CN112494280A - 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带 - Google Patents

一种基于摩擦电的智能运动感知安全带 Download PDF

Info

Publication number
CN112494280A
CN112494280A CN202011154470.5A CN202011154470A CN112494280A CN 112494280 A CN112494280 A CN 112494280A CN 202011154470 A CN202011154470 A CN 202011154470A CN 112494280 A CN112494280 A CN 112494280A
Authority
CN
China
Prior art keywords
safety belt
robot
leg
waist
main body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202011154470.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112494280B (zh
Inventor
张泉
韩亚威
李龙
田英仲
金滔
胡慧娟
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN202011154470.5A priority Critical patent/CN112494280B/zh
Publication of CN112494280A publication Critical patent/CN112494280A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112494280B publication Critical patent/CN112494280B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H3/00Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about
    • A61H2003/007Appliances for aiding patients or disabled persons to walk about secured to the patient, e.g. with belts
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5071Pressure sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,涉及康复医疗及运动控制技术领域。基于摩擦电的智能运动感知安全带包括腰部安全带、腿部安全带及上下连接扣。腰部安全带包括安全带主体、左右连接锁紧扣、运动意图识别传感器以及安全带‑机器人连接装置;腿部安全带包括腿部安全带主体、锁紧扣以及步速检测传感器;该智能运动感知安全带,基于摩擦电原理,设计相应的检测传感器,能够对运动信号进行高精度、高响应速度地进行识别检测,同时,可在不同的康复机器人上进行快速连接拆卸,有较好的互换性,能够为康复医疗设备及运动控制提供高效的控制信号支持。

Description

一种基于摩擦电的智能运动感知安全带
技术领域
本发明涉及康复医疗及运动控制技术领域,特别是涉及一种基于摩擦电的智能运动感知安全带。
背景技术
随着我国进入老龄化社会,人口老龄化问题日益严重,针对老年人步行和生活起居问题的助行机器人研究得到广泛关注。康复机器人主要是通过识别使用者的运动意图,通过连接人与机器人的安全带,给使用者提供支撑力,并在识别与运动意图后,驱动机器人跟随使用者运动,实现康复训练。因此,可识别运动意图及行走速度的智能腰带可以很好地服务于康复医疗,这成为亟待了解决的技术问题。
发明内容
为了解决现有技术问题,本发明的目的在于克服已有技术存在的不足,提供一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,能够对运动信号进行高精度、高响应速度地进行识别检测,同时,可以在不同的康复机器人上进行快速连接拆卸,有较好的互换性。
为达到上述发明创造目的,本发明采用如下技术方案:
一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,包括腰部安全带、腿部安全带及上下连接扣;
腰部安全带包括安全带主体、左右连接锁紧扣、四个运动意图识别传感器以及安全带-机器人连接装置;
腿部安全带包括腿部安全带主体、锁紧扣以及步速检测传感器;
