一种解耦式串联弹性电动人工肌肉作动器及其控制方法

    公开(公告)号:CN115890641B

    公开(公告)日:2025-04-25

    申请号:CN202211344407.7

    申请日:2022-10-31

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种解耦式串联弹性电动人工肌肉作动器及其控制方法属人工肌肉控制技术领域,本发明的作动器中绕线组件和电机组件自前至后顺序排列,绕线组件和电机组件之间通过上导向螺丝和下导向螺丝进行连接;该作动器具有内置串联弹性元件,具有缓冲绳索拉力变化的作用,同时可利用弹性元件的形变程度实现绳索拉力的测量;使用非接触式直线位移测量方法来测量弹性元件形变量,能主动控制驱动绳索的拉力和长度,使其具有与天然肌肉相似的特性;该作动器可广泛应用于各种机械臂、假肢和外骨骼装置中。本发明的绳索拉力主动控制方法,是一种闭环主动拉力控制方法。本发明的绳索长度主动控制方法,是一种闭环主动长度控制方法。

    一种适用于特定编织方法的编织机构

    公开(公告)号:CN115961420B

    公开(公告)日:2025-03-25

    申请号:CN202211498449.6

    申请日:2022-11-28

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种适用于特定编织方法的编织机构属编织机械技术领域,本发明由线固定组件、送线组件、绕线组件、收线组件和平台组成,其中收线组件、线固定组件和送线组件自左至右顺序排列,并固接于平台的前部,绕线组件固接于平台的后部,收线组件的收线针能前后移动,线固定组件的压线杆能前后移动,送线组件的送线杆能左右移动;绕线组件的绕线结构能上下、左右、前后移动。本发明能完成一种特定编织方法的编织操作部分,可解决该特定编织方法机械化编织中编织部分的问题,为机械化编织仿生关节韧带提供了可能。

    一种基于弹簧状结构的柔性压力敏感光纤元件及其制备方法和传感系统

    公开(公告)号:CN119618437A

    公开(公告)日:2025-03-14

    申请号:CN202411776092.2

    申请日:2024-12-05

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明提出了一种基于弹簧状聚合物光纤的柔性压力敏感元件及其制备方法和传感系统。为了进一步提升聚合物光纤传感器的检测灵敏度以及装置的紧凑性,本发明提出的柔性压力敏感光纤元件包括弹性材料基底和聚合物光纤,通过缠绕成弹簧状结构,并采用加热方式定型。该元件结合光纤传感技术,实现高灵敏度的触觉传感。该结构在受到外部压力作用时,其弯曲半径发生变化,进而影响通过光纤传输的光信号强度。本发明的传感器具有制备工艺简便、成本低廉、灵敏度高、结构紧凑且可调的特点,通过测量光纤元件在压力作用下光信号强度的变化,建立光强与压力之间的对应关系,实现对压力的高精度检测。

    一种具备力学各向异性的仿生椎间盘

    公开(公告)号:CN115969584B

    公开(公告)日:2025-02-07

    申请号:CN202310000888.8

    申请日:2023-01-03

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种具备力学各向异性的仿生椎间盘,包括上终板、核心及下终板,核心上端固定于上终板下表面,核心下端固定于下终板上表面,核心包括外层的纤维环、中间的过渡区及内层的髓核,纤维环由胶原纤维片层和胶原纤维组成,胶原纤维附着于胶原纤维片层表面,并具有倾角,相邻胶原纤维片层交叉排列。过渡区的弹性纤维与基质层形成蜂窝状结构,该结构在靠近纤维环过渡区的蜂窝网格尺寸更小更紧凑,靠近髓核过渡区的蜂窝网格尺寸更大更稀疏。通过纤维环胶原纤维倾角和弹性模量的不同来调控椎间盘不同区域的力学性能,从而实现椎间盘力学性能的各向异性,进而使得仿生椎间盘植入后与椎骨生理运动更自然地匹配。本发明具有力学性能各向异性的功能。

    在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘

    公开(公告)号:CN118902703A

    公开(公告)日:2024-11-08

    申请号:CN202411413673.X

    申请日:2024-10-11

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 在体服役运动和受力状态个性化自监测智能仿生椎间盘,属于植入医疗器械技术领域,包括上终板、椎间盘核心和下终板,所述的椎间盘核心包括纤维环和髓核,纤维环由胶原纤维基质层和胶原纤维组成;胶原纤维呈圆柱形,倾斜排列设置于胶原纤维基质层内,相邻两排的胶原纤维倾斜方向相反,胶原纤维与纤维环上下表面的夹角为10‑80度;胶原纤维基质层和胶原纤维采用3D打印;下终板包括下终板基底和数个传感器,传感器固定设置在下终板基底外侧;本发明通过下终板划分传感区域,解耦仿生椎间盘的各项传感异性特征,无需额外附加或封装传感器,无需额外的电源供电,具有良好的生物相容性,且制造成本低,材料简单易得,工艺步骤简单,容易个性化。

