节机构、大腿机构、膝关节机构、小腿机构和踝关节机构；背板机构中的髋板上安装有轮腿切换机构和髋—轮驱动装置，轮腿切换机构上安装有轮—腿支撑结构，轮—腿支撑结构上安装有主动轮结构，主动轮结构通过软轴与髋—轮驱动装置连接。本发明能够实现外骨骼运动和轮式运动两种状态；能够在帮助患者直立恢复的同时为患者提供轮椅式的助行；模式切换简单易操作、适合患者使用；实现了结构和驱动部分的共用，减轻了整体装置的质量，提高了外骨骼在直立行走模式下的稳定性，可用于患者的康复训练和日常助行。
一种两用下肢康复助行外骨骼控制方法

[发明专利]一种用于外骨骼机器人的力矩可调节的被动关节装置-CN202111012606.3有效
发明人： 管小荣;赵帅杰;何龙;李回滨;李小奇;李恒飞;郑博烜 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-08-31 - 公布日： 2022-07-22 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明公开一种用于外骨骼机器人的力矩可调节的被动关节装置。包括下连接杆，上连接杆，蓄力盒和调节盖；下连接杆和上连接杆的一端与传动轴连接，另一端分别与关节两端的肢体连接；蓄力盒包括蜗簧和棘爪棘轮机构，调节盖包括调节盖主体和调节盖保险；当调节盖保险关闭时，棘轮和棘爪处于啮合状态，调节盖带动棘轮按棘爪棘轮机构运动方向转动，增大被动关节的力矩；当调节盖保险打开时，按压调节盖主体，棘轮和棘爪处于脱离状态，蜗簧通过自身预紧力自动反向转动减小力矩。本发明使用简便，易于调节，功能强大，模块化程度高，可用于被动外骨骼关节或主动外骨骼的被动关节，能够有效简化外骨骼机器人的设计与制造。
一种用于骨骼机器人力矩调节被动关节装置

[发明专利]一种变刚度膝关节及下肢外骨骼机器人-CN202110650255.2有效
发明人： 管小荣;李恒飞;何龙;王铮 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2021-06-10 - 公布日： 2022-07-19 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于机器人领域，具体涉及一种变刚度膝关节及下肢外骨骼机器人。包括间隙连接的上连接件和下连接件，与上连接件固定连接的压盘，与下连接件固定连接的变刚度控制结构；压盘上设有环形槽，环形槽内壁至压盘中心的距离在180°范围内不等，当上连接件和下连接件之间因为力矩作用发生相对转动时，变刚度控制结构和压盘发生相对转动，由于不同范围内压盘内壁至中心点的距离不等，转动过程中变刚度控制结构受到径向力的作用发生形变，转动角度不同变刚度控制结构的形变量不同从而实现变刚度。本发明通过外部电信号的大小和数量来控制压电材料的压缩量；变刚度关节部分结构简单、刚度的调节范围大，可实现对关节刚度的非线性的实时控制。
一种刚度膝关节下肢骨骼机器人

[发明专利]一种穿戴式可调节手部助力外骨骼-CN202210071753.6在审
发明人： 管小荣;高玉虎;李回滨;李仲;邹铠帆;王新蕊;朱蒙;王铮;李灿;马泽;陆磊丰;白宇 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2022-01-21 - 公布日： 2022-05-13 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明公开一种穿戴式可调节手部助力外骨骼。包括手部支撑板，五个结构相同的手指驱动模块，动力源和控制模块；每个所述手指驱动模块包括远端指套、中间指套、近端指套和连杆机构；每个手指驱动模块均配设有一个动力源；远端指套、中间指套、近端指套下侧设有缺口，远端指套和中间指套相邻侧壁底部转动连接，中间指套和近端指套相邻侧壁底部转动连接；连杆机构的一端和动力源的输出端连接，控制模块控制动力源，并通过连杆机构控制远端指套、中间指套、近端指套之间的转动，实现手指驱动模块的弯曲和伸展，从而推动人体手指产生相应的弯曲和伸展运动。本申请能够实现不同的手部康复训练模式，对偏瘫患者的康复有积极的作用。
一种穿戴调节助力骨骼

[发明专利]一种小空间无弹化校枪方法-CN202011566701.3有效
发明人：曹岩枫;李睿冬;王永娟;王亚平;温垚珂;管小荣;徐诚 -专利权人：南京理工大学
申请日： 2020-12-25 - 公布日： 2022-03-22 - 主分类号： F41G1/54 文献下载
摘要：本发明公开了一种小空间无弹化校枪方法，首先，枪械稳定固定，通过激光束等效实现瞄准基线与枪管轴线的空间位置，枪械前方近距离处的PSD位置敏感传感器测试两激光束在空间上的位置信号与角度指向信号；其次，将激光束信号进行排异、放大等处理，得到标准射距假想靶面上模拟射弹散布中心和瞄准点的位置坐标，计算二者的二维坐标偏差量并对照射表标准得到机械瞄具的校调量；最后，对校调后的枪械进行验证，若校调结果在射击精度标准要求范围内，即校枪合格，否则应对校枪系统及枪械进行问题排查。本发明提高了校枪效率，降低校枪对射手、场地的依赖性，提高了校枪结果的准确性，降低校枪成本，提高校枪的安全性，实现校枪的便捷、高效、准确。
一种空间无弹化校枪方法

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