所述腰部安全带与人体腰部和臀部形状相似,使腰部安全带的形状与人体接触部位形状相适配,左右连接锁紧扣缝定在腰部安全带上腰部位置,用于锁紧腰部安全带主体与人的间隙;四个运动意图识别传感器分别布置在腰部安全带主体内侧,通过棉线缝定,四个传感器的位置布置于腰部左右前后位置,通过人体不同运动状态对传感器的不同信号刺激,经过逻辑分析,得到人体的运动意图;安全带-机器人连接装置,布置在腰部安全带主体的左右两侧,用以连接安全带与机器人,根据机器人的具体连接形式进行更换;所述腿部安全带通过上下连接扣与腰部安全带连接;锁紧扣用于锁紧腿部安全带与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带的上下位置;步速检测传感器通过棉线,布置在腿部安全带上处于大腿内侧的位置,用以检测人在行走时的行走速度。
优选地,所述腰部安全带的安全带主体通过左右连接锁紧扣与人体锁紧,并通过锁紧扣的安全带余量适应不同人体体型的需求;所述安全带-机器人连接装置用以连接安全带与机器人,通过机器人给使用者提供一定的支撑力,并引导使用者进行行走康复训练;所述四个运动意图识别传感器用以检测使用者的运动状态,将信号传递至机器人控制模块,驱动机器人跟随使用者的运动。
优选地,所述导向支架包括上导向支架和下导向支架,所述上导向支架固定于所述上安装板的下表面,所述下导向支架固定于所述中安装板的上表面,所述上导向支架和所述下导向支架固定连接。
优选地,所述运动意图识别传感器包括ABS主体壳、上下金属电极、板簧、硅胶片和腈纶片;所述上下金属电极分别布置在ABS主体壳的内侧,硅胶片和腈纶片布置在金属电极的侧面,ABS主体壳在人体有相对于安全带的运动趋势时,会被有压缩,导致硅胶片与腈纶片接触摩擦,在金属电极产生一定的电荷转移,产生电压,作为运动信号提供给机器人,在机器人跟随人体的运动后,摩擦结束,产生一个相反的电压信号;所述板簧安装于ABS主体壳的两侧,用以提供一定的复位力,供ABS主体壳复位;通过对四个传感器检测到信号进行逻辑分类,判断使用者的运动意图:前进、后退、左转或右转。
优选地,所述腿部安全带的锁紧扣用于锁紧腿部安全带与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带的上下位置;所述步速检测传感器基于摩擦电原理,检测使用者的行走速度。
优选地,所述步速检测传感器基于摩擦电原理,实时检测使用者的行走速度,且无需给传感器供电;所述步速检测传感器由ABS壳、两侧金属电极、尼龙片和涤卡片组成;所述ABS壳通过棉线缝定在腿部安全带大腿内侧的位置,金属电极粘贴在ABS壳的外侧,尼龙片和涤卡片粘贴在金属电极外侧,在使用者的行走过程中,当两腿对齐时,尼龙片和涤卡片摩擦,基于摩擦发电机的原理,在金属电极之间产生电荷转移,行成短路电流,且电流大小随尼龙与涤卡的摩擦速度成线性相关,通过速度与电流标定,通过检测电流大小判断摩擦速度,即使用者的行走速度。
优选地,所述安全带-机器人连接模块,根据不同的使用环境及机器人具体连接设备,进行快速替换,保证智能安全带与机器人之间的互换性。
优选地,所述传感装置为压力传感器或光电传感器。
优选地,所述意图识别传感器基于摩擦发电机原理,在转向过程中产生开路电压信号。优选地,所述步速检测传感器基于摩擦发电机原理,在行走的摩擦过程中产生于摩擦速度线性相关的短路电流信号。
本发明与现有技术相比较,具有如下显而易见的突出实质性特点和显著优点:
1.本发明提供的基于摩擦电的智能运动感知安全带,包括腰部安全带、腿部安全带及上下连接扣,腰部安全带包括安全带主体、左右连接锁紧扣、四个运动意图识别传感器以及安全带-机器人连接装置,运动意图识别传感器包括ABS主体壳、上下金属电极、板簧、硅胶片和腈纶片;腿部安全带包括腿部安全带主体、锁紧扣以及步速检测传感器,步速检测传感器包括ABS壳、两侧金属电极、尼龙片和涤卡片;
2.本发明装置通过基于摩擦发电机原理额意图识别传感器和步速检测传感器,可以高精度、高响应地检测使用者的运动意图及步行速度,并将信号传递至机器人控制模块,驱动该机器人跟随使用者的运动;
3.本发明安全带-机器人连接装置可以根据机器机器人的机构情况进行快速更换,保证安全带与机器人之间的互换性。
附图说明
图1是本发明基于摩擦电的智能运动感知安全带的整体结构示意图。
图2是本发明腰部安全带的整体结构示意图。
图3是本发明运动意图识别检测原理图。
图4是本发明运动意图识别检测传感器结构图。
图5是本发明腿部安全带的结构示意图。
图6是本发明步速检测传感器结构图。
具体实施方式
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实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,能够对运动信号进行高精度、高响应速度地进行识别检测,同时,可以在不同的康复机器人上进行快速连接拆卸,有较好的互换性,能够为康复医疗设备及运动控制提供高效的控制信号支持。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例一:
在本实施例中,参见图1-6,一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,包括腰部安全带10、腿部安全带20及上下连接扣30;
腰部安全带10包括安全带主体101、左右连接锁紧扣104、四个运动意图识别传感器103以及安全带-机器人连接装置102;