    一种可辅助踝关节运动的无外动力外骨骼

    公开(公告)号:CN115229765B

    公开(公告)日:2024-10-01

    申请号:CN202210759139.9

    申请日:2022-06-30

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种可辅助踝关节运动的无外动力外骨骼,包括:脚板,其包括底板和两个连接杆;两个支撑杆,其一端与连接杆铰接;第一连杆架,其两端分别与两个连接杆固定连接;第二连杆架,其与第一连杆架同侧设置,并且位于第一连杆架的上方;其中,第二连接架通过导向机构与两个支撑杆连接,第二连接架的两端分别延伸至两个支撑杆的前侧;大腿穿戴托架,其可转动的连接在支撑杆的另一端上,与第二连杆架同侧设置,并且位于第二连接架的上方;大腿穿戴托架大腿束缚带固定在使用者的大腿部;两个膝关节连杆,其一端与大腿穿戴托架铰接,另一端与第二连杆架的一端铰接;膝踝连杆机构,其设置在外骨骼的后侧,并且连接在第一连杆架和第二连接架之间。

    一种力学各向异性仿生椎间盘
    7.
    发明公开

    公开(公告)号:CN118526329A

    公开(公告)日:2024-08-23

    申请号:CN202410575100.0

    申请日:2024-05-10

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 一种力学各向异性仿生椎间盘,属于医疗植入器械技术领域,包括上终板、核心和下终板;核心的一端固定设置在上终板的下表面,另一端固定设置在下终板的上表面,上终板的上表面和下终板的下表面设置有一体的固定齿;所述的核心包括外层的纤维环和内层的髓核,纤维环由纤维编织带和液体硅胶构成;本发明具有类似生物椎间盘组织结构和材料属性,能有效再现生物椎间盘力学各向异性功能特征,进而改善其植入后的运动匹配性。

    一种基于光反射的指尖触觉传感器及其制备方法

    公开(公告)号:CN118464252A

    公开(公告)日:2024-08-09

    申请号:CN202410459414.4

    申请日:2024-04-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于光反射传感的指尖触觉传感器及其制备方法,该传感器包括传感器基座、光纤、柔性柱体、反射镜和凸点触头;其中,所述传感器基座内设置有光纤通道,光纤固定在所述光纤通道中;所述的传感器基座设置有凹槽;所述凹槽内依次设置有柔性柱体和反射镜;所述的柔性柱体中设置有介质为空气的圆柱形的光通道,所述光通道与光纤同轴,使光纤中的光可以通过光通道照射至反射镜,并通过反射镜反射回到光纤中;凸点触头设置在所述的柔性柱体的上表面,在碰触到该凸点触头时,可使柔性柱体内的光通道发生形变,通过解析反射光即可检测出凸点触头的压力。具有体积小,灵敏度高的特点,并且容易集成到机械手上。

    一种仿生下肢机构
    9.
    发明授权

    公开(公告)号:CN114869551B

    公开(公告)日:2024-07-12

    申请号:CN202210683988.0

    申请日:2022-06-17

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开一种仿生下肢机构,包括,支架;连接件,可转动的设置在支架上,连接件与大腿假肢连接;阻尼装置,设置在连接件下方,阻尼装置包括阻尼件和连接架,其中,阻尼件靠近支架的一端与支架转动连接,阻尼件内设置有可调节直径的活塞,活塞与连接件传动连接,连接架固定在阻尼件外壁,连接架远离阻尼件的一端与小腿假肢连接;控制件,设置在阻尼装置外,控制件用于控制活塞直径。本发明能够实现便于使用者对阻尼装置的刚度阻尼进行自适应智能调节,进而便于使用者调节步速,提高其运动柔顺性和环境适应性。

    一种主动假肢踝关节
    10.
    发明授权

    公开(公告)号:CN111603283B

    公开(公告)日:2024-06-21

    申请号:CN202010629543.5

    申请日:2020-07-03

    Applicant: 吉林大学

    Abstract: 本发明公开了一种主动假肢踝关节,包括小腿连接件、踝关节转动件、电动推杆组件、传动组件、假脚连接件和假脚,电动推杆的上部与U型连接件通过螺栓螺母连接形成自由转动副,电动推杆的伸缩端与传动轴连接形成转动副,齿轮齿条啮合传动,采用电动推杆为动力源,主动驱动踝关节背屈和跖屈运动,并使整个假肢踝关节具有质量轻和成本低的特点,传动系统采用齿轮齿条、滑块导轨的传动方式,具有结构简单、体积小和易于控制的特点。

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