CN215701677U - 基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼 - Google Patents

Abstract

一种基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，属于可穿戴设备领域。可穿戴手臂外骨骼包括固定板、上臂外骨骼、小臂外骨骼、柔性传感器以及控制装置。上臂外骨骼分别通过电机与固定板和小臂外骨骼连接；多个柔性传感器则分别连接上臂外骨骼和小臂外骨骼。电机受控地电连接于控制装置，且各个柔性传感器还分别与控制装置电连接。该可穿戴外骨骼能够被用于制作具有双向功能的可穿戴设备。该设备能够通过手臂操作来通过控制装置发出信息，也可以通过反馈的信息控制装置，从而形成力反馈。

Description

基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼

技术领域

本申请涉及可穿戴设备领域，具体而言，涉及一种基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼。

背景技术

在国际上，外骨骼控制被普遍认为是目前理想的机械手远程操作方式之一。相对于较广使用的传统操纵杆进行远程操作机械手，外骨骼控制有更多的优点。

然而，目前国内外所使用的穿戴外骨骼只能实现人对机器的单向控制，缺少力反馈，因此无法实现真正的人机共融。

随着太空、深海和原子能等一系列特殊应用领域的拓展，人们迫切需要这种具有力反馈的机器人控制系统在一些未知的或对人体有害的环境中工作。

实用新型内容

本申请提出了基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，可以被用于制作基于该外骨骼的能够提供力反馈的机械控制设备。

本申请是这样实现的：

在第一方面，本申请的示例提供了一种基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼。

该可穿戴手臂外骨骼包括：固定板、上臂外骨骼、小臂外骨骼、多个独立的柔性传感器以及控制装置。

其中，上臂外骨骼通过第一电机与固定板连接；小臂外骨骼通过第二电机与上臂外骨骼连接；多个独立的柔性传感器分别与上臂外骨骼、小臂外骨骼连接。控制装置则设置于固定板，且控制装置具有控制器以及与控制器电连接的信号收发模块。第一电机和第二电机受控地电连接于控制装置，且多个独立的柔性传感器还分别与控制装置电连接。

示例中的该可穿戴外骨骼能够被用于穿戴于身体，进行操作使用。进一步地，通过对控制装置的程序化的功能设计。其可以实现以下的功能。上臂外骨骼和小臂外骨骼的运动可以通过柔性传感器的检测并反馈给控制装置，再通过控制装置的收发模块向外(如终端设备，如机器人)传递控制指令。同时，控制装置的收发模块也能够接受外来的反馈信息(如机器人反馈的信息)，从而对应地由控制装置发出控制信号，以便上臂外骨骼、小臂外骨骼被驱动或被施加作用力，进而通过外骨骼将力传递给手臂，以实现对人体的力反馈。

换言之，本申请提供了一种硬件平台，其中的控制装置可以被设计来通过柔性传感器检测到的信号来判断手臂的运动方式，从而对应通过收发模块向外发送控制信号；并且，同样地，外部设备也可以反馈信号，并通过收发模块接受，然后再通过控制装置对电机进行操作，以便向外骨骼施力或驱动外骨骼进行运动，从而实现对手臂的力反馈。

根据本申请的一些示例，可穿戴手臂外骨骼还包括固定盖，固定盖与固定板匹配连接并将控制装置覆盖。

固定盖可以对控制装置进行保护，避免控制装置受到外界机械损伤等。如将固定盖和固定板进行可拆卸连接则有助于在需要时进行维护。此外，固定板还能够使外骨骼的局部外观更加简洁、美观。

根据本申请的一些示例，固定盖还具有与控制装置的控制器电连接的控制接口；或者，固定盖还具有与控制装置的控制器电连接的显示屏和/或控制按钮；或者，固定盖还具有与控制装置的控制器电连接的触控屏。

通过在固定盖上配置控制接口，可以在不需要将控制装置或固定盖拆卸的情况下对控制装置进行编程或设置或控制等操作(主要根据接口的设计而定)，从而提高外骨骼使用的便利性。固定盖设置显示屏可以提供一些提示信息，也便于查看控制装置的工作情况。控制按钮或触控屏可以根据功能设计提供不同的功能，从而可以提高操作的便利性。

根据本申请的一些示例，可穿戴手臂外骨骼还包括连接臂，连接臂的两端分别与固定板和上臂外骨骼连接。

配置的连接臂有助于上臂外骨骼与固定板的连接姿态或空间位置的充分和更合理的配置，可以提高可穿戴外骨骼的穿戴舒适性；同时，通过连接臂对固定板和上臂外骨骼的连接方式进行更合理的配置，能够更好地检测手臂的运动姿势以及对手臂提供力反馈。

