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【发明授权】一种被动自适应分布式人体重力卸载系统_天津大学_202110634755.7 

申请/专利权人:天津大学

申请日:2021-06-03

公开(公告)日:2023-03-21

公开(公告)号:CN113479354B

主分类号:B64G7/00

分类号:B64G7/00;A63B69/00

优先权:

专利状态码:有效-授权

法律状态:2023.03.21#授权;2021.10.26#实质审查的生效;2021.10.08#公开

摘要:本发明公开了一种被动自适应分布式人体重力卸载系统,针对人体连续质量特征进行模块化分级,主体采用二自由气浮平台、剪刀式主恒力系统与自适应分布式人体重力卸载系统相结合的纯被动机构。通过二自由气浮平台采用气浮导轨实现人体整体的水平二自由度大范围运动;通过剪刀机构与零刚度机构的串联形成的剪刀式主恒力系统,在竖直方向上提供大范围的竖直运动及恒定的卸载力;自适应分布式人体重力卸载系统采用树形分叉零刚度结构结合剪刀式副恒力系统实现人体四肢躯干的局部多自由度运动,采用多点分布式重力卸载的策略,有效降低宇航员训练时的附加关节力,及触发肌肉力量,提高了宇航员微低重力模拟训练的真实度和沉浸感。

主权项:1.一种被动自适应分布式人体重力卸载系统,其特征在于,主体由二自由气浮平台、剪刀式主恒力系统与自适应分布式人体重力卸载系统组成;所述二自由气浮平台用于实现人体整体的大范围二自由度平动;所述剪刀式主恒力系统用于实现人体整体的竖直方向的大范围运动;所述自适应分布式人体重力卸载系统用于实现人体四肢躯干的局部多自由度运动;所述二自由气浮平台安装在桁架上,由气浮导轨一、气浮轴承系统一、气浮导轨二、气浮轴承系统二组成,其作用是为自适应分布式人体重力卸载系统提供在水平面内的二自由度大范围运动;所述气浮导轨一安装在桁架两侧横梁上;所述气浮轴承系统一安装在气浮导轨一上,可沿气浮导轨一直线滑动;所述气浮导轨二两端通过螺栓分别安装固定在两台气浮轴承系统一的底部,两台气浮轴承系统一沿着气浮导轨一同步直线运动实现气浮导轨二的直线运动;所述气浮轴承系统二安装在气浮导轨二上,可沿气浮导轨二直线滑动;通过气浮轴承系统一、气浮轴承系统二组成的运动结构实现二自由度平动;所述剪刀式主恒力系统由连接板、弹簧一、剪刀机构、主索构成;所述连接板为底部设计有球铰连接器的丁字结构,顶部为带有螺栓孔的方形法兰结构,通过螺栓装配固定于气浮轴承系统二的底部;所述弹簧一两端分别通过铰链连接在球铰连接器和剪刀机构边缘铰链上,剪刀机构与球铰连接器之间设计有立柱支撑,剪刀机构的底部连接有主索;通过合理配置弹簧刚度可使剪刀机构在主索上下移动的过程中保持所需的恒定拉力,形成竖直方向的零刚度恒力系统,利用剪刀机构的折叠能力在竖直方向上提供大范围的竖直运动及恒定的卸载力;所述自适应分布式人体重力卸载系统是由自适应零刚度随动系统、剪刀式副恒力系统、副吊索、万向人机连接系统组成;所述自适应零刚度随动系统作用是为自适应分布式人体重力卸载系统的多索悬吊系统提供随动功能;所述剪刀式副恒力系统用于为人体躯干、四肢提供竖直方向的小范围运动和竖直向上的恒定卸载力;所述万向人机连接系统主体均为二自由度万向旋转机构,副吊索用于连接人体与剪刀式副恒力系统。

全文数据:

权利要求:

百度查询: 天津大学 一种被动自适应分布式人体重力卸载系统

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