[实用新型]一种可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置

说明书

本实用新型公开了一种可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置，包括大腿组件、小腿组件和控制装置，所述大腿组件下端通过转动组件和空气弹簧减震器与小腿组件连接，大腿组件上端设有大腿固定垫。通过空气弹簧的伸缩运动与可变阻尼器的共同作用，减少滑雪运动中对膝关节的冲击影响，为膝关节提供辅助力，对重力进行补偿，避免运动中肌肉疲劳；设计利用基于ARM板与PC机的嵌入式控制系统，更好的实现人机交互与对机器人的实时控制；此外，利用陀螺仪与加速度计获取的人体运动参数，检测使用者的意图，并且利用空气弹簧和织物自动调整膝盖部位的辅助扭矩。本实用新型能够很好的应用于可穿戴滑雪外骨骼机器人，减小滑雪运动时的能耗，提高舒适性，具有极大的应用价值。

技术领域

本实用新型涉及一种下肢外骨骼机器人，尤其涉及一种可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置。

背景技术

滑雪运动是一项可以增强心肺功能、改善神经系统条件、强生健体的趣味运动。由于滑雪过程中需要人类膝关节长时间弯曲并保持一定的角度，同时滑雪运动时会消耗大量体力，所以长时间进行滑雪将会出现肌肉疲劳与膝关节酸痛等问题。而当下的助力行走装置多用于辅助平地行走困难的人群，并不能应用于高速雪地滑行。目前，尚没有能合理解决这些问题的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

本实用新型的可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置，包括大腿组件、小腿组件和控制装置，所述大腿组件下端通过转动组件和空气弹簧减震器与小腿组件连接，所述大腿组件上端设有大腿固定垫；

所述空气弹簧减震器上端通过安装板与大腿组件的下端连接，所述空气弹簧减震器的下端与小腿组件固定连接，所述空气弹簧减震器连接有微型气泵，所述微型气泵安装于所述小腿组件上端的圆盘上；

所述控制装置固定在人体腰部背包中。

由上述本实用新型提供的技术方案可以看出，本实用新型实施例提供的可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置，该装置结构紧凑、质量轻、功耗低，能够很好的满足滑雪助力装置的应用需求；能够很好的应用于滑雪运动，减小功耗，提高适用性，具有极大的应用价值。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的可穿戴气动滑雪外骨骼助力装置的轴测图；

图3为本实用新型实施例的空气减震器装置示意图；

图4为本实用新型实施例的旁路电磁阀结构示意图；

图5为本实用新型实施例的上位机运行机制示意图；

图6为本实用新型实施例的下位机运行机制示意图；

图7为本实用新型实施例的基于关节角度误差的机器人运动/助力控制框图；

图8为本实用新型实施例的空气弹簧减震器在膝关节弯曲时工作原理示意图；

图9为本实用新型实施例的空气弹簧减震器在膝关节直立时工作原理示意图；

图10为本实用新型实施例的空气弹簧模型示意图。

图中：