腿部安全带20包括腿部安全带主体201、锁紧扣203以及步速检测传感器204;
所述腰部安全带10与人体腰部和臀部形状相似,使腰部安全带10的形状与人体接触部位形状相适配,左右连接锁紧扣104缝定在腰部安全带10上腰部位置,用于锁紧腰部安全带主体101与人的间隙;四个运动意图识别传感器103分别布置在腰部安全带主体101内侧,通过棉线缝定,四个传感器的位置布置于腰部左右前后位置,通过人体不同运动状态对传感器的不同信号刺激,经过逻辑分析,得到人体的运动意图;安全带-机器人连接装置102,布置在腰部安全带主体101的左右两侧,用以连接安全带与机器人,根据机器人的具体连接形式进行更换;所述腿部安全带20通过上下连接扣30与腰部安全带10连接;锁紧扣203用于锁紧腿部安全带20与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带的上下位置;步速检测传感器204通过棉线,布置在腿部安全带20上处于大腿内侧的位置,用以检测人在行走时的行走速度。
本实施例基于摩擦电的智能运动感知安全带,能够对运动信号进行高精度、高响应速度地进行识别检测,同时,可以在不同的康复机器人上进行快速连接拆卸,有较好的互换性。
实施例二:
本实施例与实施例一基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,参见图1-6,所述腰部安全带10的安全带主体101通过左右连接锁紧扣104与人体锁紧,并通过锁紧扣104的安全带余量适应不同人体体型的需求;所述安全带-机器人连接装置102用以连接安全带与机器人,通过机器人给使用者提供一定的支撑力,并引导使用者进行行走康复训练;所述四个运动意图识别传感器103用以检测使用者的运动状态,将信号传递至机器人控制模块,驱动机器人跟随使用者的运动。
在本实施例中,所述运动意图识别传感器103包括ABS主体壳1031、上下金属电极1032、1033、板簧1034、硅胶片1035和腈纶片1036;所述上下金属电极1032、1033分别布置在ABS主体壳1031的内侧,硅胶片1035和腈纶片1036布置在金属电极1032、1033的侧面,ABS主体壳1031在人体有相对于安全带的运动趋势时,会被有压缩,导致硅胶片1035与腈纶片1036接触摩擦,在金属电极产生一定的电荷转移,产生电压,作为运动信号提供给机器人,在机器人跟随人体的运动后,摩擦结束,产生一个相反的电压信号;所述板簧1034安装于ABS主体壳1031的两侧,用以提供一定的复位力,供ABS主体壳1031复位;通过对四个传感器103检测到信号进行逻辑分类,判断使用者的运动意图:前进、后退、左转或右转。
在本实施例中,所述腿部安全带20的锁紧扣203用于锁紧腿部安全带20与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带20的上下位置;所述步速检测传感器204基于摩擦电原理,检测使用者的行走速度。
在本实施例中,所述步速检测传感器204基于摩擦电原理,实时检测使用者的行走速度,且无需给传感器供电;所述步速检测传感器204由ABS壳2041、两侧金属电极2042、2043、尼龙片2044和涤卡片2045组成;所述ABS壳2041通过棉线缝定在腿部安全带大腿内侧的位置,金属电极2042、2043粘贴在ABS壳2041的外侧,尼龙片2044和涤卡片2045粘贴在金属电极2042、2043外侧,在使用者的行走过程中,当两腿对齐时,尼龙片2044和涤卡片2045摩擦,基于摩擦发电机的原理,在金属电极之间产生电荷转移,行成短路电流,且电流大小随尼龙与涤卡的摩擦速度成线性相关,通过速度与电流标定,通过检测电流大小判断摩擦速度,即使用者的行走速度。
在本实施例中,所述安全带-机器人连接模块102,根据不同的使用环境及机器人具体连接设备,进行快速替换,保证智能安全带与机器人之间的互换性。
本实施例基于摩擦电的智能运动感知安全带包括腰部安全带、腿部安全带及上下连接扣,腰部安全带包括安全带主体、左右连接锁紧扣、四个运动意图识别传感器以及安全带-机器人连接装置,运动意图识别传感器包括ABS主体壳、上下金属电极、板簧、硅胶片和腈纶片;腿部安全带包括腿部安全带主体、锁紧扣以及步速检测传感器,步速检测传感器包括ABS壳、两侧金属电极、尼龙片和涤卡片;本实施例通过基于摩擦发电机原理额意图识别传感器和步速检测传感器,可以高精度、高响应地检测使用者的运动意图及步行速度,并将信号传递至机器人控制模块,驱动该机器人跟随使用者的运动。
实施例二:
本实施例与上述实施例基本相同,特别之处在于:
在本实施例中,如图1-6所示,一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,包括腰部安全带10、腿部安全带20及上下连接扣30。腰部安全带10包括安全带主体101、左右连接锁紧扣104、运动意图识别传感器103以及安全带-机器人连接装置102;腿部安全带20包括腿部安全带主体201、锁紧扣203以及步速检测传感器201。