根据本申请的一些示例，连接臂包括长臂和短臂，长臂和短臂均为弧形结构，第一电机包括肩关节侧展电机、肩关节屈伸电机以及肩关节旋转电机，长臂的一端通过肩关节侧展电机与固定板转动连接，长臂的另一端通过肩关节旋转电机与短臂的一端转动连接，短臂的另一端通过肩关节屈伸电机与上臂外骨骼转动连接。

弧形结构的长臂和短臂都成的连接臂更易于贴合身体外形，则也易于外骨骼跟随手臂运动，相应地也易于外骨骼被电机驱动而向手臂提供力反馈。

根据本申请的一些示例，肩关节侧展电机和肩关节屈伸电机分别为盘式电机，肩关节旋转电机分别为微型无刷电机。

根据本申请的一些示例，第二电机包括肘关节屈伸电机；或者，第二电机包括肘关节屈伸电机，且肘关节屈伸电机为盘式电机。

盘式电机的轴向尺寸小，有助于缩小示例中的可穿戴手臂外骨骼的体积，从而也助于降低其重量。

无刷电机的干扰小、噪音低、寿命长且维护成本低。

根据本申请的一些示例，上臂外骨骼和小臂外骨骼分别配置有绑扎孔；或者，上臂外骨骼和小臂外骨骼分别配置有绑扎带；或者，上臂外骨骼和小臂外骨骼分别采用轻质铝合金制作而成。

绑扎孔可以配置绑扎配件例如绑扎绳或绑扎带/片，从而有助于提高可穿戴外骨骼与人体之间的相对稳定性。直接配置绑扎带则可以免于使用者自行配置绑扎结构的麻烦。上臂外骨骼和小臂外骨骼采用轻质铝合金制作可以降低可穿戴外骨骼的重量，并且还具有一定的抗环境腐蚀的性能。

根据本申请的一些示例，可穿戴手臂外骨骼还包括可穿戴背心，固定板连接于可穿戴背心，与上臂外骨骼连接的柔性传感器还与可穿戴背心连接。

可穿戴背心的配置可以方便于可穿戴外骨骼的穿戴和脱下。

根据本申请的一些示例，可穿戴背心采用硬质布料制作而成；和或，可穿戴背心具有拉链结构。

在以上实现过程中，本申请实施例提供的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼能够被用于制作一种机械(如机械臂或机器人等)的可穿戴控制设备。这样的设备可以通过手臂外骨骼重的柔性传感器检测手臂的运动姿态，并通过控制装置基于柔性传感器的信息，对如机器人进行操作。同时，机器人也可以反馈信息，并且该反馈信息被可穿戴外骨骼的控制装置接收到后可以对电机进行控制，以便电机驱动外骨骼，从而通过外骨骼向手臂施加力而达到力反馈的效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请示例中的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼的结构示意图；

图2示出了图1的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼中的柔性传感器的构造方式的结构示意图；

图3示出了图1的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼中的短臂配置第一轴承和肩关节旋转电机的结构示意图；

图4示出了图1的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼中的法兰和轴承的配置方式的结构示意图。

图标：1-可穿戴背心；2-固定板；3-固定盖；4-肩关节侧展电机；5-第一输出法兰；6-长臂；7-肩关节旋转电机；18-第一轴承；28-第二轴承；9-短臂；10-肩关节屈伸电机；11-上臂外骨骼；12-第二输出法兰；13-肘关节屈伸电机；14-小臂外骨骼；15-第三输出法兰；16-柔性传感器。

具体实施方式

作为一种普遍使用的远程操作方式之一，外骨骼控制有众多的优点。但是就本申请发明人所知，目前的外骨骼控制一般都是单向控制的方式。即外骨骼根据人体的动作对远端的机械手或机器人等进行操控。

在本申请中，发明人提出了一种新的硬件平台。基于该硬件平台可以设计和制作一种能够提供双向反馈的可穿戴外骨骼的控制设备。这样的控制设备既可以基于人体的操作如手臂的运动，对远端的诸如机器人进行控制。同时，远端的机器人还可以反馈信息，并通过可穿戴的外骨骼对人体施加作用力。例如，当该控制设备通过可穿戴手臂外骨骼对机械手进行操作时，手臂的抬起运动可以使机械手将物体提起；并且同时，物体的重量信息等可以被传递给可穿戴的外骨骼，并且通过外骨骼施加力于手臂而使手臂受力，从而使人感受到提物的重力(即实现了对人体的力反馈)。这样的设备具有更好的使用真实感，可以模拟人体在自然的正常情况下提举物体的状态重力感受。

