CN109907943A - 一种下肢外骨骼智能拐杖 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种下肢外骨骼辅助拐杖，包括拐杖本身和按钮；所述拐杖本身包括手肘支撑杆、手柄、主杆、配合杆、橡胶套；所述按钮安装在手柄末端，用来发送意图指令；所述手柄下方有一个盒子，盒内装有pcb板，用来采集并处理按钮和压力传感器的信号；所述主杆与配合杆连接。所述拐杖本身安装有压力传感器，以此来判断拐杖是否被使用。所述压力传感器与拐杖本身通过连接件连接。所述连接件包括配合杆、法兰、套筒；压力传感器与拐杖本身的连接方式为压力传感器与法兰连接，法兰与套筒连接，套筒与配合杆连接。本发明解决了现有技术对人的行动意图判断不准确的问题。
Description
技术领域
本发明属于一种辅助行走机构领域，具体涉及一种下肢外骨骼智能拐杖。
背景技术
人类无法避免衰老，疾病，天灾人祸。现实社会中有许多人因为各种各样的原因丧失了下肢行动能力，需要借助轮椅或者直接瘫痪在床。下肢外骨骼机器人可以帮助不能行走的人复健，防止肌肉萎缩，甚至还能恢复人的部分行动能力，在下肢外骨骼机器人带动人行走时，外骨骼的动作应该与人的行动意图相契合，现在还没有直接手段可以测人的思维，判断出人的行动意图，所以借助机械，由人手动控制，直接把行动意图转化成机器能识别的信号加入控制系统，这是最简单的方法。
在现有技术中，对于智能拐杖，大多采用的技术方案是用传感器测量人体重心，采集使用者所处的状态信息，根据现在的状态进行规划，辅助行走。侧重点在对老年群体行走的保护，但是在行走过程中，随着人的移动，传感器测量的状态会与真实状态存在误差，对人的意图判断不准确；如发明专利号 107811820的拐杖，采用的技术方案是在拐杖上安装陀螺仪和压力传感器，根据拐杖的倾角和拐杖对地压力来判断人的意图，这个技术方案具有一定的局限性，在运动过程中，拐杖的倾角和压力会出现多种复杂情况，对于倾角范围不好把控，就会对意图的判断出现误差，而且这个技术方案适用的状态是行走和停止，不包括坐下和起立。
发明内容
本发明要解决的技术问题
本发明的目的在于通过智能拐杖将人的行动意图加入控制环节中，配合其他的机械设备，实现人的意图。解决现有的智能拐杖对于人的意图判断不明确，行动规划不能真正实现人的想法的问题。针对这一目的本发明提供了一种下肢外骨骼智能拐杖，采用按钮和压力传感器结合的方式，通过四个按钮将起立、坐下、行走、停止等行动意图变成电信号给控制系统。pcb板接收按钮信号，采集压力传感器的信号，经过放大滤波转换后，将信号打包发送给控制端，控制端进行分析后，控制机械来完成人的意图。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案是：
本发明的一种下肢外骨骼智能拐杖，包括拐杖本身和按钮；所述拐杖本身包括手肘支撑杆、手柄、主杆、配合杆、橡胶套；所述按钮安装在手柄末端，用来发送意图指令；所述手柄下方有一个盒子，盒内装有pcb板，用来采集并处理按钮和压力传感器的信号；所述主杆与配合杆连接。
所述拐杖本身安装有压力传感器，以此来判断拐杖是否被使用。所述压力传感器与拐杖本身通过连接件连接。所述连接件包括配合杆、法兰、套筒；压力传感器与拐杖本身的连接方法为压力传感器与法兰连接，法兰与套筒连接，套筒与配合杆连接。
优选地，所述按钮有按钮1、按钮2、按钮3、按钮4，四个按钮集成为一体，按钮用来发送人的意图指令。
优选地，所述压力传感器和按钮都与pcb板电连接；所述pcb板上有信号采集、信号处理、信号传输模块；所述信号处理模块可对采集的压力传感器4的信号进行放大、滤波、转换，再通过信号传输模块将处理过的信号传到控制端。
优选地，配合杆下半部分有外螺纹；所述上套筒内部空心，有内螺纹，配合杆与上套筒通过螺纹旋合。
优选地，法兰内圈和外圈各有一圈螺纹孔；所述压力传感器与法兰通过内圈螺纹孔连接；所述套筒与法兰通过外圈螺纹孔连接。
优选地，所述下套筒是实心的，上端与下法兰连接，下端直接插入橡胶套。
本发明的有益效果是：
