[发明专利]用于移动机器人的流体致动器系统和方法

权利要求书

1.一种外骨骼系统，所述外骨骼系统包括：

可充胀致动器，所述可充胀致动器被配置为穿戴在使用者的脚的前部部分之上并且被配置为直接地邻近并包围所述使用者的所述脚的踝设置，所述可充胀致动器包括：

不透流体的构件，所述不透流体的构件至少部分地通过不透流体的膜材料来限定流体室，所述不透流体的膜材料包括折叠成管配置的不可延伸且柔性的编织织物片材，所述管配置具有第一端部和第二端部以及内面和外面，

第一平面界面和第二平面界面，所述第一平面界面和所述第二平面界面各自限定侧壁，所述不透流体的膜材料的所述内面周向联接在所述第一平面界面和所述第二平面界面的所述侧壁周围，其中所述第一平面界面和所述第二平面界面分别设置在所述管配置的所述第一端部和所述第二端部处，所述第一平面界面和所述第二平面界面中的至少一者限定歧管，所述歧管被配置为允许流体流入和流出所述流体室以使所述流体室充胀和塌缩，其中所述流体室的充胀向所述第一平面界面和所述第二平面界面施加力，所述不透流体的膜材料的形状在所述流体室的最大充胀配置下限定非线性均衡状态，所述非线性均衡状态在所述最大充胀配置下产生机械止动，以及

第一支撑元件和第二支撑元件，所述第一支撑元件和所述第二支撑元件分别周向联接在所述第一平面界面和所述第二平面界面的所述侧壁周围并接合在所述不透流体的膜材料与所述第一平面界面和所述第二平面界面的所述侧壁之间的周向联接以支撑在所述不透流体的膜材料与所述侧壁之间的所述周向联接，

刚性脚结构，所述刚性脚结构联接到所述可充胀致动器的第一致动器端部，所述刚性脚结构被配置为包围所述使用者的所述脚的顶部部分，以及

刚性胫结构，所述刚性胫结构联接到所述可充胀致动器的第二致动器端部，所述刚性胫结构被配置为包围所述使用者的胫的一部分，

其中所述刚性脚结构和所述刚性胫结构被配置为当被所述使用者穿戴时接收由所述可充胀致动器产生的致动器载荷并将其传输到所述使用者的所述脚和所述胫；并且

其中所述可充胀致动器的所述充胀产生围绕所述使用者的所述踝的力矩以引起所述使用者的所述脚的屈曲。

2.如权利要求1所述的外骨骼系统，其中所述不透流体的膜材料限定第一侧和第二侧，其中所述第一侧比所述第二侧短，

其中所述流体室被配置为采取第一配置，其中所述第一侧和所述第二侧处于塌缩配置，这引起在所述第一侧和所述第二侧上的所述不透流体的膜材料向外隆起，

其中所述流体室被配置为采取第二配置，其中所述第一侧已经达到第一最大长度，并且所述第二侧尚未达到最大长度，并且

其中所述流体室被配置为采取第三配置，其中所述第一侧和所述第二侧已经达到相应的第一最大长度和第二最大长度，使得由于所述第一最大长度比所述第二最大长度小，所述第一平面界面和所述第二平面界面相对于彼此成一定角度设置。

3. 如权利要求1所述的外骨骼系统，其中所述流体室的所述充胀向所述第一平面界面和所述第二平面界面施加所述力是在相对于周围大气(称为表压)大于5 psi下操作。

4.如权利要求1所述的外骨骼系统，其中所述流体室限定多个子室，包括第一子室和第二子室，

其中所述流体室的所述充胀向所述第一平面界面和所述第二平面界面施加所述力包括维持所述第一子室处于静压并对所述第二子室动态加压。