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[实用新型]一种下肢外骨骼-CN202223190704.9有效
发明人：陈晓;万超;王刚;祖媛媛;张笑;王惜亮 -专利权人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院;北京理工大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及人体外骨骼技术领域，具体为一种下肢外骨骼，可实现对下肢触地时足部地反力做功的多次储存。本实用新型的装置由腰部组件、大腿组件、小腿组件、足部组件、离合组件及储释能组件构成，通过腰部组件、大腿组件、小腿组件、足部组件与人体体段的连接完成外骨骼的穿戴，通过足部组件中的推杆实现对足部触地动作的响应，驱动离合组件和储释能组件完成相应动作，同时实现弹性能的多次储存‑单次释放和下肢关节自由‑受限状态的转换，增强人体跳跃能力的同时减小人体穿戴外骨骼后的人机对抗不适感。该实用新型结构简单、成本低廉、工作稳定，适于在工作环境复杂、可靠性要求高的场景中进行应用。
一种下肢骨骼

[发明专利]一种用于增强人体跳跃能力的无源下肢外骨骼-CN202211519724.8在审
发明人：陈晓;万超;王刚;祖媛媛;张笑;王惜亮 -专利权人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院;北京理工大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及人体外骨骼技术领域，具体为一种用于增强人体跳跃能力的无源下肢外骨骼，可实现对下肢触地时足部地反力做功的多次储存。本发明的装置由腰部组件、大腿组件、小腿组件、足部组件、离合组件及储释能组件构成，通过腰部组件、大腿组件、小腿组件、足部组件与人体体段的连接完成外骨骼的穿戴，通过足部组件中的推杆实现对足部触地动作的响应，驱动离合组件和储释能组件完成相应动作，同时实现弹性能的多次储存‑单次释放和下肢关节自由‑受限状态的转换，增强人体跳跃能力的同时减小人体穿戴外骨骼后的人机对抗不适感。该发明结构简单、成本低廉、工作稳定，适于在工作环境复杂、可靠性要求高的场景中进行应用。
一种用于增强人体跳跃能力无源下肢骨骼

[发明专利]一种被动式膝踝关节助力外骨骼-CN202211520884.4在审
发明人：陈晓;万超;王刚;祖媛媛;张笑;王惜亮 -专利权人：中国人民解放军军事科学院系统工程研究院;北京理工大学
申请日： 2022-11-30 - 公布日： 2023-03-28 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及外骨骼机器人技术领域，具体为一种被动式膝踝关节助力外骨骼，包括支架绑缚机构用于对人体腿部进行绑缚固定、推杆机构用于实现轴向强支撑和侧向易弯曲、离合触发机构用于调控关节的自由受限状态和弹簧储释能机构用于进行助力；弹簧储释能机构包括弹簧仓、第二弹簧和钢丝绳；离合触发机构包括外齿轮、内齿轮盘、第一弹簧和定位螺钉，外齿轮为不完全齿轮，内齿轮盘内部设置有内齿，外齿轮与内齿轮盘内部内齿相啮合；本发明通过设置弹簧储释能机构和离合触发机构，让使用者既能通过对足部触地动作和肌肉做功的能量储存和释放来实现下肢支撑期的运动助力，又能实现下肢在摆动期的关节自由、避免对动作的影响。
一种被动式踝关节助力骨骼

[发明专利]一种可调振幅的背包负重发电装置-CN202110871814.2有效
发明人：陈晓;谢龙汉;杨振华;祖媛媛;黄乐登;王瑞诗;李茂辉;黄国威;冼晓明;孟令卿;林圣棋;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-07-30 - 公布日： 2023-01-20 - 主分类号： A45F3/04 文献下载
摘要：本发明提出了一种可调振幅的背包负重发电装置，包括一个管状发电原型装置和一个振幅调节盒；管状发电原型装置固连在背包上，该管状发电原型装置伸出的两排钢丝绳穿过背包后背的织布与背包原有的背带连接；振幅调节盒的输入端口与管状发电原型装置的输出端口通过导线连接，该振幅调节盒内部的可调电阻通过旋钮能够手动调节；当可调电阻增大时，电阻尼减小，使背包本身的振幅增大；当可调电阻减小时，电阻尼增大，阻碍钢丝绳运动的电阻尼力增大，使背包本身的振幅减小。本发明可以根据在不同的工况下发电功率需求和额外生物能支出承受程度手动调节电阻尼力的大小，进而改变背包的振幅，以满足个性化需求。
一种可调振幅背包负重发电装置