在使用康复机器人进行行走康复训练时,需要用安全带将人与机器进行连接,可以通过针对不同的机器人设计更换适合的安全安全带-机器人连接装置102。连接好后,安全带固定于机器人上,当人有运动趋势时,会相对安全带有一定的转动或平动,如左转,如图3所示,则左前方和后前方传感器FL和BR检测到正电压V+,则说明运动趋势为正,其余运动状态及传感器逻辑见表1,将检测到的信号传递至机器人控制模块,驱动机器人跟随使用者的运动。
表1.运动意图识别逻辑表
项目 FL FR BL BR 运动意图
1 V+ V+ V- V- 前进
2 V- V- V+ V+ 后退
3 V+ V- V- V+ 左转
4 V- V+ V+ V- 右转
安全带主体101通过左右连接锁紧扣104与人体锁紧,并可以通过锁紧扣的安全带余量适应不同人体体型的需求。
运动意图识别传感器103如图4所示,包括ABS主体壳、上下金属电极、板簧、硅胶片和腈纶片。所述上下电极分别布置在ABS主体壳的内侧,硅胶片和腈纶片布置在金属电极的侧面,ABS主体壳在人体有相对于安全带的运动趋势时,会被有压缩,导致硅胶片与腈纶片接触摩擦,在金属电极产生一定的电荷转移,产生电压,作为运动信号提供给机器人,在机器人跟随人体的运动后,摩擦结束,产生一个相反的电压信号;所述板簧安装于ABS主体壳的两侧,用以提供一定的复位力,供ABS主体壳复位;通过对四个传感器检测到信号进行逻辑分类,可以判断使用者的运动意图:前进、后退、左转或右转如表1所示。
腿部安全带20包括腿部安全带主体201、锁紧扣203以及步速检测传感器202,所述锁紧扣203用于锁紧腿部安全带与大腿之间的间隙,并可以根据实际情况调整腿部安全带的上下位置;所述步速检测传感器202基于摩擦电原理,检测使用者的行走速度。
步速检测传感器202如图6所示,由ABS壳、两侧金属电极、尼龙片和涤卡片组成。所述ABS壳通过棉线缝定在腿部安全带大腿内侧的位置,金属电极粘贴在ABS壳的外侧,尼龙片和涤卡片粘贴在金属电极外侧。
在使用者的行走过程中,置于大腿内侧的步速检测传感器202会相互摩擦,基于摩擦发电机的发电原理,在金属电极之间产生电荷转移,行成短路电流,且电流大小随尼龙与涤卡的摩擦速度成线性相关,通过速度与电流标定,可以通过检测电流大小判断摩擦速度,即使用者的行走速度。
本发明智能运动感知安全带可以通过如下方式实现对使用者的运动意图及步速检测:
1、通过分析安装在腰部安全带的运动意图识别传感器检测到的信号,进行逻辑分析,实现对使用者运动意图的检测;
2、通过检测安装在腿部安全带的步速检测传感器产生的电流大小,实现对使用者的行走速度的检测。
3、通过针对不同的机器人设计更换适合的安全安全带-机器人连接装置,实现智能腰带在不用应用场合的良好互换性。
综上所述,上述实施例基于摩擦电的智能运动感知安全带,涉及康复医疗及运动控制技术领域。它包括腰部安全带、腿部安全带及上下连接扣。腰部安全带包括安全带主体、左右连接锁紧扣、运动意图识别传感器以及安全带-机器人连接装置;腿部安全带包括腿部安全带主体、锁紧扣以及步速检测传感器;该智能运动感知安全带,基于摩擦电原理,设计相应的检测传感器,能够对运动信号进行高精度、高响应速度地进行识别检测,同时,可在不同的康复机器人上进行快速连接拆卸,有较好的互换性,能够为康复医疗设备及运动控制提供高效的控制信号支持。
对于其它基于本发明专利运动意图识别及步速检测思想的发明,如利用其它传感器中的压力传感器、位移传感器或电容传感器来代替本文提出的基于摩擦发电机的意图识别传感器,都应属于本发明专利的保护范围。
本说明书中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
上面对本发明实施例结合附图进行了说明,但本发明不限于上述实施例,还可以根据本发明的发明创造的目的做出多种变化,凡依据本发明技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化,均应为等效的置换方式,只要符合本发明的发明目的,只要不背离本发明的技术原理和发明构思,都属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于:包括腰部安全带(10)、腿部安全带(20)及上下连接扣(30);
腰部安全带(10)包括安全带主体(101)、左右连接锁紧扣(104)、四个运动意图识别传感器(103)以及安全带-机器人连接装置(102);
腿部安全带(20)包括腿部安全带主体(201)、锁紧扣(203)以及步速检测传感器(204);
所述腰部安全带(10)与人体腰部和臀部形状相似,使腰部安全带(10)的形状与人体接触部位形状相适配,左右连接锁紧扣(104)缝定在腰部安全带(10)上腰部位置,用于锁紧腰部安全带主体(101)与人的间隙;四个运动意图识别传感器(103)分别布置在腰部安全带主体(101)内侧,通过棉线缝定,四个传感器的位置布置于腰部左右前后位置,通过人体不同运动状态对传感器的不同信号刺激,经过逻辑分析,得到人体的运动意图;安全带-机器人连接装置(102),布置在腰部安全带主体(101)的左右两侧,用以连接安全带与机器人,根据机器人的具体连接形式进行更换;所述腿部安全带(20)通过上下连接扣(30)与腰部安全带(10)连接;锁紧扣(203)用于锁紧腿部安全带(20)与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带的上下位置;步速检测传感器(204)通过棉线,布置在腿部安全带(20)上处于大腿内侧的位置,用以检测人在行走时的行走速度。
