[发明专利]一种太空运动辅助方法及其装置

权利要求书

1.一种太空运动辅助方法，其特征在于：在宇航服上耦合外骨骼系统，该外骨骼系统包括仿形机械结构、人机接口系统、控制系统、执行机构和能源动力系统，通过人机接口系统感知宇航员的运动状态或运动意图并将其发送给控制系统，控制系统将信息处理后发送指令给执行机构，执行机构驱动仿形机械结构辅助支撑宇航员负重或为宇航员的动作提供助力。

2.一种实现如权力要求1所述的太空运动辅助方法的太空运动辅助装置，其特征在于：包括仿形机械结构和用于将仿形机械结构与宇航服耦合在一起的耦合组件，所述仿形机械结构包括下肢结构、髋部结构，所述下肢结构包括左腿结构与右腿结构，所述左腿结构与右腿结构均包括仿人体大腿结构（101）、小腿结构（102）和足部结构（103），所述大腿结构（101）与小腿结构（102）通过膝关节（104）相连，所述小腿结构（102）与足部结构（103）通过踝关节（105）相连；所述髋部结构与左腿结构、右腿结构分别通过髋关节（201）相连所述髋关节（201）、膝关节（104）上均安装有执行机构（6）；还包括人机接口系统、控制系统以及给人机接口系统、执行机构（6）、控制系统提能源动力的能源动力系统，人机接口系统基于无重力环境下人体运动动力学特征、微重力环境下人体运动动力学特征、月面重力环境下人体运动动力学特征、火星重力环境下人体运动动力学特征划分运动步态，感知航天员的运动状态、运动意图并将其发送给控制系统，控制系统根据上述信息确定髋关节（201）、膝关节（104）的力矩、阻尼、角度、角速度，并发送指令给执行机构（6），执行机构（6）驱动髋关节（201）、膝关节（104）进行关节运动或在关节处提供阻尼。

3.如权利要求2所述的太空运动辅助装置，其特征在于：所述髋部结构包括左侧面支撑杆（202）、右侧面支撑杆（203）、底部支撑横杆（206），所述左侧面支撑杆（202）的前端与左腿结构的大腿结构（101）顶端、右侧面支撑杆（203）的前端与右腿结构的大腿结构（101）顶端均通过髋关节（201）相连，底部支撑横杆（206）左端与左侧面支撑杆（202）固定连接，右端与右侧面支撑杆（203）固定连接。

4.如权利要求3所述的太空运动辅助装置，其特征在于：所述髋部结构还包括左弹性支撑元件（204）与右弹性支撑元件（205），所述左弹性支撑元件（204）一端固定在左侧面支撑杆（202）上，另一端固定在左腿结构的大腿结构（101）上，所述右弹性支撑元件（205）一端固定在右侧面支撑杆（203）上，另一端固定在右腿结构的大腿结构（101）上。

5.如权利要求4所述的太空运动辅助装置，其特征在于：所述仿形机械结构还包括背部支撑结构，所述背部支撑结构包括左支撑竖杆（301）与右支撑竖杆（302），所述左支撑竖杆（301）的下端固定在左侧面支撑杆（202）上，所述右支撑竖杆（302）的下端固定在右侧面支撑杆（203）上，所述背部支撑结构还包括支撑面板（304），所述支撑面板（304）的两侧分别通过可调长度的悬挂结构固定在左侧面支撑杆（202）的末端和右侧面支撑杆（203）的末端。

6.如权利要求5所述的太空运动辅助装置，其特征在于：所述仿形机械结构还包括前胸负载结构，所述前胸负载结构包括左弧形支撑杆（401）与右弧形支撑杆（402），所述左弧形支撑杆（401）通过铰接结构固定在左支撑竖杆（301）的上端，右弧形支撑杆（402）通过铰接结构固定在右支撑竖杆（302）的上端，所述左弧形支撑杆（401）与右弧形支撑杆（402）的自由端通过胸前悬挂杆（403）相连。

7.如权利要求6所述的太空运动辅助装置，其特征在于：所述左支撑竖杆（301）、右支撑竖杆（302）、胸前悬挂杆（403）上均设置有能够悬挂物体的悬挂装置（5）。