[发明专利]一种基于步态的可穿戴柔性膝关节机器人外骨骼装备

摘要

本发明公开了一种基于步态的可穿戴柔性膝关节机器人外骨骼装备，包括动力及控制系统(4)、左腿膝关节气囊执行组件(5)、右腿膝关节气囊执行组件(6)、左脚压力开关组件(7)、右脚压力开关组件(8)、左脚姿态传感器(9)、右脚姿态传感器(10)，以及气管组件(11)；所述控制电路系统(205)对微型气泵A(203)和微型气泵B(204)的输出流量进行实时控制，按照步态的规律为所述左腿膝关节执行组件(5)和所述右腿膝关节执行组件(6)提供正压和负压，在行走过程中为左、右腿提供与步态一致的辅助膝关节弯曲和伸展的转矩。

主权项

1.一种基于步态的可穿戴柔性膝关节机器人外骨骼装备，包括：动力及控制系统(4)，包括本体(201)、上盖(202)、微型气泵组件、控制电路系统(205)、直流电池组件(206)、第二柔性固定带(207)、以及PVC软管(208)、气泵固定支架(209)以及电池组固定支架(210)；所述微型气泵组件包括微型气泵A(203)和微型气泵B(204)；左腿膝关节气囊执行组件(5)，为左腿膝关节提供辅助伸展和弯曲的转矩；右腿膝关节气囊执行组件(6)，为右腿膝关节提供辅助伸展和弯曲的转矩；左脚压力开关组件(7)，控制微型气泵A(203)的接通和断开；右脚压力开关组件(8)，控制微型气泵B(204)的接通和断开；左脚姿态传感器(9)，对步行动作进行测量，为控制电路系统(205)提供步态参数；右脚姿态传感器(10)，与左脚姿态传感器(9)配合使用，对步行动作进行测量，为控制电路系统(205)提供步态参数；以及气管组件(11)，连接微型气泵组件与左腿膝关节气囊执行组件(5)和右腿膝关节气囊执行组件(6)；其中，所述控制电路系统(205)对微型气泵A(203)和微型气泵B(204)的输出流量进行实时控制，按照步态的规律为所述左腿膝关节气囊执行组件(5)和所述右腿膝关节气囊执行组件(6)提供正压和负压，在行走过程中为左、右腿提供与步态一致的辅助膝关节弯曲和伸展的转矩；所述左腿膝关节气囊执行组件(5)和右腿膝关节气囊执行组件(6)分别包括外侧气囊(103)、里侧气囊(104)和第一柔性固定带(105)；当右脚着地，左脚离地时，微型气泵A(203)不工作，微型气泵B(204)对左腿膝关节气囊执行组件(5)的外侧气囊(103)充气，对左腿膝关节气囊执行组件(5)的里侧气囊(104)进行抽气，使得左腿膝关节气囊执行组件(5)为左腿膝关节提供弯曲的转矩，同时，对右腿膝关节气囊执行组件(6)的外侧气囊抽气(103)，对右腿膝关节气囊执行组件(6)的里侧气囊(104)充气，使得右腿膝关节气囊执行组件(6)为右腿膝关节提供伸展的转矩；当左脚着地，右脚离地时，则是微型气泵A(203)进行相应的工作，微型气泵B(204)不工作。