[發明專利]一種丘陵地區林果作業助力器

有效

• 申請號: 201710232350.4
• 申請日: 2017-04-11
• 公開（公告）號: CN106863279B
• 公開（公告）日: 2023-08-25
• 發明（設計）人: 宋月鵬;王征;劉洪潔;高東升;韓均廣;明揚;王靜;康杰
• 申請（專利權）人: 山東農業大學
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種丘陵地區林果作業助力器，包括固定結構、測試系統、控制系統、動力系統和電源部分；固定結構包括鋁合金框架、腿部固定帶、腳部固定帶，鋁合金框架上端與腿部固定帶連接，下端與腳部固定帶連接；測試系統包括傾斜開關和角加速度傳感器；傾斜開關、角加速度傳感器及單片機固定于腳踝部位；動力系統包括舵機、柔索；單片機分別和傾斜開關、角加速度傳感器、舵機連接。本發明輕便可穿脫，解決了傳統丘陵山區林果作業徒步爬坡的問題，減輕了林果從業者的勞動強度，提高了林果貨物運輸的效率。

技術領域

本發明涉及一種丘陵地區林果作業助力器，屬于農林機械加工領域。

背景技術

林果業(包括樹林、園林、果木、花卉等)是農業產業結構的重要組成部分，隨著我國經濟的發展和農業產業結構的調整，森林覆蓋率與林果種植面積越來越大，且具有極大的發展潛力。然而，我國林果樹種植大都集中于丘陵山地，農業機械較難入地作業，肥料、果實、農機器具等農業貨物的挪移搬運給林果農造成很大的體力消耗與身體負擔，隨著農村新城鎮化建設的發展，農村“老齡化、空心化”現象嚴重，從事林果業生產的人員中老年人、女性的比例日益遞增，此種人群在丘陵山地攜帶貨物上溝爬崖實施高強度作業極易受到損傷。通常人們采用手杖助力，但是，手杖有較大的使用局限性，使用時需手持且須隨時配合各種路況，不能有效地滿足人們對省力和減負的要求。

發明內容

為克服上述缺陷，本發明提供了一種丘陵地區林果作業助力器，是一種工作平穩、勞動強度低、穿戴可靠、操作簡便安全的新型林果作業人機交互助力裝備。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：

一種丘陵地區林果作業助力器，包括固定結構、測試系統、控制系統、動力系統和電源部分；

所述的固定結構包括鋁合金框架、腿部固定帶、腳部固定帶，鋁合金框架上端與腿部固定帶連接，下端與腳部固定帶連接；所述鋁合金框架可活動套在小腿上，腿部固定帶固定在膝關節下部，腳部固定帶固定在踝關節上部。所述腿部固定帶與腳部固定帶之間豎立均勻連接有八條彈性布條；鋁合金框架根據人體小腿的長度制作，框架長度可調。

所述的測試系統包括傾斜開關和角加速度傳感器；所述的傾斜開關、角加速度傳感器及單片機固定于腳踝部位；所述角加速度傳感器為L3G4200角加速度傳感器。

所述的動力系統包括舵機和柔索；所述舵機固定在鋁合金框架上部；柔索上端與舵機連接且纏繞在舵機上，下端與腳部固定帶連接，起到助力器工作時牽引小腿的作用。所述舵機為YYDJ-018舵機。

所述的控制系統為單片機，單片機分別和傾斜開關、角加速度傳感器、舵機連接。所述單片機為89C52單片機。

所述的電源部分包括12V鎳氫電池和12伏轉5伏轉壓模塊；12V鎳氫電池用于為舵機供電；12伏轉5伏轉壓模塊用于為單片機及其他模塊供電。

本發明還涉及一種步態控制方法，其步驟如下：

1、單片機中存儲控制步態(控制步態可根據現有技術編程)；所述控制步態具體為：右腳兩次抬起之間為一個步態周期，每個周期分為四個單程：①右腿彎曲抬起，②右腳伸直落地，③左腿彎曲抬起，④左腿伸直落地。在①、③過程中，右腳、左腳腳底分別與地面成負角度；②、④過程右腳、左腳分別與地面成正角度(設平踩地面時角度為零度，從左往右看，腳底繞腳踝逆時針轉動為正角度，順時針轉動為負角度)。

2、利用角加速度傳感器測試人體的運動狀態并向單片機輸出數字量，傾斜開關在正角度時向單片機的p3.0口輸入高電平，在負角度時向單片機的p3.0口輸入低電平；

3、單片機通過角加速度傳感器輸入的信號判斷人體的運動狀態，若輸入1，則為正角度，處于①或③步態，若輸入0，則為負角度，處于②或④步態；