2.根据权利要求1所述的基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于:所述腰部安全带(10)的安全带主体(101)通过左右连接锁紧扣(104)与人体锁紧,并通过锁紧扣(104)的安全带余量适应不同人体体型的需求;所述安全带-机器人连接装置(102)用以连接安全带与机器人,通过机器人给使用者提供一定的支撑力,并引导使用者进行行走康复训练;所述四个运动意图识别传感器(103)用以检测使用者的运动状态,将信号传递至机器人控制模块,驱动机器人跟随使用者的运动。
3.根据权利要求2所述的基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于:所述运动意图识别传感器(103)包括ABS主体壳(1031)、上下金属电极(1032、1033)、板簧(1034)、硅胶片(1035)和腈纶片(1036);所述上下金属电极(1032、1033)分别布置在ABS主体壳(1031)的内侧,硅胶片(1035)和腈纶片(1036)布置在金属电极(1032、1033)的侧面,ABS主体壳(1031)在人体有相对于安全带的运动趋势时,会被有压缩,导致硅胶片(1035)与腈纶片(1036)接触摩擦,在金属电极产生一定的电荷转移,产生电压,作为运动信号提供给机器人,在机器人跟随人体的运动后,摩擦结束,产生一个相反的电压信号;所述板簧(1034)安装于ABS主体壳(1031)的两侧,用以提供一定的复位力,供ABS主体壳(1031)复位;通过对四个传感器(103)检测到信号进行逻辑分类,判断使用者的运动意图:前进、后退、左转或右转。
4.根据权利要求1所述的基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于:所述腿部安全带(20)的锁紧扣(203)用于锁紧腿部安全带(20)与大腿之间的间隙,并根据实际情况调整腿部安全带(20)的上下位置;所述步速检测传感器(204)基于摩擦电原理,检测使用者的行走速度。
5.根据权利要求4所述的基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于:所述步速检测传感器(204)基于摩擦电原理,实时检测使用者的行走速度,且无需给传感器供电;所述步速检测传感器(204)由ABS壳(2041)、两侧金属电极(2042、2043)、尼龙片(2044)和涤卡片(2045)组成;所述ABS壳(2041)通过棉线缝定在腿部安全带大腿内侧的位置,金属电极(2042、2043)粘贴在ABS壳(2041)的外侧,尼龙片(2044)和涤卡片(2045)粘贴在金属电极(2042、2043)外侧,在使用者的行走过程中,当两腿对齐时,尼龙片(2044)和涤卡片(2045)摩擦,基于摩擦发电机的原理,在金属电极之间产生电荷转移,行成短路电流,且电流大小随尼龙与涤卡的摩擦速度成线性相关,通过速度与电流标定,通过检测电流大小判断摩擦速度,即使用者的行走速度。
6.根据权利要求1所述的基于摩擦电的智能运动感知安全带,其特征在于,所述安全带-机器人连接模块(102),根据不同的使用环境及机器人具体连接设备,进行快速替换,保证智能安全带与机器人之间的互换性。
CN202011154470.5A 2020-10-26 2020-10-26 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带 Active CN112494280B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011154470.5A CN112494280B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202011154470.5A CN112494280B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112494280A true CN112494280A (zh) 2021-03-16
CN112494280B CN112494280B (zh) 2023-05-16

Family

ID=74956030

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011154470.5A Active CN112494280B (zh) 2020-10-26 2020-10-26 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112494280B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113197569A (zh) * 2021-04-23 2021-08-03 华中科技大学 基于摩擦发电的人体意图识别传感器及其识别方法
