CN105943317B - 一种助力型外骨骼随行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种助力型外骨骼随行装置，包括人体穿戴保护部分，手控平台，能源及控制系统箱，行走驱动机构；人体背部固定于人体穿戴保护部分，下端有四条机械腿协同人体跟随运动。设备感知人体上躯干运动或手动控制外骨骼运动方式，确定运动环境和运动的方向、速度，同时在人体失去平衡时可立即停止外骨骼肢体运动且保持外骨骼平衡。本发明装置考虑人性化设计，满足老人、残疾人长期生活需要，主要考虑其生活困难于上下斜坡和楼梯，搬运生活必须品等，此装置能辅助平衡人体姿态，防止人体摔倒，同时能帮助使用者上下坡道和楼梯，不需要额外人员扶持，使穿戴者能恢复其独立正常生活。

Description

一种助力型外骨骼随行装置
技术领域
本发明涉及人体穿戴设备，尤其是用于行动不便或康复治疗者的助力型外骨骼行走装置。
背景技术
当前下肢外骨骼装备中，辅助人体运动的设备主要为轮椅结构，只能在平整地面做有限的行走移动。而本发明装置设计更多考虑人性化设计，满足老人、残疾人长期生活行走的需要，主要考虑其生活困难于上下斜坡和楼梯，搬运生活必须品等，此装置能辅助平衡人体姿态，防止人体摔倒，同时能帮助使用者上下坡道和楼梯，不需要额外人员扶持，使穿戴者能恢复其独立正常生活。
发明内容
鉴于现有技术的以上不足，本发明旨在提供一种助力型外骨骼随行装置，更多考虑人性化设计，满足老人、残疾人长期生活行走的需要，主要考虑其生活困难于上下斜坡和楼梯，搬运生活必须品等，此装置能辅助平衡人体姿态，防止人体摔倒，同时能帮助使用者上下坡道和楼梯，不需要额外人员扶持，使穿戴者能恢复其独立正常生活。
实现发明目的之手段为：一种助力型外骨骼随行装置，包括人体穿戴保护部分，手控平台，能源及控制系统箱，行走驱动机构。人体穿戴保护部分包括上肢体固定背负带2，立于基体1上的背靠3及置于基体上的手控平台5。手控平台包括人体运动随动控制系统和人手模式选择控制，使外骨骼随行装置适应各种地形和速度控制。能源及控制系统箱置于基体的后部，箱内置有电机能源供给和运动控制电路板及散热构件。基体为常规机械传动装置。行走驱动机构采用仿生腿设置：由大腿板6、小腿板8和联接在小腿板下端的履足机构9构成；大腿板与小腿板8采用柱销7构成关节铰接；所述基体1内部设置驱动行走的机械传动机构。
上述行走驱动机构在穿戴使用者左右各一，平行设置。
采用本发明的结构，人体背部固定于人体穿戴保护部分，下端有四条机械腿协同人体跟随运动。设备感知人体上躯干运动或手动控制外骨骼运动方式，确定运动环境和运动的方向、速度，同时在人体失去平衡时可立即停止外骨骼肢体运动且保持外骨骼平衡。
附图说明
图1为本发明装置的使用状态图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明方法做进一步的详述。
由图1可看到，本发明装置包括人体穿戴保护部分，手控平台，能源及控制系统箱，行走驱动机构。人体穿戴保护部分包括上肢体固定背负带2，立于基体1上的背靠3及置于基体上的手控平台5；手控平台5包括人体运动随动控制系统和人手模式选择控制，使外骨骼随行装置适应各种地形和速度控制。所述基体1内部设置驱动行走的机械传动机构，基体1实际上即为驱动行走传动机构箱。
能源及控制系统箱置于基体的后部；行走驱动机构采用仿生腿设置：由大腿板6、小腿板8和联接在小腿板8下端的履足机构9构成；大腿板6与小腿板8采用柱销7构成关节铰接。履足机构9由履带和置于履带内的滚轮11构成，履足机构9挂置在小腿板8的下端，并可绕小腿板的下端头10改变挂置角度。行走驱动机构的四条仿生腿可同步行动，也可根据实际的需要受控制系统指令分别控制，包括小腿关节转动控制和履足控制角度控制和履足移动控制。四条仿生腿构成，根据环境模式选择，可实现随行装置在平地和草地上随意行走。选择上坡模式，履足控制部分将倾斜后实现装置前行。上楼梯时，履足控制根据每阶台阶高度选择腿部弯曲程度，四条腿中一肢运动，其余三只支撑，待四肢位置固定后，协同调整其基体(驱动机构箱)高度。仿生腿的活动和行走由电机驱动或液压驱动方式实现。

Claims (4)

1.一种助力型外骨骼随行装置，包括人体穿戴保护部分，手控平台，能源及控制系统箱，行走驱动机构；其特征在于，所述人体穿戴保护部分包括上肢体固定背负带(2)，立于基体(1)上的背靠(3)及置于基体上的手控平台(5)；能源及控制系统箱置于基体的后部；行走驱动机构采用仿生腿设置：由大腿板(6)、小腿板(8)和联接在小腿板(8)下端的履足机构(9)构成；大腿板(6)与小腿板(8)采用柱销(7)构成关节铰接；所述基体(1)内部设置驱动行走的机械传动机构；
上述行走驱动机构在穿戴使用者左右各一，平行设置；
所述行走驱动机构的四条仿生腿同步行动，或者根据实际的需要受控制系统指令分别控制，包括小腿关节转动控制和履足控制角度控制和履足移动控制。
2.根据权利要求1所述的助力型外骨骼随行装置，其特征在于，手控平台(5)包括人体运动随动控制系统和人手模式选择控制，使外骨骼随行装置适应各种地形和速度控制。
3.根据权利要求1所述的助力型外骨骼随行装置，其特征在于，履足机构(9)由履带和置于履带内的滚轮(11)构成，履足机构(9)挂置在小腿板(8)的下端，并可绕小腿板的下端头(10)改变挂置角度。
4.根据权利要求1所述的助力型外骨骼随行装置，其特征在于，仿生腿的活动和行走由电机驱动或液压驱动方式实现。
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