[发明专利]一种基于人机电耦合协调的运动能量捕获系统-CN202110977379.1有效
发明人：陈晓;谢龙汉;冼晓明;李茂辉;林圣棋;黄国威;祖媛媛;黄乐登;王睿诗;孟令卿;杨振华;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-12-27 - 主分类号： F03G5/06 文献下载
摘要：本发明提出了一种基于人机电耦合协调的运动能量捕获系统，包括电路控制装置、电能调理装置和人体腿部装置；人体腿部装置用于将腿部运动的机械能转化成电能；电路控制装置用于根据人体的运动状态将人体腿部装置所产生的电能接入到不同的电路中，最终通过电能调理装置输出至电能需求端。针对目前运动能量捕获系统因人机不协调所带来的不舒适体验，本发明通过电路控制装置使发电机按实际需求接入，消除不协调所带来的不舒适并高效捕获有效能量。该系统能够实现人体运动能量捕获的舒适性、高效性、科学性。
一种基于人机耦合协调运动能量捕获系统

[实用新型]无源下肢外骨骼的助力装置-CN202123245602.8有效
发明人：陈晓;马建峰;孙得成;王刚;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;北京工业大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种无源下肢外骨骼的助力装置，包括如下部件：腰板；髋关节机构，包括髋关节凸轮、髋关节端盖、直簧和髋关节固定端，髋关节凸轮装配于髋关节端盖的上端，髋关节凸轮通过端面轴承与腰板相接触，直簧与髋关节端盖的下端转动连接，直簧的下端与髋关节固定端连接；外骨骼大腿，外骨骼大腿的上端与髋关节端盖连接；膝关节储能机构，包括膝关节组件、弹性杆和脚部组件，弹性杆的上端与膝关节组件连接，弹性杆的下端与脚部组件连接，膝关节组件与外骨骼大腿的下端连接，膝关节储能机构用于存储和释放人体在行走过程中的重力势能；外骨骼小腿，外骨骼小腿的上下两端分别与膝关节组件、脚部组件连接。
无源下肢骨骼助力装置

[实用新型]被动式触地膝关节外骨骼机器人-CN202123245665.3有效
发明人：陈晓;马建峰;孙得成;王刚;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;北京工业大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-06-21 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种被动式触地膝关节外骨骼机器人，包括如下部件：大腿机构，包括大腿杆；膝关节储能机构，包括膝关节组件、弹性杆和脚部组件，所述弹性杆的上端与所述膝关节组件连接，所述弹性杆的下端与所述脚部组件连接，所述膝关节组件与所大腿杆的下端连接，所述膝关节储能机构用于存储和释放人体在行走过程中的重力势能；小腿机构，包括小腿杆，所述小腿杆的上下两端分别与所述膝关节组件、所述脚部组件连接。本实用新型装置结构简单，体型轻巧，穿戴方便，稳定可靠，工作原理合理，助力明显。
被动式膝关节骨骼机器人

[发明专利]一种负重发电装置的相位控制方法-CN202110875100.9有效
发明人：陈晓;谢龙汉;杨振华;祖媛媛;黄乐登;王瑞诗;李茂辉;黄国威;冼晓明;孟令卿;林圣棋;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-07-30 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H02K7/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种负重发电装置的相位控制方法，包括以下步骤：在人体背负负重发电装置时，通过加速度传感器对人体运动的步态周期进行监测与识别，判断人体所处的步态周期阶段；步态周期阶段包括冲击相、承重相和反冲相及其他相位；当处于冲击相时，调节负重发电装置的外接电阻至低阻值，降低负重对人体的冲击；当处于承重相时，调节负重发电装置的电阻至高阻值，提高发电功率；当处于反冲相时，调节负重发电装置的电阻至低阻值，降低负重发电装置的发电功率，减少人体生物能消耗；以及当处于其他相位时，负重发电装置无调节。
一种负重发电装置相位控制方法

