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[发明专利]一种用于下肢负重外骨骼的弧形足支撑装置-CN202310775563.7在审
发明人：陈文斌;方向;李昶;张闰哲;周志洁;郁鑫伟;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-06-28 - 公布日： 2023-10-20 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于可穿戴装置相关技术领域，其公开了一种用于下肢负重外骨骼的弧形足支撑装置，装置包括：支撑杆，所述支撑杆的上端与负重连接；弧形足组件，所述弧形足组件包括竖直板和底板，所述底板为弧形，所述竖直板设于所述底板的弧形的中垂线上，所述弧形足组件的一端与所述支撑杆的下端固定连接；脚部连接组件，所述脚部连接组件包括固定连接的脚部固定件和连接件，所述连接件包括导向件，所述支撑杆与所述导向件配合以沿导向件上下滑动，所述脚部固定件用于与脚部固定。本申请可以为下肢负重在脚跟着地和脚尖离地期间提供有效支撑，并且弧形接触面加大了接触面积使得在松软地面上使用成为可能。
一种用于下肢负重骨骼弧形支撑装置

[发明专利]一种透气性水凝胶电极及其制备方法-CN202310985750.8在审
发明人：游力军;熊伟杰;汪少芸;汪洋;马笑语;熊蔡华 -专利权人：福州大学
申请日： 2023-08-07 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： C08J3/075 文献下载
摘要：本发明公开了一种透气性水凝胶电极及其制备方法，属于柔性电子材料领域。本发明首先将羧甲基壳聚糖、羟丙基纤维素在酸性条件下搅拌混合均匀；将硝酸银/聚乙烯醇/聚丙烯酰胺溶液/过硫酸铵加入上述混合溶液中，得到羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合溶胶；然后将羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合溶胶平铺于塑料培养皿中，在低温条件下进行交联后得到羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合凝胶；最后将羧甲基壳聚糖/聚乙烯醇复合凝胶浸泡入去离子水中再浸泡入氯化钠溶液中，利用超声洗脱硬模板得到多孔透气表皮电极。本发明制备的表皮电极具有柔性、透气、导电性良好的优点，在柔性电子产品领域具有广阔的应用前景。
一种透气性凝胶电极及其制备方法

[发明专利]一种三轴相交的电机直驱多自由度腕关节机构及仿人假肢-CN202310688005.7在审
发明人：陈文斌;郁鑫伟;蔡俊杰;张闰哲;周志洁;方向;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-06-09 - 公布日： 2023-10-10 - 主分类号： A61F2/58 文献下载
摘要：本发明属于仿人假肢相关技术领域，其公开了一种三轴相交的电机直驱多自由度腕关节机构及仿人假肢，腕关节机构包括手掌模块、腕关节掌屈伸模块、腕关节桡尺偏模块及腕关节内外旋模块，腕关节桡尺偏模块连接腕关节内外旋模块及腕关节掌屈伸模块，腕关节屈伸模块远离腕关节桡尺偏模块的一端连接于手掌模块；腕关节内外旋模块提供了腕关节内外旋自由度，腕关节桡尺偏模块提供了腕关节桡尺偏自由度；腕关节掌屈伸模块提供了腕关节掌屈伸自由度；腕关节内外旋自由度的旋转轴线、腕关节桡尺偏自由度的旋转轴线及腕关节掌屈伸自由度的旋转轴线相交于一点。本发明实现了腕关节三个运动自由度的主动柔顺控制，且使得该腕关节结构的运动具备极高的仿人性。
一种相交电机直驱多自由度腕关节机构假肢

[发明专利]一种透气可粘附性表皮电极及其制备方法-CN202310535922.1在审
发明人：游力军;汪洋;熊蔡华;汪少芸;熊伟杰;马笑语 -专利权人：福州大学
申请日： 2023-05-12 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： C08L29/04 文献下载
摘要：本发明公开了一种透气可粘附性表皮电极及其制备方法，属于柔性电子材料领域。其是先在高温、磁力搅拌条件下，将海藻酸钠、聚乙烯醇、植酸溶液和氯化锂混合均匀，得到海藻酸钠/聚乙烯醇/植酸复合凝胶前体溶液，然后将所得前体溶液倒入制备的微针阵列模具中进行冷冻成胶，再经室温解冻、脱模制得所述透气可粘附性表皮电极。本发明制备的表皮电极具有柔性、透气、可粘附、皮肤贴合性良好的优点，在柔性电子产品领域具有广阔的应用前景。
一种透气粘附表皮电极及其制备方法