以下对本申请示例中的基于柔性传感器(可以是市售的各种对应类型的传感器，例如可以是柔性陶瓷薄膜传感器)的可穿戴手臂外骨骼进行更详尽的说明。

该可穿戴外骨骼可以具有以下一些特征，且将在后文的描述中被详细地阐明。

1)可穿戴手臂外骨骼的单肩关节具有三个自由度，能够解决现有肩关节不能更准确模拟真实上臂的各种运动的问题，或者说本申请中的可穿戴手臂外骨骼优于现有的单自由度或少于三个自由度的肩关节运动检测。

2)采用轻质的外骨骼与柔性背心一体式结构，穿戴舒适、方便。

3)使用小型的盘式电机和无刷电机，驱动装置轻质便携。且在使用过程中，一般操作者手臂的力会大于等于设备(机械手)的反馈力，因此电机可以工作在堵转状态。该电机能够实现电机的堵转输出相应的力矩并保证电机的安全性。

4)由固定板和固定板盖组成的装置(通常是作为背部装置使用)，可用于集成该可穿戴手臂外骨骼所需的各种电子元件、主控板及走线，从而便于接线、调试和拆卸。

5)使用柔性传感器实现动作的采集，可将人体动作精确还原到被控机器人，使用时无需配置复杂电路。

6)该穿戴设备不仅可实现人对机器人的控制，环境对机器人的作用产生的位置或姿态信息也能够反馈到操作者，实现信息的交互。

请一并参阅图1至图4。

参阅图1和图2，示例中的基于柔性传感器16的可穿戴手臂外骨骼包括固定板2、上臂外骨骼11、小臂外骨骼14、柔性传感器16以及控制装置(未绘示)。

整体上而言，其中的固定板2在使用状态下是固定或附着或穿戴于人体的，并基于此提供可穿戴手臂外骨骼中的其他设备或部件(如控制装置)的连接或固定或安装的空间和位置。其中控制装置被设置在固定板2。而上臂外骨骼11则分别连接固定板2和小臂外骨骼14。柔性传感器16则分别独立地连接上臂外骨骼11以及小臂外骨骼14。

为了便于进行穿戴，且方便于各个设备的安装和固定，一些示例中，可穿戴手臂外骨骼还可以配置可穿戴背心1。如此，固定板2可以被固定地(也可以是可拆卸的方式)连接于可穿戴背心1。可穿戴背心1可采用硬质布料制作而成。如此可穿戴背心1可以提供足够的结构强度，为各个结构提供支撑。为了方便于脱下，可穿戴背心1可以配置拉链结构。

其中的固定板2可以根据控制装置、上臂外骨骼11的结构和尺寸等进行外形的选择配置。换言之，固定板2并没有特别的结构和尺寸限定，其具体形状和结构可以根据需要自行选择进行配置。本申请的图示结构中，固定板2具有大致的长条状结构。固定板2也可以是矩形平板结构或弧形板等结构。

固定板2可以通过开设凹槽而于其中嵌入控制装置。固定板2的内部还可以配置各种线路的布置通道。固定板2也可以设置螺栓孔并通过螺栓将控制装置固定到固定板2上。控制装置包括控制器以及与控制器电连接的信号收发模块。其中的控制器可以通过编程和固化程序而实现特定的功能设计和控制操作。

信号收发模块则可以将控制器给出控制机器人的信息发送给机器人，并且还可以接受机器人反馈的信息并且将其传递给控制器进行处理，以便给出对应的处理方式。其中的信号收发模块可以根据需要被配置为通过无线方式传递信息，也可以通过有线方式传递信息或者而二者的结合。其中的无线方式例如是NFC、WiFi、蓝牙或红外线等等，其中的有线方式例如是经由网口、串口、USB接口连接通信电缆等等。

其中的控制器可以是各种市售的能够进行一定的数据存储和处理的电子元器件或其集合。示例性地，控制器例如可以是，中央处理器(CPU)、微控制单元(MCU)、可编辑逻辑控制器(PLC)、可编程自动化控制器(PAC)、工业控制计算机(IPC)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、专门应用的集成电路芯片(ASIC芯片，Application Specific Integrated Circuit)等等。