CN113433343A (zh) * 2021-06-23 2021-09-24 上海大学 一种面向环境感知的摩擦电-电磁复合流速检测装置

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2418081A1 (en) * 2000-08-07 2002-02-14 The Procter & Gamble Company Absorbent article with improved fastening system
DE102004013931A1 (de) * 2004-03-22 2005-10-20 Energy Lab Technologies Gmbh Medizinischer Brustgurt
CN104873200A (zh) * 2015-04-10 2015-09-02 北京科技大学 一种用于检测人体运动的柔性传感器及制备方法
CN204766477U (zh) * 2015-05-29 2015-11-18 宁波丹龙电器制造有限公司 一种自发光的按摩短裤
US20160120734A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-05 Elwha Llc Garment system including at least one sensor and at least one actuator responsive to the sensor and related methods
US20160331560A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 The Hong Kong Polytechnic University Interactive Exoskeleton Robotic Knee System
CN106726340A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 北京理工大学 一种智能安全保护的人体下肢康复训练机器人
CN207101725U (zh) * 2017-08-21 2018-03-16 瑞祥(深圳)体育发展科技有限公司 蹦极绳
CN109620652A (zh) * 2019-01-23 2019-04-16 上海理工大学 一种串联弹性髋关节助行器
US20190200577A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Liy Kath Dog harness for health data collection and monitoring
CN209862343U (zh) * 2018-12-18 2019-12-31 上海工程技术大学 一种智能滑雪服
CN111174947A (zh) * 2020-01-15 2020-05-19 东华大学 织物基随身柔性压力传感器的制备方法
CN111166632A (zh) * 2020-03-09 2020-05-19 宿州学院 一种下肢外骨骼康复训练机器人腰部固定装置

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2418081A1 (en) * 2000-08-07 2002-02-14 The Procter & Gamble Company Absorbent article with improved fastening system
DE102004013931A1 (de) * 2004-03-22 2005-10-20 Energy Lab Technologies Gmbh Medizinischer Brustgurt
US20160120734A1 (en) * 2014-10-30 2016-05-05 Elwha Llc Garment system including at least one sensor and at least one actuator responsive to the sensor and related methods
CN104873200A (zh) * 2015-04-10 2015-09-02 北京科技大学 一种用于检测人体运动的柔性传感器及制备方法
US20160331560A1 (en) * 2015-05-11 2016-11-17 The Hong Kong Polytechnic University Interactive Exoskeleton Robotic Knee System
CN204766477U (zh) * 2015-05-29 2015-11-18 宁波丹龙电器制造有限公司 一种自发光的按摩短裤
CN106726340A (zh) * 2016-12-05 2017-05-31 北京理工大学 一种智能安全保护的人体下肢康复训练机器人