[发明专利]一种用于能量收集的下肢外骨骼-CN202110975536.5有效
发明人：陈晓;谢龙汉;黄国威;祖媛媛;冼晓明;林圣棋;李茂辉;黄乐登;孟令卿;王睿诗;杨振华;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-06-10 - 主分类号： H02K7/18 文献下载
摘要：本发明公开了一种用于能量收集的下肢外骨骼，包括发电机、增速机、离合器、大腿杆件和小腿杆件；所述大腿杆件的靠近膝盖的一端设置有导电摩擦环，所述小腿杆件的靠近膝盖的一端设置有导电摩擦片，当所述大腿杆件相对于所述小腿杆件运动到特定位置时，所述导电摩擦环和导电摩擦片接合；所述的离合器用于在所述的导电摩擦环和所述的导电摩擦片结合后，使所述的小腿杆件不能相对于所述的增速机的输出轴运动；而此时人的大腿和小腿相对运动，会通过所述的增速机带动所述的发电机运动，产生电能；所述的离合器还进一步用于在所述的导电摩擦环和所述的导电摩擦片分离后，使所述的发电机停止发电。
一种用于能量收集下肢骨骼

[实用新型]一种用于能量收集并能够降低生物能消耗的下肢外骨骼-CN202122019749.9有效
发明人：陈晓;谢龙汉;黄国威;祖媛媛;冼晓明;林圣棋;李茂辉;黄乐登;孟令卿;王睿诗;杨振华;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-06-07 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本实用新型公开了一种用于能量收集并能够降低生物能消耗的下肢外骨骼，包括发电机、增速机、离合器、大腿杆件和小腿杆件；所述大腿杆件的靠近膝盖的一端设置有导电摩擦环，所述小腿杆件的靠近膝盖的一端设置有导电摩擦片，当所述大腿杆件相对于所述小腿杆件运动到特定位置时，所述导电摩擦环和导电摩擦片接合；所述的离合器用于在所述的导电摩擦环和所述的导电摩擦片结合后，使所述的小腿杆件不能相对于所述的增速机的输出轴运动；而此时人的大腿和小腿相对运动，会通过所述的增速机带动所述的发电机运动，产生电能；所述的离合器还进一步用于在所述的导电摩擦环和所述的导电摩擦片分离后，使所述的发电机停止发电。
一种用于能量收集能够降低生物能消耗下肢骨骼

[发明专利]被动式触地膝关节外骨骼机器人及其助力方法-CN202111580048.0在审
发明人：陈晓;马建峰;孙得成;王刚;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;北京工业大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-03-04 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种被动式触地膝关节外骨骼机器人及其助力方法，包括如下部件：大腿机构，包括大腿杆；膝关节储能机构，包括膝关节组件、弹性杆和脚部组件，所述弹性杆的上端与所述膝关节组件连接，所述弹性杆的下端与所述脚部组件连接，所述膝关节组件与所大腿杆的下端连接，所述膝关节储能机构用于存储和释放人体在行走过程中的重力势能；小腿机构，包括小腿杆，所述小腿杆的上下两端分别与所述膝关节组件、所述脚部组件连接。本发明装置结构简单，体型轻巧，穿戴方便，稳定可靠，工作原理合理，助力明显。
被动式膝关节骨骼机器人及其助力方法

