[實(shí)用新型]一種引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人行走的智能拐杖的檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721202997.4
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN208031469U
• 公開（公告）日: 2018-11-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪步云;許德章;汪志紅
• 申請（專利權(quán)）人: 安徽工程大學(xué);蕪湖安普機(jī)器人產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00;A61H3/02;B25J19/00
• 代理公司: 北京天盾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11421
• 代理人: 曹靜

本實(shí)用新型涉及一種引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人行走的智能拐杖的檢測電路，包括供電電路，其還包括主控單元、壓力傳感器電路、無線通訊電路和陀螺儀電路；主控單元分別與供電電路、壓力傳感器電路、無線通訊電路和陀螺儀電路相連接，壓力傳感器電路，設(shè)置在智能拐杖的底部，并用于檢測智能拐杖與地面的接觸壓力；陀螺儀電路，用于檢測智能拐杖接觸地面的傾角；主控單元，用于接收壓力傳感器電路的壓力信號和陀螺儀電路的角度信號，并經(jīng)分析運(yùn)算后判斷出人體的步態(tài)信息；無線通訊電路，用于將步態(tài)信息發(fā)送至外部的外骨骼機(jī)器人，外骨骼機(jī)器人穿戴在人體上。本實(shí)用新型有效提高了外骨骼機(jī)器人穿戴者的人機(jī)協(xié)同，使其行走起來更加穩(wěn)定和安全。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于下肢外骨骼助力機(jī)器人領(lǐng)域，更具體來說，涉及一種引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人行走的智能拐杖的檢測電路。

背景技術(shù)

以下對本發(fā)明的相關(guān)技術(shù)背景進(jìn)行說明，但這些說明并不一定構(gòu)成本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)。

下肢外骨骼助力機(jī)器人在康復(fù)、戶外行走等領(lǐng)域可以發(fā)揮非常重要的作用。另外，隨著全球老齡化社會的加深，外骨骼不僅可以幫助一些老年人解決體力較差、行走不便的問題，也可以幫助一些喪失行走能力的人恢復(fù)部分的行走能力。對于下肢不能行走的殘疾人，以自主輔助行走為目的，通過智能拐杖的檢測捕捉人體運(yùn)動意圖,將人的控制意圖引入到外骨骼控制中,即“人在環(huán)中”，用于引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人輔助穿戴者助力行走。此外，融于了智能檢測電路的下肢外骨骼智能拐杖，增加外骨骼穿戴者協(xié)同行走的安全性，方便可靠。

目前，有關(guān)外骨骼行走控制引導(dǎo)用的智能拐杖公開的專利有以下幾項(xiàng)：申請?zhí)枮?01510206931.1的“一種外骨骼使用的控制拐杖”，通過壓力傳感器檢測使用者重心位置，控制外骨骼防止使用者摔倒的智能拐杖，注重外骨骼穩(wěn)定控制的檢測信息，但未公開檢測電路。申請?zhí)枮?01420297024.3的“具有拐杖的步態(tài)裝置”，將拐杖作為一種輔助支撐裝置，未涉及具體檢測電路完成人機(jī)交互信息的檢測；申請?zhí)枮?01210098831.8的“一種基于智能拐杖的老年人輔助系統(tǒng)”，根據(jù)各傳感器信息反饋，偏重于老年人日常生活信息搜集與危險(xiǎn)報(bào)警，上述專利所述智能拐杖均采用各傳感器檢測使用者相關(guān)信息，從而實(shí)現(xiàn)輔助人體行走。由于人體行走隨意性較大，人穿戴外骨骼完成協(xié)同行走，如何將下肢機(jī)能衰減或下肢殘障人士的行走意圖引入到外骨骼輔助行走的控制中難度較大。上述專利未將檢測人體姿態(tài)與重心位置相結(jié)合，側(cè)重于人體失穩(wěn)檢測，對外骨骼行走的智能引導(dǎo)控制方式及行走的穩(wěn)定性，存在局限性。本發(fā)明引入一種智能拐杖的檢測電路，可有效捕捉外骨骼機(jī)器人穿戴者的運(yùn)動意圖，檢測人體步行狀態(tài)信息，進(jìn)一步交互為穿戴者與外骨骼的協(xié)同控制信息，即將人引入到控制回路中，即“人中環(huán)中”，提供一種實(shí)時(shí)的人機(jī)信息交互的手段。

發(fā)明內(nèi)容

1.發(fā)明要解決的技術(shù)問題

為解決現(xiàn)有智能拐杖對外骨骼行走的智能引導(dǎo)控制方式及行走的穩(wěn)定性存在局限性的固有問題，提出一種引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人行走的智能拐杖的檢測電路。

2.技術(shù)方案

本發(fā)明提供的引導(dǎo)下肢外骨骼機(jī)器人行走智能拐杖的檢測電路，包括供電電路，其還包括主控單元、壓力傳感器電路、無線通訊電路和陀螺儀電路；所述主控單元分別與所述供電電路、壓力傳感器電路、無線通訊電路和陀螺儀電路相連接，其中，

所述壓力傳感器電路，設(shè)置在智能拐杖的底部，并用于檢測所述智能拐杖與地面的接觸壓力；

所述陀螺儀電路，用于檢測所述智能拐杖接觸地面的傾角；

所述主控單元，用于接收所述壓力傳感器電路的壓力信號和陀螺儀電路的角度信號，并經(jīng)分析運(yùn)算后判斷出人體的步態(tài)信息；

所述無線通訊電路，用于將所述步態(tài)信息發(fā)送至外部的外骨骼機(jī)器人，所述外骨骼機(jī)器人穿戴在人體上；