[发明专利]一种基于绳传动的三自由度仿人变刚度腕关节-CN202210369842.9有效
发明人：梁杰俊一;孙晨露;刘阳;程坤华;邓亦骁;王淑敏;汪涛;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-04-08 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： B25J17/02 文献下载
摘要：本发明属于仿生机器人关节技术领域，并具体公开了一种基于绳传动的三自由度仿人变刚度腕关节，包括绳传动组件和旋腕组件；绳传动组件中：变刚度板块包括四个变刚度模块，变刚度模块包括电机固定架、小包塑轴承、大包塑轴承和钢丝绳，用于实现钢丝绳变刚度运动；动力传动板块中一个电机拉动一个对角线上的两根钢丝绳，另一个电机拉动另一个对角线上的两根钢丝绳；二板U铰板块中假手接口上板通过万向节安装在假手接口下板上；钢丝绳上端穿过假手接口下板后，固定在假手接口上板上，则钢丝绳可带动假手接口上板相对下板形成两方向运动。旋腕组件用于带动绳传动组件旋转。本发明可实现腕关节三自由度运动，且可在运动的任何时刻实现刚度自由变化。
一种基于传动自由度仿人变刚度腕关节

[发明专利]一种基于楔形凸轮的双向自锁非后驱离合器及其应用-CN202210474210.9有效
发明人：梁杰俊一;孙晨露;刘阳;程坤华;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-04-29 - 公布日： 2023-09-29 - 主分类号： F16D23/12 文献下载
摘要：本发明属于机器人关节控制技术领域，并具体公开了一种基于楔形凸轮的双向自锁非后驱离合器及其应用，其包括固定杯、销轴固定盘、第一楔形凸轮和第二楔形凸轮，销轴固定盘上表面设有八个突出的销轴，四个销轴设置在内圈，另外四个设置在外圈；第一楔形凸轮和第二楔形凸轮均为类S形结构，第一楔形凸轮与第二楔形凸轮镜面相对设置；每个类S形结构中存在两个凹槽，该两个凹槽分别与一个内圈销轴和一个外圈销轴配合；对应的第一楔形凸轮与第二楔形凸轮之间安装有弹簧；第一楔形凸轮与第二楔形凸轮旋转到一定位置时外侧会与固定杯内壁接触。本发明可实现自锁机构的自锁与解锁功能，使输出板块受力时，无需驱动电机，关节仍然保持不动。
一种基于楔形凸轮双向锁非后驱离合器及其应用

[发明专利]基于肌骨骼解剖统计学模型的踝关节刚度估计方法及系统-CN202310573357.8在审
发明人：张琴;陈豫生;张键;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-05-19 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： A61B5/389 文献下载
摘要：本发明提供了一种基于骨骼肌解剖统计学模型的踝关节刚度估计方法及系统，属于人体机械阻抗测量领域，方法包括：将预处理后的表面肌电信号输入肌肉激活动力学模型计算肌肉激活信号；将人体肢体特征参数输入肌骨骼统计学模型，获取肌肉结构微观参数；根据肌肉激活信号和肌肉结构微观参数，通过肌肉力求解模型计算得到在特定肌肉激活水平下的肌肉力和肌肉肌腱单元力；根据肌肉力和肌肉结构微观参数，通过肌肉肌腱单元刚度模型计算得到肌肉肌腱单元的刚度；根据肌肉肌腱单元力、肌肉结构微观参数和肌肉肌腱单元的刚度，通过肌肉肌腱到关节的映射模型计算得到关节刚度。本发明相对于传统的刚度辨识和刚度估计方法来说，更加方便快捷，且精度高。
基于肌骨解剖统计学模型踝关节刚度估计方法系统

[发明专利]一种基于渐开线页簧的主动变刚度旋转关节-CN202210333631.X有效
发明人：梁杰俊一;刘阳;孙晨露;汪涛;程坤华;严禹;邓亦骁;王淑敏;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-03-30 - 公布日： 2023-08-25 - 主分类号： B25J17/02 文献下载
摘要：本发明属于变刚度关节设计相关技术领域，其公开了一种基于渐开线页簧的主动变刚度旋转关节，关节包括：电机驱动模块包括中心轴，上关节底板，上关节联结板；渐开线页簧模块包括页簧固定件以及多个渐开线页簧；多个变刚度压簧滚子模块与中心轴平行设置并均匀设置于两上关节底板之间；直线轴承驱动模块包括变刚度外齿轮、变刚度机构轴承以及多个导杆；中心轴旋转输出模块包括两下关节底板以及下关节联结板，下关节底板表面设有多个贯通的渐开线槽道，变刚度压簧滚子模块的两端分别设于渐开线槽道内。本申请通过渐开线的特有性质设计页簧，可以实现大刚度变化范围、刚度变化控制简单且整体关节体积重量小。
一种基于渐开线主动刚度旋转关节