[发明专利]无源下肢外骨骼的助力装置及方法-CN202111607865.0在审
发明人：陈晓;马建峰;孙得成;王刚;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;北京工业大学
申请日： 2021-12-22 - 公布日： 2022-03-01 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种无源下肢外骨骼的助力装置及方法，包括如下部件：腰板；髋关节机构，包括髋关节凸轮、髋关节端盖、直簧和髋关节固定端，髋关节凸轮装配于髋关节端盖的上端，髋关节凸轮通过端面轴承与腰板相接触，直簧与髋关节端盖的下端转动连接，直簧的下端与髋关节固定端连接；外骨骼大腿，外骨骼大腿的上端与髋关节端盖连接；膝关节储能机构，包括膝关节组件、弹性杆和脚部组件，弹性杆的上端与膝关节组件连接，弹性杆的下端与脚部组件连接，膝关节组件与外骨骼大腿的下端连接，膝关节储能机构用于存储和释放人体在行走过程中的重力势能；外骨骼小腿，外骨骼小腿的上下两端分别与膝关节组件、脚部组件连接。
无源下肢骨骼助力装置方法

[实用新型]一种用于为不同电压的单兵用电装备充电的电源管理装置-CN202122000517.9有效
发明人：陈晓;张伟;祖媛媛;蒋布辉;李茂辉;栗琪凯;孟令卿;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： H02J7/00 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种用于为不同电压的单兵用电装备充电的电源管理装置，包括单片机主控电路、H桥升降压变换电路、充电控制及驱动电路、输入采样电路、第一继电器、输入电流采样电路、输出电流采样、电压反馈电路、输出采样电路、第二继电器、储能电池、单兵充电设备、充电电流设定电阻网络、充电电压设定电阻设定网络和多种能源；单片机主控电路根据采集的输入电压和输出电压智能判断能流充电模式；单片机主控电路通过控制充电电流设定电阻网络和充电电压设定电阻网络的电阻值，实现输出充电电压和充电电流的设定。
一种用于不同电压单兵用电装备充电电源管理装置

[实用新型]一种基于人机电耦合协调的穿戴式运动能量捕获系统-CN202122006381.2有效
发明人：陈晓;谢龙汉;冼晓明;李茂辉;林圣棋;黄国威;祖媛媛;黄乐登;王睿诗;孟令卿;杨振华;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-08-24 - 公布日： 2022-02-11 - 主分类号： F03G5/06 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种基于人机电耦合协调的穿戴式运动能量捕获系统，包括电路控制装置、电能调理装置和人体腿部装置；人体腿部装置用于将腿部运动的机械能转化成电能；电路控制装置用于根据人体的运动状态将人体腿部装置所产生的电能接入到不同的电路中，最终通过电能调理装置输出至电能需求端。人体腿部装置包括固定板、转轴和发电机，人体腿部装置通过固定板安装在大腿和小腿之间；针对目前运动能量捕获系统因人机不协调所带来的不舒适体验，本实用新型通过电路控制装置使发电机按实际需求接入，消除不协调所带来的不舒适并高效捕获有效能量。该系统能够实现人体运动能量捕获的舒适性、高效性、科学性。
一种基于人机耦合协调穿戴运动能量捕获系统

[实用新型]一种背包负重发电装置-CN202121772337.6有效
发明人：陈晓;谢龙汉;杨振华;祖媛媛;黄乐登;王瑞诗;李茂辉;黄国威;冼晓明;孟令卿;林圣棋;王惜亮 -专利权人：军事科学院系统工程研究院军需工程技术研究所;华南理工大学
申请日： 2021-07-30 - 公布日： 2022-01-18 - 主分类号： F03G3/00 文献下载
摘要：本实用新型提出了一种可调振幅的背包负重发电装置，包括一个管状发电原型装置和一个振幅调节盒；管状发电原型装置固连在背包上，该管状发电原型装置伸出的两排钢丝绳穿过背包后背的织布与背包原有的背带连接；振幅调节盒的输入端口与管状发电原型装置的输出端口通过导线连接，该振幅调节盒内部的可调电阻通过旋钮能够手动调节；当可调电阻增大时，电阻尼减小，使背包本身的振幅增大；当可调电阻减小时，电阻尼增大，阻碍钢丝绳运动的电阻尼力增大，使背包本身的振幅减小。本实用新型可以根据在不同的工况下发电功率需求和额外生物能支出承受程度手动调节电阻尼力的大小，进而改变背包的振幅，以满足个性化需求。
一种背包负重发电装置

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