[发明专利]一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统及使用方法

权利要求书

1.一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，包括：

骑座机构，包括支撑底座，支撑底座支撑座椅基体，座椅基体设置助力反馈单元，助力反馈单元包括座垫和压力传感器，压力传感器设于座垫与座椅基体之间；

导轨机构，导轨机构设于支撑底座的外侧，心轴连接导轨机构和支撑底座，导轨机构可绕心轴转动，所述导轨机构包括两组导轨，每一导轨的侧部分别设置所述的支撑轨，滑块可沿着支撑轨滑动；

动力机构，滑块与动力机构连接；

膝关节转动机构与动力机构相连接，由动力机构为膝关节转动机构提供扭矩以帮助人体行走助力减负；

所述膝关节转动机构包括膝关节组件和小腿组件，所述小腿组件靠近所述踝关节转动机构处设置位姿传感器；

踝关节转动机构与膝关节转动机构转动连接；

脚部感知机构与踝关节转动机构连接；

所述脚部感知机构包括鞋板，鞋板支撑鞋套，用于获取脚部压力信号的压力传感器安装在鞋板前后两端；

非支撑腿跟随：先由脚部的压力传感器检测信号，当前后两端有一端信号消失为非支撑腿状态，此时代表该腿为迈步状态，需要助力系统对该腿进行实时跟随，此时通过小腿组件末端的位姿传感器传输位置数据，通过预先设定好的神经网络模型数据来分配非支撑腿处电机的扭矩及转速。

2.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述动力机构包括支架，支架与所述滑块连接，支架支撑电机，电机与传动单元连接，传动单元与所述的膝关节转动机构连接；

支架设置电池组，电池组与电机连接，电机、所述的压力传感器分别与主控制器单独连接。

3.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，膝关节组件的一端与所述动力机构的输出端连接，另一端与小腿组件连接。

4.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，位姿传感器与主控制器连接。

5.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述踝关节转动机构包括踝关节转轴，踝关节转轴设置踝关节心轴与所述小腿组件连接，踝关节转轴远离踝关节心轴的端部可转动安装于所述鞋板。

6.根据权利要求2所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述传动单元包括传送带，所述电机通过电机端传送带轮和膝关节传送带轮带动传送带运动，膝关节传送带轮与所述膝关节转动机构连接。

7.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述座垫内侧设置两处滑槽，上方滑槽用于安装座椅垫板，下方滑槽用于安装压板，压板与下方滑槽间隙配合，所述压力传感器设于压板相对于座椅垫板的一侧；

所述座椅基体设置用于容纳压力传感器的凹部；

所述座椅基体的中部用于支撑所述的座垫，座椅基体的两端分别设置延伸段，延伸段均设置扶手。

8.根据权利要求1所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统，其特征在于，所述支撑轨为弧形。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种非绑缚式易穿戴下肢外骨骼助力系统的使用方法，其特征在于，包括如下内容：

使用者骑在座椅基体，脚底通过脚部感知机构支撑；

动力机构启动，向膝关节转动机构提供扭矩，对使用者产生一个向上的托举力；

当使用者需要转向时，脚部在横断面上转动，此时踝关节在横断面上跟随转动；同时髋关节外扩，此时导轨机构转动跟随。