[发明专利]基于行星齿轮差速机构的欠驱动牵引装置及手部外骨骼-CN202310630485.1在审
发明人： 熊蔡华;张嘉睿;孙柏杨;蔡俊杰;陈文斌;蓝培钦;张闰哲;严禹;郁鑫伟;黄智毅;褚岱;张博宁 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于欠驱动结构设计相关技术领域，其公开了一种基于行星齿轮差速机构的欠驱动牵引装置及手部外骨骼，牵引装置包括两输入四输出欠驱动牵引模块、电机线轮直驱牵引模块及线轮输出张紧模块，两输入四输出欠驱动牵引模块与电机线轮直驱牵引模块相连接，且两者分别连接有线轮输出张紧模块；电机线轮直驱牵引模块用于为执行机构提供正反向牵引力；两输入四输出欠驱动牵引模块是对两个输入力经过行星齿轮差速机构的比例作用转化为四路输出的驱动机构，使得两路动力输入变为四路动力输出。本发明的两输入四输出欠驱动牵引模块是由两个电机输入的动力经过行星齿轮差速机构的比例作用转化为四路输出的驱动装置，使两路动力源入变为四路动力源出。
基于行星齿轮机构驱动牵引装置手部外骨骼

[发明专利]一种具有灵巧作业能力的柔性外骨骼手套装置-CN202310649152.3在审
发明人： 熊蔡华;蔡俊杰;孙柏杨;张嘉睿;陈文斌;严禹;张闰哲;郁鑫伟;黄智毅;褚岱;蓝培钦 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-05-31 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于穿戴式外骨骼相关技术领域，其公开了一种具有灵巧作业能力的柔性外骨骼手套装置，所述手套装置包括柔性手套、分别设置在所述柔性手套上的四指协同驱动机构、拇指驱动机构及拇指侧摆机构，所述四指驱动机构用于驱动四指的屈伸/伸展，所述拇指驱动机构用于驱动拇指的屈伸/伸展；所述拇指侧摆机构设置在所述柔性手套的拇指位于掌心及掌背之间的侧部上，其用于驱动拇指的侧摆。本发明能够对四指协同屈曲/伸展运动、拇指屈曲/伸展运动、拇指侧摆运动进行助力，能够满足在极端环境(如航天、极寒)下增强手部运动能力的需求。
一种具有灵巧作业能力柔性骨骼手套装置

[发明专利]一种被动腕关节旋转阻尼机构、肌电假肢手及假肢体-CN202310623212.4在审
发明人： 熊蔡华;张博宁;孙柏杨;蔡俊杰;黄智毅;褚岱;郁鑫伟;严禹;张闰哲;陈文斌 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-05-30 - 公布日： 2023-08-15 - 主分类号： A61F2/58 文献下载
摘要：本发明属于假肢矫形相关技术领域，其公开了一种被动腕关节旋转阻尼机构、肌电假肢手及假肢体，该机构包括螺柱旋转板、第一凸垫片、第二凸垫片、连接底板及螺母，所述螺柱旋转板包括圆柱体连接于所述圆柱体的螺柱，所述螺柱远离所述圆柱体的一端依次穿过所述第一凸垫片、所述第二凸垫片及所述连接底板后螺纹连接于所述螺母，所述第一凸垫片的凸平面与所述第二凸垫片的凸平面相接触；所述螺母通过与所述螺柱的旋紧来压紧所述连接底板而使得所述第一凸垫片与所述第二凸垫片在垂直方向上产生挤压力，所述第一凸垫片与所述第二凸垫片通过挤压所产生的摩擦力形成了该机构的旋转阻尼扭矩，通过克服摩擦力即可实现该机构的转动，从而实现被动旋转。
一种被动腕关节旋转阻尼机构假肢