通过合理设计，实现将人体的行动意图准确给控制系统，采用按钮直接输入意图指令信号的形式，将四个按钮所代表的指令设定好，当人需要动作时，直接手动按下按钮发送意图指令给pcb板，同时pcb板采集压力传感器的信号，判断哪一边拐杖被使用，并且是否已经准备好，经过处理后将信号打包给控制端进行意图分析，就能得知人的下一步动作，更好的实现控制；本发明结构设计简单，操作方便，意图判断准确。
附图说明
图1为实施例一所述的下肢外骨骼智能拐杖外形图。
图2为实施例一所述的压力传感器与拐杖本身的连接图。
图3为实施例一所述的法兰外形图。
图4为实施例一所述的上套筒剖面图。
图中：1、配合杆；2、上套筒；3、法兰；3-1、上法兰；3-2、下法兰；4、压力传感器；5、下套筒；6、主杆；7、手柄；8、按钮；9、pcb板；10、橡胶套；11、手肘支撑杆；12、连接件。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图 ,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有故出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
在本专利的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上方”、“下方”、“左”、“右”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。需要指出的是，所有附图均为示例性的表示。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
下面通过具体的实施例子并结合附图对本专利做进一步的详细描述。
实施例
如图1，本实施例的一种下肢外骨骼智能拐杖，包括拐杖本身和按钮6；所述拐杖本身包括手肘支撑杆11、手柄7、主杆8、配合杆1、橡胶套10；所述按钮6安装在手柄7末端，用来发送意图指令；所述手柄7下方有一个盒子9，盒内装有pcb板，用来采集并处理按钮6和压力传感器4的信号；所述主杆8与配合杆1连接。
如图1，本实施例的一种下肢外骨骼智能拐杖，拐杖本身安装有压力传感器，以此来判断拐杖是否被使用。所述压力传感器4与拐杖本身通过连接件12连接。所述连接件12包括配合杆1、法兰3、套筒；压力传感器与拐杖本身的连接方式为压力传感器4与法兰3连接，法兰3与套筒连接，套筒与配合杆1连接。
所述按钮6包括按钮1、按钮2、按钮3、按钮4，四个按钮集成为一体，按钮用来发送人的意图指令。四个按钮分别表示不同的行动意图，起立、坐下、行走、停止，简单明了的将运动意图给了控制系统。
所述压力传感器4和按钮6都与pcb板电连接；pcb上有信号采集、信号处理、信号传输模块；pcb板采集压力传感器4的信号，经过放大滤波、转成数字信号后将其和按钮的信号一起打包传到主控板，主控板分析数据，控制外骨骼实现人的行动意图。
如图2、3、4，连接件12包括配合杆1、套筒、法兰3。法兰3内圈和外圈各有一圈螺纹孔；压力传感器4与法兰3通过内圈螺纹孔连接，套筒与法兰3通过外圈螺纹孔连接；配合杆1下端有外螺纹，上套筒2的内螺纹，两者通过螺纹旋合；下套筒5是实心的，上端与下法兰螺纹连接，下端直接插入橡胶套10，根据压力传感器4和拐杖的结构，这种连接方式固定牢固，结构简单，连接更方便。
如图2连接件12位置从上至下为配合杆1、上套筒2、上法兰3-1、压力传感器4、下法兰3-2、下套筒5。压力传感器4与拐杖的连接步骤：①先连接压力传感器4与法兰3；②连接上套筒2与上法兰3-1；③通过螺纹将配合杆1旋入上套筒2；④连接下法兰3-2与下套筒5，下套筒5的另一端直接插入橡胶套10。此种连接方式的②、③、④步顺序可以颠倒，但是第①步必须首先完成。
本发明完成意图指令过程：
本拐杖包括三种指令状态，分别是起立、坐下、行走、停止。
起立：按下按钮1，发送起立的信号，pcb板接收到信号并经过初步处理后，将信号打包发送到控制端，控制端经过分析后控制外骨骼缓慢将人推起，人在此过程中，可将拐杖放在身侧支撑身体。
坐下：按下按钮2，发送坐下信号，pcb板接收到信号并经过初步处理后，将信号打包发送到控制端，控制端经过分析，控制外骨骼，膝关节缓慢弯曲至特定角度，人在坐下的过程中可放下拐杖。