进一步，在另一些示例中，可穿戴手臂外骨骼还可以设置固定盖3，并且固定盖3是与固定板2配合的结构。固定盖3与固定板2的连接方式可以是固定连接(如焊接或粘接等)，也可以是可拆卸连接(如扣结、栓接或卡扣连接等)。在设置固定盖3的方案中，固定盖3可以覆盖控制装置，从而可以对控制装置起到保护、防护作用。

在一些情况下，可能需要对控制装置进行操作，因此，在这些示例中，固定盖3还可以具有控制接口，且控制接口与控制装置电连接。该控制接口可以作为向控制装置输入指令或编程的接口或者是供电接口或者其他根据需要配置的接口(如数据输入接口)，或者是多种接口的组合。进一步地，固定盖3还可以具有与控制装置的控制器电连接的显示屏和/或控制按钮。显示屏和控制按钮可以择一进行配置，也可以二者都进行配置。其中的显示屏可以是仅作为显示设备的配件被配置；或者，该显示屏还是可以具有输入功能的配件，因此，固定盖3可以具有触控屏，并且该触控屏与控制装置的电连接。

作为与手臂匹配的结构，可穿戴手臂外骨骼配置有上臂外骨骼11和小臂外骨骼14。顾名思义，上臂外骨骼11对应于手臂中的上臂，小臂外骨骼14对应于手臂中的小臂。

其中，上臂外骨骼11可以被套设在上臂，而小臂外骨骼14可以被套设在小臂。从手臂的断面而言，外骨骼的套设既可以是对手臂的全包围或部分包围。本申请的图示结构中，上臂外骨骼11的断面和小臂外骨骼14的断面是非环形的，即并非全包围手臂。

基于减轻重量，避免对使用者增加负担的考虑，上臂外骨骼11和小臂外骨骼14可以采用轻质的金属材料制作而成，例如轻质铝合金；如此可以在使用寿命和使用的便利性方面取得平衡。

或者，在其他一些可替代的示例中，上臂外骨骼11和小臂外骨骼14也可以采用硬质的非金属材料制作而成，例如塑料、树脂等。根据外骨骼制作材料的不同，其制作工艺也可以有所不同。例如，当采用金属材料制作时，可以使用焊接、切削、磨削、栓接、铸造或锻造等方式中的一种或多种的组合进行制作。当采用非金属材料制作时，可以使用粘接、注塑等方式中的一种或多种的组合进行制作。

如上述，由于上臂外骨骼11和小臂外骨骼14是采用非全包围的方式与手臂配合，因此，外骨骼可能会与手臂之间发生分离、晃动等情况，从而可能导致柔性传感器16的检测准确性下降等情况。因此，一些示例中，上臂外骨骼11和小臂外骨骼14可以分别配置有绑扎孔。相应地，在使用可穿戴手臂外骨骼时，可以使用细长的条状物如绳、带等绑缚手臂进行固定。或者，另一些示例中，上臂外骨骼11和小臂外骨骼14可以分别配置绑扎带/绑扎绳，通过魔术贴粘接或按钮扣接或拉链连接等。

作为上臂外骨骼11的连接方式的实现，示例中，上臂外骨骼11通过第一电机与固定板2连接。第一电机在未通电时，可以自由运动(即并非断电刹车电机或类似的电机)，从而允许使用者的上臂运动时，带动上臂外骨骼11运动，从而允许对应的柔性传感器16同步运动。同时，第一电机通电时可以进行转动。如此，第一电机可以驱动外骨骼运动，从而也对上臂施加作用力。

作为小臂外骨骼14的连接方式的实现，示例中，小臂外骨骼14通过第二电机与上臂外骨骼11连接。相似地，第二电机在未通电时，其可以自由运动(即并非断电刹车电机或类似的电机)，从而允许使用者的小臂运动时，带动小臂外骨骼14运动，从而允许对应的柔性传感器16同步运动。同时，第二电机通电时可以进行转动。如此，第二电机可以驱动外骨骼运动，从而也对小臂施加作用力。

由于人体手臂的生理结构，在上臂外骨骼11和小臂外骨骼14的连接方式中，二者相距比较接近，因此，二者的连接位置可以是直接地配置在上臂外骨骼11或小臂外骨骼14。在本申请示例中，上臂外骨骼11可以配置孔洞或槽，而小臂外骨骼14可以连接第二电机，且将该第二电机嵌入到上臂外骨骼11的孔洞或槽内。