CN207101725U (zh) * 2017-08-21 2018-03-16 瑞祥(深圳)体育发展科技有限公司 蹦极绳
US20190200577A1 (en) * 2017-12-30 2019-07-04 Liy Kath Dog harness for health data collection and monitoring
CN209862343U (zh) * 2018-12-18 2019-12-31 上海工程技术大学 一种智能滑雪服
CN109620652A (zh) * 2019-01-23 2019-04-16 上海理工大学 一种串联弹性髋关节助行器
CN111174947A (zh) * 2020-01-15 2020-05-19 东华大学 织物基随身柔性压力传感器的制备方法
CN111166632A (zh) * 2020-03-09 2020-05-19 宿州学院 一种下肢外骨骼康复训练机器人腰部固定装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
李龙,赵蓉 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113197569A (zh) * 2021-04-23 2021-08-03 华中科技大学 基于摩擦发电的人体意图识别传感器及其识别方法
CN113433343A (zh) * 2021-06-23 2021-09-24 上海大学 一种面向环境感知的摩擦电-电磁复合流速检测装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112494280B (zh) 2023-05-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112494280A (zh) 一种基于摩擦电的智能运动感知安全带
CN105476822A (zh) 一种肌电控制的外骨骼助行机器人
CN107296718B (zh) 气压肌肉驱动兼具上肢助力与复健训练功能之外骨骼装置
CN106726359B (zh) 一种柔性可穿戴下肢助力外骨骼服
CN107788979B (zh) 站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序
CN209270231U (zh) 一种新型下肢机械电子外骨骼及其综合控制系统
CN102499700A (zh) 下肢康复人-机耦合力检测装置和方法
CN111693181B (zh) 一种用于下肢外骨骼的人机一维交互力测量传感器及测量方法
CN112494284A (zh) 一种髋关节外骨骼的控制方法及装置
Zhou et al. Real-time onboard SVM-based human locomotion recognition for a bionic knee exoskeleton on different terrains
Liu et al. Real-time onboard recognition of gait transitions for a bionic knee exoskeleton in transparent mode
CN111811851A (zh) 一种静态下肢康复辅具测试系统
CN113143298B (zh) 肢体骨骼肌发力状态检测装置及方法、发力状态识别设备
CN212082853U (zh) 静态下肢康复辅具测试系统
JP7478024B2 (ja) 装着式動作補助装置
KR102539769B1 (ko) 보행의도 파악을 위한 근육 움직임 감지 시스템
CN113797064B (zh) 一种步行辅助装置及装置控制方法
CN106256336B (zh) 基于逻辑回归的外骨骼助残机器人步相切换方法
Kimura et al. Proposal of Motion Judgment Algorithm Based on Joint Angle of Variable Elastic Assist Suit with High Back Drivability
Kim et al. Ankle Intention Detection Algorithm with HD-EMG Sensor
Miyake et al. Effect of the timing of force application on the toe trajectory in the swing phase for a wire-driven gait assistance robot
CN110037891A (zh) 基于足底压力步态识别的下肢膝踝康复训练器
CN202458814U (zh) 一种矫正驼背、训练收腹的装置
CN219846578U (zh) 一种躯干遮挡状态下动态人体位姿识别装置
CN113910203B (zh) 一种康复型外骨骼装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant