[发明专利]一种基于多源信息融合的足底人机交互测量装置

说明书

一种基于多源信息融合的足底人机交互测量装置，它涉及一种足底测量装置。本发明解决现有下肢外骨骼足底压力鞋信息源单一，对人体步态周期状态检测的灵敏度和人体运动意图获取均存在误差和滞后问题。后鞋面层下端面的前部设置有前单维力压盖，后鞋面层下端面的后部设置有后单维力压盖；所述足底人机交互测量装置还包括第一合页、第一胶垫、六维传感器、第二胶垫、惯性单元和多个单维力传感器，前传感器支撑层通过第一合页与后传感器支撑层连接，第一胶垫、六维传感器和第二胶垫由前至后依次设置在后传感器支撑层的上端面上，前单维力压盖和后单维力压盖通过数据线与单维力传感器相连接。本发明用于外骨骼机器人足底人机交互测量。

技术领域

本发明涉及一种足底测量装置，具体涉及一种基于多源信息融合的足底人机交互测量装置。

背景技术

外骨骼机器人是一种融合了传感技术、控制技术等多种技术的可穿戴设备，特别地，下肢外骨骼机器人是一种与人体下肢结构相类似的外骨骼机器人，能够帮助穿戴者实现助力行走、下肢康复、上下楼梯等动作。

下肢外骨骼的足底压力鞋与人体足部接触的位置是最重要的人机交互处，通过此处的测量可以获取人体运动意图，从而驱动各个关节运动，保证了控制系统的稳定性和准确性。

目前，现有的下肢外骨骼足底压力鞋信息源单一，对人体步态周期状态检测的灵敏度和人体运动意图获取均存在一定误差和滞后，同时现有的下肢外骨骼足底压力鞋在穿戴时舒适感较差，且现有的下肢外骨骼足底压力鞋的鞋底多是采用整体设计，在对于人体行走过走过程中压力传感器的测量准确性较差，无法完全满足外骨骼的需求。

发明内容

本发明为解决现有的下肢外骨骼足底压力鞋信息源单一，穿戴舒适程度差和在踩踏过程中压力传感器的测量准确性差的问题，进而提供一种基于多源信息融合的足底人机交互测量装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明的基于多源信息融合的足底人机交互测量装置包括鞋面层1、传感器支撑层2、橡胶层3、前绑带架座4、前绑带架5、前绑带6、后绑带7、后绑带架8、后绑带架座9和后跟挡板10，鞋面层1、传感器支撑层2和橡胶层3由上至下依次设置，前绑带架座4和后绑带架座9前后对应设置在鞋底两侧，每个前绑带架座4上设置有一个前绑带架5，每个后绑带架座9上设置有一个后绑带架8，两个后绑带架8之间设置有后绑带7，两个前绑带架5之间设置有前绑带6，后跟挡板10设置在鞋底的后侧，鞋面层1由前鞋面层102和后鞋面层104构成，传感器支撑层2由前传感器支撑层202和后传感器支撑层208构成；后鞋面层104下端面的前部设置有前单维力压盖103，后鞋面层104下端面的后部设置有后单维力压盖108；所述足底人机交互测量装置还包括第一合页205、第一胶垫106、六维传感器107、第二胶垫109、惯性单元210和多个单维力传感器203，前传感器支撑层202通过第一合页205与后传感器支撑层208连接，第一胶垫106、六维传感器107和第二胶垫109由前至后依次设置在后传感器支撑层208的上端面上，惯性单元210设置在后跟挡板10上，前单维力压盖103和后单维力压盖108通过数据线与单维力传感器203相连接。

进一步地，前鞋面层102的边缘设置有多个垫片螺钉组件101，前传感器支撑层202的上端面边缘设置有多个橡胶柱201，垫片螺钉组件101的数量与橡胶柱201的数量一致设置，每个垫片螺钉组件101与一个橡胶柱201对应设置。

进一步地，第一胶垫106的形状呈L形，第二胶垫109的形状呈U形。

进一步地，所述足底人机交互测量装置还包括两个第二合页204，两个第二合页204对应安装在前传感器支撑层202的两侧的前绑带架座4上，每个第二合页204上安装有一个前绑带架5。

所述足底人机交互测量装置还包括两个第三合页105，两个第三合页105对应安装在后传感器支撑层208的两侧的后绑带架座9上，每个第三合页105上安装有一个后绑带架8。