同样地，基于身体的生理结构，上臂外骨骼11和固定板2之间可以适当地间隔配置，并且因此，二者可以通过连接臂进行连接。例如，连接臂的两端分别与固定板2和上臂外骨骼11连接。进一步地，连接臂可以选择以弧形结构进行配置，以便更能贴合人体结构。

根据手臂的自由度可以选择配置不同示例的电机。肩关节具有三个自由度，且为肩关节的屈-伸、肩关节的外展-内收和肩关节的内旋-外旋；肘部具有一个自由度，且为肘关节的屈-伸。

例如，小臂外骨骼14可以通过一个第二电机(肘关节屈伸电机13)与上臂外骨骼11连接，因此，允许小臂外骨骼14以一个自由度进行运动。

例如，上臂可以在三个自由度上运动，因此上臂外骨骼11可以配置三个第一电机，从而允许其在三个自由度上运动。对于上臂外骨骼11通过三个第一电机在三个自由度上运动的方案，第一电机可以分别配置为肩关节侧展电机4、肩关节屈伸电机10以及肩关节旋转电机7，参阅图3。

进一步地，基于此，用以连接固定板2和上臂外骨骼11的连接臂可以对应配置为两部分且分别为长臂6和短臂9(二者可以都配置为弧形结构，以贴合身体)。同时，三个第一电机可以采取下述方式进行配置。即，连接臂中的长臂6的一端通过肩关节侧展电机4与固定板2转动连接；并且，长臂6的另一端通过肩关节旋转电机7与短臂9的一端转动连接，而短臂9的另一端通过肩关节屈伸电机10与上臂外骨骼11转动连接。

上述的各个第一电机和第二电机可以用各种市售电机，但是考虑到其使用场景(人体穿戴)，其质量和体积并不宜过大。因此，本申请的示例中，肩关节侧展电机4和肩关节屈伸电机10分别为盘式电机，肩关节旋转电机7为微型无刷电机，肘关节屈伸电机13为盘式电机。作为力反馈的实现方案，第一电机和第二电机受控地电连接于控制装置，且多个独立的柔性传感器16还分别与控制装置电连接。

示例性地，固定板2、连接臂、上臂外骨骼11以及小臂外骨骼14的连接方式可以通过下述方式实施。

固定板2可以在端部设置电机安装孔，并通过该孔与肩关节侧展电机4固定。肩关节侧展电机4的输出轴上连接第一输出法兰5。同时，第一输出法兰5与长臂6的一端相连接。如下，固定板2与长臂6可以构成侧展旋转副。

长臂6的另一端设有另一个电机安装孔，肩关节旋转电机7安装在该另一个电机安装孔内。并且，肩关节旋转电机7的输出轴与短臂9的一端连接。由此，该长臂6的另一端通过第一轴承18与短臂9的一端相连构成内收/外展旋转副，参阅图3。

短臂9的另一端设有再一个电机安装孔，且肩关节屈伸电机10固定于其中。同时，肩关节屈伸电机10的输出轴上连接第二输出法兰12。并且，第二输出法兰12与上臂外骨骼11相连接。如此，短臂9与上臂外骨骼11相连构成屈/伸旋转副。

上臂外骨骼11的端部设有又一个电机安装孔，且肘关节屈伸电机13固定于其中。并且，肘关节屈伸电机13的输出轴上连接第三输出法兰15。第三输出法兰15与小臂外骨骼14相连接，同时上臂外骨骼11通过第二轴承28与小臂外骨骼14相连构成屈/伸旋转副，参阅图4。

基于上述的连接方式，各个柔性传感器16分别独立地安装在肩关节侧展机构、肩关节旋转机构、肩关节侧展机构和肘关节侧展机构上，可以用于采集手臂四自由度的角度或姿态信息。例如，一个柔性传感器16的两端分别与连接臂的长臂6和短臂9连接。另一个柔性传感器16的一端连接在上臂外骨骼11，且另一端连接还与可穿戴背心1连接。

根据可穿戴手臂外骨骼的使用方式，通过在每个自由度的旋转机构分别设置柔性传感器16，使人手臂带动旋转关节转动时，柔性传感器16拉伸发生弹性形变且相应地导致电阻值也发生变化。通过统计建模等数据处理手段，即可将关节旋转角度的变化量对应电阻值的变化量建立对应关系。柔性传感器16通过该方式采集人体手臂的动作信号并输出控制装置，并进一步传递到被控端的机器人，从而实现人手远程操控机器人。同时，机器人的实际信息也可以反馈至控制装置，进而可以有控制装置控制各个电机并对人手臂施加作用力，实现力反馈双向控制。