行走：按下按钮3，伸出拐杖并触地，pcb板接收到信号并经过初步处理后，将信号打包发送到控制端，若检测到右拐触地，就驱动外骨骼相关机构，让人伸出左脚；若检测到左拐触地，就驱动外骨骼相关机构让人伸出右脚。
停止：按下按钮4，将拐杖放在身体两侧，pcb板接收到信号并经过初步处理后，将信号打包发送到控制端。然后外骨骼相关机构停止运行。
Claims (6)
1.一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于：包括拐杖本身和按钮（6）；所述拐杖本身包括手肘支撑杆（11）、手柄（7）、主杆（8）、配合杆（1）、橡胶套（10）；所述按钮（6）安装在手柄（7）末端，用来发送意图指令；所述手柄（7）下方有一个盒子（9），盒内装有pcb板，用来采集并处理按钮（6）和压力传感器（4）的信号；所述主杆（8）与配合杆（1）连接、所述拐杖本身安装有压力传感器（4），以此来判断拐杖是否被使用、3. 所述压力传感器（4）与拐杖本身通过连接件（12）连接、所述连接件（12）包括配合杆（1）、法兰（3）、套筒；压力传感器与拐杖本身的连接方式为压力传感器（4）与法兰（3）连接，法兰（3）与套筒连接，套筒与配合杆（1）连接。
2.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于所述按钮（6）包括按钮1、按钮2、按钮3、按钮4，四个按钮集成为一体，代表四种不同的意图指令。
3.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于所述压力传感器和按钮都与pcb板电连接；所述pcb板上有信号采集、信号处理、信号传输模块；所述信号处理模块可对采集的压力传感器（4）的信号进行放大、滤波、转换，然后将信号传到控制端，由控制端进行意图分析。
4.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于配合杆（1）下半部分有外螺纹；所述上套筒（2）内部空心，有内螺纹；配合杆（1）与上套筒（2）通过螺纹旋合。
5.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于法兰（3）内圈和外圈各有一圈螺纹孔；所述压力传感器（4）与法兰（3）通过内圈螺纹孔连接；所述套筒与法兰（3）通过外圈螺纹孔连接。
6.根据权利要求5所述的一种下肢外骨骼智能拐杖，其特征在于下套筒（5）是实心的，上端与下法兰（3-2）连接，下端直接插入橡胶套（12）。
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| CN107714400A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-23 | 安徽工程大学 | 引导下肢外骨骼助力机器人行走的智能拐杖控制方法 |
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|---|---|---|---|---|
| CN105592835A (zh) * | 2014-09-10 | 2016-05-18 | 乌普机械可变资本公司 | 用于具有损伤骨骼和肌肉的两足动物的可调整机械外骨骼 |
| CN104758100A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-07-08 | 电子科技大学 | 一种外骨骼使用的控制拐杖 |
| CN107714400A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-02-23 | 安徽工程大学 | 引导下肢外骨骼助力机器人行走的智能拐杖控制方法 |
| CN107811820A (zh) * | 2017-09-19 | 2018-03-20 | 安徽工程大学 | 一种引导下肢外骨骼助力机器人行走的智能拐杖 |
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