[发明专利]下肢智能携行外骨骼系统及其控制方法

权利要求书

1.一种下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，它包括检测控制系统(300)、腰环(8)、与腰环(8)连接的背架(10)及腿部支撑装置，其中，腿部支撑装置包括依次活动连接的大腿连杆(6)、膝关节连接件(5)、小腿连杆(3)及足部连接件(1)，在膝关节连接件(5)上设有膝关节扭力弹簧(4)，膝关节扭力弹簧(4)的两端分别与大腿连杆(6)和小腿连杆(3)连接，在小腿连杆(3)上设有拉索，拉索的另一端与拉索驱动装置连接，拉索驱动装置通过传输线路(301)与检测控制系统(300)连接，在足部连接件(1)上设有信号传感器，通过信号采集线路(302)与检测控制系统(300)连接，大腿连杆(6)的顶端活动连接有髋关节(110)，并通过髋关节(110)与腰环(8)连接。

2.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述足部连接件(1)包括足底板(14)，足底板(14)上设有足底面板(13)，足底板(14)与足底面板(13)之间设有能够上下弹性活动的压帽(12)，在压帽(12)与足底板(14)之间形成的空腔内设有足底传感器(11)，足底传感器(11)通过信号采集线路(302)与检测控制系统(300)连接，足底面板(13)的一端通过向心关节轴承(15)与连接柱(16)活动连接，连接柱(16)的顶端与小腿连杆(3)连接。

3.根据权利要求2所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述的连接柱(16)上设有压板(161)，在压板(161)与足底面板(13)之间设有弹簧装置。

4.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述 足部连接件(1)包括足底板(14)，足底板(14)的一端连接有弹性体(18)，弹性体(18)的另一端与小腿连杆(3)连接，在弹性体(18)上设有电阻应变片(19)，电阻应变片(19)通过信号采集线路(302)与检测控制系统(300)连接。

5.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述髋关节(110)包括与腰环(8)固定连接的耳板(112)，耳板(112)上设有十字轴承(111)，十字轴承(111)的左右两端与耳板(112)活动连接，其前后两端与大腿连杆(6)的顶端活动连接。

6.根据权利要求5所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，在十字轴承(111)的轴上设有髋关节扭力弹簧(120)，髋关节扭力弹簧(120)的两端分别与耳板(112)和大腿连杆(6)连接。

7.根据权利要求5所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，在所述耳板(112)的下端设有耳板内侧挡板(113)，耳板内侧挡板(113)与大腿连杆(6)的位置相对应。

8.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述腰环(8)为一层或两层以上的多层组合结构，两层以上的多层组合结构的腰环(8)的最下层腰环与髋关节(110)连接。

9.根据权利要求1或8所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述腰环(8)上设有调节弯曲角度装置。

10.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，设有腿部连杆长度调节装置，包括两段内部对应设有空腔的腿部连杆，空腔内设有活动的调节杆(63)，在其中一段的腿部连杆上开有轴向槽(61)， 对应于轴向槽(61)位置在该段腿部连杆上设有卡箍(62)，在插在另一段腿部连杆空腔内的调节杆(63)上开有竖槽(65)，对应于竖槽(65)位置在该段腿部连杆空腔内设有活动销(64)，在该段腿部连杆空腔内还设有回弹体(66)，回弹体(66)的一端与腿部连杆连接，另一端与调节杆(63)的底部连接。

11.根据权利要求10所述的下肢智能携行外骨骼系统，其特征是，所述腿部连杆包括大腿连杆(6)和小腿连杆(3)。

12.根据权利要求1所述的下肢智能携行外骨骼系统的控制方法，其步骤是，

a、采集足部连接件(1)上的压力信息，由信号采集线路(302)传送至检测控制系统(300)；

b、检测控制系统(300)进行信息处理；

c、来自检测控制系统(300)的控制信息通过传输线路(301)传送至拉索驱动装置；

d、拉索驱动装置收放拉索，配合膝关节扭力弹簧(4)，改变大腿连杆(6)与小腿连杆(3)之间的夹角，帮助两者做相对弯曲伸直运动。