[发明专利]一种穿戴式下肢助力装置及其控制方法

权利要求书

1.一种穿戴式下肢助力装置，由对称设置的两组三自由度机构组成，其特征在于所述各组三自由度机构分别包括有由下往上依序连接的脚掌固定机构（1）、踝关节机构（2）、小腿铝板（3）、膝关节机构（4）、大腿铝板（5）、髋关节机构（6）和固定支架，其中所述脚掌固定机构（1）上连接有足部运动状况检测模块，所述固定支架上设置有供电电源。

2.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述足部运动状况检测模块包括若干组应力压力传感器及与各组应力压力传感器电连接的可将检测到的压力信号分析后形成的数据发送给主机的压力信号处理模块，所述各组应力压力传感器分别设置在脚掌固定机构（1）的不同区域上。

3.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述踝关节机构（2）、膝关节机构（4）和髋关节机构（6）分别由一台与供电电源电连接的直流电机（7）及一个与直流电机（7）的转轴相连接的减速器（8）组成，其中组成踝关节机构（2）的直流电机（7）和减速器（8）安装固定在小腿铝板（3）的下端且减速器（8）的动力输出轴与脚掌固定机构（1）固定连接，组成膝关节机构（4）的直流电机（7）和减速器（8）安装固定在大腿铝板（5）的下端且减速器（8）的动力输出轴与小腿铝板（3）的上端固定连接，组成髋关节机构（6）的直流电机（7）和减速器（8）安装固定在固定支架上且减速器（8）的动力输出轴与大腿铝板（5）的上端固定连接。

4.根据权利要求3所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述各直流电机（7）均为直流力矩电机。

5.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述踝关节机构（2）、膝关节机构（4）和髋关节机构（6）上分别连接有测速装置。

6.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述小腿铝板（3）和大腿铝板（5）分别由上板块（9）和下板块（10）组成，所述上板块（9）嵌合在下板块（10）内，且所述上板块（9）和下板块（10）上分别设置有若干个可用于调节两板块使用长度的连接孔（13）。

7.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述小腿铝板（3）和大腿铝板（5）的中部分别设置有绑带。

8.根据权利要求1所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于上述脚掌固定机构（1）包括脚踏板（11）及设置在脚踏板（11）上的用于将脚踏板（11）固定在脚掌上的紧固件，所述脚踏板（11）通过其上的连接杆（12）与上述踝关节机构（2）相连接。

9.一种穿戴式下肢助力装置的控制方法，该方法用于控制如上述任一权利要求所述的穿戴式下肢助力装置，其特征在于该控制方法如下：

首先，将下肢助力装置固定到人的两腿部；

然后，开启供电电源，通过下肢助力装置中的足部运动状况检测模块实时检测足部的运动状况，并将检测到的足部运动状况数据经分析处理后实时地发送给主机，主机根据接收到的数据信息来控制下肢助力装置作出与腿部相仿的动作，其具体控制原理如下：

当人的腿部进行上下摆动时，足部运动状况检测模块检测到足底或足背有压力，并将检测到的压力信号经分析处理后发送给主机，主机根据实时接收到的数据信息，通过踝关节机构（2）控制脚掌固定机构（1）跟随人的足部绕踝关节做上下运动；

当人的腿部要向前或向后移动时，足部运动状况检测模块检测到足部有向前或向后的压力，并将检测到的压力信号经分析处理后发送给主机，主机根据实时接收到的数据信息，通过膝关节机构（4）和髋关节机构（6）控制下肢助力装置做前后移动；

当人的腿部要向斜方向移动到某一位置时，足部运动状况检测模块检测到足部有向前和向上的压力，并将检测到的压力信号经分析处理后发送给主机，主机根据实时接收到的数据信息，通过膝关节机构（4）和髋关节机构（6）控制下肢助力装置做出相应的跟随动作，直至足部运动状况检测模块检测不到向前和向上的压力为止。