[發明專利]一種機械外骨骼傳感器系統

有效

• 申請號: 201710130245.X
• 申請日: 2017-03-07
• 公開（公告）號: CN106826768B
• 公開（公告）日: 2019-01-29
• 發明（設計）人: 陳寧;朱廣宇;王登宇;宋晨;李琦
• 申請（專利權）人: 中國礦業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/14;B25J9/16
• 代理公司: 南京瑞弘專利商標事務所(普通合伙) 32249
• 代理人: 唐紹焜

本發明公開了一種機械外骨骼傳感器系統，包括擋板(2)、固定裝置以及觸力傳感器；在所述固定裝置中間位置設有用于安裝機械腿的安裝槽；在所述固定裝置沿著人體前進方向前后兩側分別安裝有所述觸力傳感器；在所述固定裝置左右任一側上設有導軌(31)；在所述導軌(31)上設有可在所述導軌(31)上滑動的滑動塊(1)；所述擋板(2)包括連接板及其兩端的觸碰板；所述連接板與所述滑動塊(1)固定連接；所述觸碰板為兩塊，分別設置在所述固定裝置上安裝的兩個觸力傳感器的前后方位置。本發明結構簡單，安裝簡易，傳感器響應迅速效果好并且能很好的保護傳感器延長其使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種機械外骨骼傳感器的設計，尤其涉及基于霍尼韋爾觸力傳感器的機械外骨骼傳感器系統。

背景技術

目前人類使用的機械外骨骼系統主要應用在兩大方面：軍事和醫療，未來在工業領域也能發揮一定的作用。

軍事應用方面：各國競相研究，軍事應用率先發力各國競相研究，打造軍事強國是機械骨骼發展的源動力，因此呈現出各國競相研究的行業態勢，可以預見軍事應用將率先突破。

醫療應用方面：軍用轉民，醫療應市場空間巨大在醫療方面，步態訓練是下肢功能障礙康復訓練的主要方式，機械骨骼可以應用在神經康復領域的特定訓練中，能夠保證高效的康復訓練，因此非常適合老年人和殘疾人使用。

工業應用方面：工業應用主要面向工程施工、緊急救助(疾病、事故、災害、突發事件)、生產制造、搬運輸送、危險工作(如核電站操作維護、航天空間站、深水作業)等。

機械外骨骼技術成果

機械外骨骼技術目前成果只是取得初步進展，尚未形成可以切實應用的大規模產業，未來研究的方向主要集中在五個方面：(1)人造肌肉纖維：人造肌肉纖維可以利用電壓變化使人造纖維收縮或伸張來產生力量，從而取代目前通用的液壓驅動系統。(2)控制系統：相較于基于網絡技術的遠程控制系統僅僅停留在簡單的動作示教層面或者只能對機器人關節或者末端執行器進行單個或者少數幾個自由度的孤立控制這一明顯缺點，系統內控制是未來發展的必然趨勢。(3)機械結構設計：在滿足行走需要的基本條件外，還必須考慮安全性、兼容性、舒適性。(4)能量源：補給能量之前，機械骨骼具有的能量必須足以支持24小時亟需解決。(5)促動：設計者必須使機器能夠順暢移動，以便穿用者不會太笨拙，與發動機一樣，促動器也必須安靜而高效。

機械骨骼技術的重中之重——傳感器，傳感器是機械骨骼中最重要的核心零部件。通過傳感器來收集使用者的活動信息，這些信息傳遞給信息處理器進行處理，然后啟動相應的機械部件來輸出能量。

發明內容

發明目的：為了克服現有技術中存在的不足，本發明提供基于霍尼韋爾觸力傳感器的機械外骨骼傳感器系統，它采用擋板和擋片系統對傳感器進行限位和動作，感應度靈敏，動力響應好，系統簡單，易于安裝和應用。

技術方案：

一種機械外骨骼傳感器系統，包括擋板、固定裝置以及觸力傳感器；

在所述固定裝置中間位置設有用于安裝機械腿的安裝槽；在所述固定裝置沿著人體前進方向前后兩側分別安裝有所述觸力傳感器；在所述固定裝置左右任一側上設有導軌；在所述導軌上設有可在所述導軌上滑動的滑動塊；

所述擋板包括連接板及其兩端的觸碰板；所述連接板與所述滑動塊固定連接；所述觸碰板為兩塊，分別設置在所述固定裝置上安裝的兩個觸力傳感器的前方和后方位置；

在所述擋板的連接板上連接有擋片，所述擋片通過綁帶系在人體踝關節上。

所述固定裝置包括第一固定塊和第二固定塊；所述第一固定塊和第二固定塊均為拱橋形；二者相互配合，通過螺釘固定連接安裝槽；所述導軌設置在所述第一固定塊背離安裝槽的側面上。

所述觸力傳感器通過螺釘橫跨安裝兩個固定塊上。