[发明专利]一种上肢外骨骼助力装置及控制方法

权利要求书

1.一种上肢外骨骼助力装置，其特征在于，包括：背部牵引装置和与所述背部牵引装置连接的左悬挂装置和右悬挂装置，所述背部牵引装置用于驱动所述左悬挂装置和所述右悬挂装置运动；

所述左悬挂装置和所述右悬挂装置均包括吊臂和吊钩，所述吊钩通过所述吊臂与所述背部牵引装置连接，所述吊钩用于在所述背部牵引装置的驱动下取放重物。

2.根据权利要求1所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置包括：主处理器和惯性测量模块；所述左悬挂装置和所述右悬挂装置均包括：接近传感器、拉力传感器和协处理器；所述主处理器和所述惯性测量模块连接，所述接近传感器和所述拉力传感器均和所述协处理器连接。

3.根据权利要求2所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置还包括：左驱动机构和右驱动机构，所述左驱动机构和所述右驱动机构均包括电机和电机驱动器，所述电机驱动器分别与所述主处理器和所述电机连接。

4.根据权利要求3所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置还包括：编码器，所述编码器分别与所述主处理器和所述电机连接，所述编码器包括左编码器和右编码器。

5.根据权利要求4所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置还包括：牵引端无线通信模块，所述牵引端无线通信模块和所述主处理器连接；

所述左悬挂装置和所述右悬挂装置还均包括：悬挂端无线通信模块；所述悬挂端无线通信模块和所述协处理器连接。

6.根据权利要求5所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置还包括：牵引端电源模块；

所述左悬挂装置和所述右悬挂装置还均包括：悬挂端电源模块和无线充电模块；

所述主处理器、所述惯性测量模块、所述电机驱动器、所述编码器、所述牵引端无线通信模块和所述无线充电模块均和所述牵引端电源模块连接；

所述协处理器、所述接近传感器、所述拉力传感器和所述无线充电模块均和所述悬挂端电源模块连接。

7.根据权利要求3所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述左悬挂装置和所述右悬挂装置还均包括连接组件；所述连接组件设置在吊臂上，所述连接组件包括滑轮和钢丝绳；所述钢丝绳卷绕在所述滑轮上，所述钢丝绳的一端卷绕于所述电机的卷筒上，所述钢丝绳的另一端与所述吊钩连接。

8.根据权利要求1所述的上肢外骨骼助力装置，其特征在于，所述背部牵引装置通过背带固定在人体上。

9.一种上肢外骨骼助力控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1-7中任意一项所述的上肢外骨骼助力装置，所述控制方法包括：

获取人体姿态信息、左悬挂装置采集到的左接近信号、左悬挂装置采集到的左拉力信号、右悬挂装置采集到的右接近信号和右悬挂装置采集到的右拉力信号；

根据所述人体姿态信息、所述左接近信号和所述左拉力信号控制所述左悬挂装置中的吊钩的运动；

根据所述人体姿态信息、所述右接近信号和所述右拉力信号控制所述右悬挂装置中的吊钩的运动。

10.根据权利要求9所述的上肢外骨骼助力控制方法，其特征在于，所述根据所述人体姿态信息、所述左接近信号和所述左拉力信号控制所述左悬挂装置中吊钩的运动，具体包括：

当所述左接近信号、所述左拉力信号均不为零时，控制所述左悬挂装置中的吊钩向下运动，直至所述左接近信号、所述左拉力信号均为零且所述左悬挂装置中的吊钩处于重物所在的位置时，控制所述左悬挂装置中的吊钩停止运动；

当所述人体姿态信息表示起身、所述接近信号为零且所述拉力信号增大时，控制所述左悬挂装置中的吊钩向上运动，直至所述左接近信号为零且所述左拉力信号发生突变时，控制所述左悬挂装置中的吊钩停止运动；

当所述人体姿态信息表示弯腰或下蹲、所述左接近信号为零且所述左拉力信号开始减小时，控制所述左悬挂装置中的吊钩向下运动，直至所述左接近信号、所述左拉力信号均为零且所述左悬挂装置中的吊钩处于所述重物的目标位置时，控制所述左悬挂装置中的吊钩停止运动；

当所述左接近信号不为零，且所述左拉力信号为零时，控制所述左悬挂装置中的吊钩向上运动，直至所述左接近信号、所述左拉力信号均为零且所述左悬挂装置中的吊钩处于初始位置时，控制所述左悬挂装置中的吊钩停止运动。