[发明专利]一种基于单驱动执行器的轻量化人体助力方法及助力器

说明书

本发明涉及一种基于单驱动执行器的轻量化人体助力方法，包括在人体髋关节两侧分别设置可驱动两侧大腿相对胯部做前后交替运动的旋转机构；旋转机构包括位于髋关节侧的旋转基座和可带动腿部相对旋转基座摆动的驱动杆；髋关节两侧的驱动杆在同一个驱动执行器作用下，带动大腿实现相对胯部的交替摆动。以单个驱动执行器控制左右两腿.降低了成本,功耗,重量，提高了整体助力性能，控制起来也极为方便。其中，旋转基座与驱动执行器刚性连接；驱动执行器悬空设置在人体一侧；相对旋转基座旋转的驱动杆产生的助力直接作用于两腿，使两腿分开与合并,与胯部无关；因此胯部只需要承担部分的助力装置重量，不会存在局部省力,全局费力的情况。

技术领域

本发明涉及人体外骨骼行走助力领域，尤其涉及一种基于单驱动执行器的轻量化人体助力方法。

背景技术

现有的下半身人体助力装置，普遍安装在胯部或者腰部。在动力方面，多采用驱动电极或液压驱动。其中，驱动电机的设计上，均采用在人体大腿两侧设置驱动装置，驱动人体左右腿交替运动。

如申请号为CN202010364008.1、申请名称为一种助力行走及辅助支撑机构，包括左腿、右腿、足部、腰部穿戴模块和辅助支撑伸缩杆，左腿和右腿上分别安装有足部；左腿和右腿分别包括髋关节连接件、大腿支撑杆、大腿绳驱动机构、膝关节连接件、小腿支撑杆、小腿绳驱动机构、踝关节连接件和减震模块，髋关节连接件与腰部穿戴模块连接；大腿支撑杆与髋关节连接件连接且二者能相对转动。

采用上述每个关节一个驱动执行器的方案, 的确可以提供更灵活的助力方式,比如为站起身提供助力, 对于医疗和工业用户的确有帮助. 但对于旅游或者户外, 使用者需要大量行走或者跑步的场景中, 这种灵活性并无必要, 反而会因为重量和成本成为掣肘因素。

由于驱动执行器是决定人体助力装置成本和重量的主要因素. 使用两套独立的驱动执行器意味着该装置更贵的价格, 更大的自重, 更高的功耗, 为了达到同样的续航需要更大的电池. 而装置本身更重, 又会加重人体体能消耗. 同时也增加了控制上的难度。

同时，由于助力装置安装在腰部或者胯部, 当驱动执行器给大腿提供力的同时,大腿也会给驱动执行器输出反向作用力，由于驱动执行器固定在腰背部，因此，势必会对腰部或者胯部施加反向作用力, 腰部或者胯部肌肉群需要承受上述的反作用力。

因此，虽然使用者抬腿动作是轻松了, 但是腰部和胯部的肌肉群却需要花更大的力气. 会造成局部省力, 全局费力的情况。

发明内容

本发明要解决的技术问题：在于解决现有问题，提供一种基于单驱动执行器，减弱驱动执行器给大腿提供力时，对腰胯施加反作用力的的轻量化人体助力方法。

本发明提供如下技术方案：一种基于单驱动执行器的轻量化人体助力方法，包括用于驱动人体左腿的左驱动机构、用于驱动人体右腿的右驱动机构，以及用于为所述左驱动机构和右驱动机构输送动力的驱动执行器;

所述驱动执行器为左驱动机构输送扭矩，并将所述左驱动机构驱动人体左腿时受到的反作用力输送至右驱动机构，作为所述右驱动机构驱动人体右腿的动力。

进一步的，所述驱动执行器扭矩输出端连接所述左驱动机构，为所述左驱动机构输送扭矩，所述驱动执行器机体固定在所述右驱动机构上，将所述左驱动机构驱动人体左腿时受到的反作用力输送至右驱动机构，作为所述右驱动机构驱动人体右腿的动力。

本发明还公开了一种基于单驱动执行器的轻量化人体助力器，包括左驱动机构、右驱动机构和驱动执行器；

所述左驱动机构包括左旋转基座和相对所述左旋转基座摆动的左驱动杆；

所述右驱动机构包括右旋转基座和相对所述右旋转基座摆动的右驱动杆；

所述驱动执行器包括连接左驱动杆的左传动揽和连接右驱动杆的右传动揽、连通左驱动杆和右驱动杆的辅助传动揽以及带动所述左传动揽和右传动揽运动的驱动机；