即工作时，柔性传感器16采集人手臂的位姿信号，由主控板/控制器进行信号处理并输出至从端机器人，从端机器人与环境相互作用产生的位置或姿态信息能通过主控板反馈给电机，使电机输出正或反转对人手进行力反馈。

从上述分析可知，相对于传统的使用较广的操纵杆进行的机械手，本申请示例中的可穿戴手臂外骨骼具有力反馈。这样一种具有力反馈的外骨骼，可以被广泛地应用于太空、深海和原子能等一系列特殊应用领域，以便对工作在一些未知的或对人体有害的环境中的设备进行远程操作。

另外，需要指出的是，本申请的图示结构中，仅仅示出了对应于一侧手臂的外骨骼，在其他的示例中，可以配置两套对应于手臂的外骨骼，分别对应于左侧手臂和右侧手臂。部分示例中，具有两套手臂外骨骼时，其可以采取对称结构配置。例如，附图中展示了单右手结构，而左手结构则可以与右手相对称配置。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，上述内容结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。但是，显然，以上所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“左”、“右”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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。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申请中的具体含义。

在本申请中，在不矛盾或冲突的情况下，本申请的所有实施例、实施方式以及特征可以相互组合。在本申请中，常规的设备、装置、部件等，既可以商购，也可以根据本申请公开的内容自制。在本申请中，为了突出本申请的重点，对一些常规的操作和设备、装置、部件进行的省略，或仅作简单描述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述可穿戴手臂外骨骼包括：

固定板；

上臂外骨骼，通过第一电机与所述固定板连接；

小臂外骨骼，通过第二电机与所述上臂外骨骼连接；

多个独立的柔性传感器，分别与所述上臂外骨骼、所述小臂外骨骼连接；

控制装置，设置于所述固定板，所述控制装置具有控制器以及与所述控制器电连接的信号收发模块；

所述第一电机和所述第二电机受控地电连接于所述控制装置，且所述多个独立的柔性传感器还分别与所述控制装置电连接。

2.根据权利要求1所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述可穿戴手臂外骨骼还包括固定盖，所述固定盖与所述固定板匹配连接并将所述控制装置覆盖。

3.根据权利要求2所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述固定盖还具有与所述控制装置的控制器电连接的控制接口；或者，所述固定盖还具有与所述控制装置的控制器电连接的显示屏和/或控制按钮；或者，所述固定盖还具有与所述控制装置的控制器电连接的触控屏。

4.根据权利要求1所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述可穿戴手臂外骨骼还包括连接臂，所述连接臂的两端分别与所述固定板和所述上臂外骨骼连接。

5.根据权利要求4所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述连接臂包括长臂和短臂，所述长臂和所述短臂均为弧形结构，所述第一电机包括肩关节侧展电机、肩关节屈伸电机以及肩关节旋转电机，所述长臂的一端通过所述肩关节侧展电机与所述固定板转动连接，所述长臂的另一端通过所述肩关节旋转电机与所述短臂的一端转动连接，所述短臂的另一端通过所述肩关节屈伸电机与所述上臂外骨骼转动连接。

6.根据权利要求5所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述肩关节侧展电机和所述肩关节屈伸电机分别为盘式电机，所述肩关节旋转电机为微型无刷电机。

7.根据权利要求1或4或5或6所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述第二电机包括肘关节屈伸电机；或者，所述第二电机包括肘关节屈伸电机，且所述肘关节屈伸电机为盘式电机。

8.根据权利要求1所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述上臂外骨骼和所述小臂外骨骼分别配置有绑扎孔；

或者，所述上臂外骨骼和所述小臂外骨骼分别配置有绑扎带；

或者，所述上臂外骨骼和所述小臂外骨骼分别采用轻质铝合金制作而成。

9.根据权利要求1所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述可穿戴手臂外骨骼还包括可穿戴背心，所述固定板连接于所述可穿戴背心，与所述上臂外骨骼连接的柔性传感器还与所述可穿戴背心连接。

10.根据权利要求9所述的基于柔性传感器的可穿戴手臂外骨骼，其特征在于，所述可穿戴背心采用硬质布料制作而成；和/或，所述可穿戴背心具有拉链结构。

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