[发明专利]基于肌骨骼动力学模型的人体关节刚度估计方法及系统-CN202310428338.6在审
发明人：张琴;陈豫生;张键;熊蔡华 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2023-04-20 - 公布日： 2023-08-04 - 主分类号： A61B5/389 文献下载
摘要：本发明提供了基于肌骨骼动力学模型的人体关节刚度估计方法及系统，属于人体机械阻抗测量领域，方法包括：将预处理后的肌电信号输入肌肉激活动力学模型，计算肌肉激活信号；将人体肢体特征参数输入肌骨骼几何模型，获取肌肉结构微观参数；根据肌肉激活信号和肌肉结构微观参数，通过肌肉收缩动力学模型计算肌肉肌腱单元力和肌肉力；根据肌肉力和肌肉结构微观参数，通过肌肉肌腱单元刚度模型得到肌肉肌腱单元的刚度；根据肌肉肌腱单元力、肌肉结构微观参数和肌肉肌腱单元的刚度，通过肌肉肌腱到关节的映射模型计算关节刚度。本发明无需开展刚度辨识实验及估计模型的训练，仅需建立肌骨骼动力学模型、采集人体表面肌电信号即可准确估计人体关节刚度。
基于肌骨动力学模型人体关节刚度估计方法系统

[发明专利]一种三自由度假肢手腕-CN202210054310.6有效
发明人： 熊蔡华;张瀚文;孙柏杨 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-01-18 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： B25J17/00 文献下载
摘要：本发明属于仿人机器人领域，并具体公开了一种三自由度假肢手腕，包括旋前旋后单元、屈腕伸腕单元和外展内收单元，旋前旋后单元包括依次连接的减速电机、腕臂连接件和手腕基座；屈腕伸腕单元包括蜗杆驱动组件、蜗轮轴和腕掌连接件，蜗杆驱动组件安装在手腕基座上；蜗轮轴两端固定在腕掌连接件上；外展内收单元包括丝杆、光杆和手掌连接件，丝杆活动安装在腕掌连接件上，其上啮合有丝杆螺母，丝杆上固定有第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，第一齿轮安装在手腕基座上；光杆上活动套设丝杆螺母滑块，丝杆螺母滑块固定在丝杆螺母和手掌连接件上；手掌连接件活动安装在腕掌连接件上。本发明结构紧凑、质量轻，可实现三自由度运动。
一种自由度假肢手腕

[发明专利]一种基于能量跨关节转移的被动外骨骼装置-CN202210048397.6有效
发明人： 熊蔡华;陈文斌;周志洁;周天成 -专利权人：华中科技大学
申请日： 2022-01-17 - 公布日： 2023-07-04 - 主分类号： B25J9/00 文献下载
摘要：本发明属于外骨骼相关技术领域，并公开了一种基于能量跨关节转移的被动外骨骼装置。该外骨骼装置包括腰部穿戴组件、髋关节储能组件、踝关节助力组件和离合器组件，其中，腰部穿戴组件穿戴在腰部，髋关节储能组件穿戴在大腿处，踝关节助力组件穿戴在踝关节处，离合器组件用于使得外骨骼装置在储能模式和助力模式之间进行切换；当外骨骼处于储能模式时，拉簧被拉伸，拉簧的弹性势能被储存；当外骨骼处于助力模式时，被助力对象脚部蹬地大腿向后摆动，触发绳绷直并带动触发块向上运动，拉簧回缩带动滑块向上运动，该滑块向上运动的拉力传递给踝关节助力组件，进而实现对被助力对象的助力。通过本发明，解决外骨骼中需要电子元件和电路控制的问题。
一种基于能量关节转移被动骨骼装置

[发明专利]一种手势检测方法及可穿戴设备-CN201911247266.5有效
发明人：黄剑;段涛;曹瑜;熊蔡华;汪雷 -专利权人：华中科技大学鄂州工业技术研究院;华中科技大学
申请日： 2019-12-09 - 公布日： 2023-06-27 - 主分类号： G06F3/01 文献下载
摘要：本发明提供了一种手势检测方法及可穿戴设备，该可穿戴设备，包括：第一腕式结构，包括第一腕带、设置在第一腕带上的第一惯性导航传感器、设置在第一腕带内壁至少一个气囊、与至少一个气囊一一对应连接的至少一个气压传感器；第二腕式结构，包括第二腕带、设置在第二腕带上的第二惯性导航传感器、设置在第二腕带上的主控模块；其中，至少一个气压传感器用于检测对应气囊的气压信息，获得与至少一个气囊一一对应的至少一个气压信息，第一惯性导航传感器用于检测获得小臂姿态角度，第二惯性导航传感器用于检测获得大臂姿态角度，主控模块用于基于至少一个气压信息、小臂姿态角度、大臂姿态角度确定目标手臂对应的目标意图手势。
一种手势检测方法穿戴设备

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