[發(fā)明專利]一種外骨骼機(jī)器人及其檢測(cè)人體運(yùn)動(dòng)意圖的檢測(cè)方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910227324.1
• 申請(qǐng)日: 2019-03-25
• 公開（公告）號(hào): CN109940584A
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王天
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州程天科技發(fā)展有限公司
• 主分類號(hào): B25J9/00
• 分類號(hào): B25J9/00;B25J9/16;B25J13/08;B25J19/02;A61B5/00;A61B5/0492;A61B5/103;A61B5/11;A61B5/22
• 代理公司: 北京海虹嘉誠知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11129
• 代理人: 張濤;李亮印

1.一種外骨骼機(jī)器人，其特征在于，包括外骨骼機(jī)器人本體和安裝于所述外骨骼機(jī)器人本體上的感知系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；

所述外骨骼機(jī)器人本體包括上部支撐結(jié)構(gòu)和下肢結(jié)構(gòu)，所述下肢結(jié)構(gòu)對(duì)稱設(shè)于所述上部支撐結(jié)構(gòu)下方的左右兩側(cè)，所述上部支撐結(jié)構(gòu)包括背架，所述下肢結(jié)構(gòu)包括髖部桿件、大腿桿件、小腿桿件、足部構(gòu)件，所述髖部桿件連接所述背架，還包括連接所述髖部桿件與所述大腿桿件的髖關(guān)節(jié)、連接所述大腿桿件與所述小腿桿件的膝關(guān)節(jié)、連接所述小腿桿件與所述足部構(gòu)件的踝關(guān)節(jié)；

所述感知系統(tǒng)包括用于檢測(cè)足底壓力的薄膜應(yīng)變片傳感器，所述薄膜應(yīng)變片傳感器安裝于所述足部構(gòu)件的鞋內(nèi)，還包括用于檢測(cè)左右髖膝關(guān)節(jié)處關(guān)節(jié)角度的編碼器，所述左右髖膝關(guān)節(jié)處分別安裝所述編碼器，還包括用于檢測(cè)左右髖膝關(guān)節(jié)處力/力矩的力傳感器，所述左右髖膝關(guān)節(jié)處分別安裝所述力傳感器，還包括用于檢測(cè)運(yùn)動(dòng)速度/加速度的姿態(tài)傳感器，左右所述小腿桿件、左右所述大腿桿件和所述背架分別安裝所述姿態(tài)傳感器，還包括用于檢測(cè)左右大腿桿件和左右小腿桿件處肌肉張力的電容式傳感器，所述左右大腿桿件和所述左右小腿桿件上分別設(shè)有連接綁帶，每個(gè)所述連接綁帶上固定有與人體皮膚非接觸的所述電容式傳感器，每個(gè)所述電容式傳感器包括至少一個(gè)電極貼片；

所述控制系統(tǒng)包括基于CNN機(jī)器學(xué)習(xí)算法形成的全聯(lián)通網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算模塊，所述控制系統(tǒng)連接所述感知系統(tǒng)并能夠接受所述感知系統(tǒng)采集的數(shù)據(jù)，所述控制系統(tǒng)連接能夠驅(qū)動(dòng)所述外骨骼機(jī)器人本體運(yùn)動(dòng)的所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述電極貼片固定安裝于所述連接綁帶的內(nèi)表面上，所述電極貼片背離所述內(nèi)表面的一側(cè)設(shè)有一層硅橡膠；

或者，所述電極貼片固定安裝于所述連接綁帶的內(nèi)表面和外表面之間。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，每個(gè)所述電容式傳感器均包括六個(gè)所述電極貼片，所述連接綁帶圍成圓形時(shí)，六個(gè)所述電極貼片沿所述圓形周向方向均勻排列。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)包括膝關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器和髖關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，所述膝關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接安裝于所述膝關(guān)節(jié)處的電機(jī)，所述髖關(guān)節(jié)電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接安裝于所述髖關(guān)節(jié)處的電機(jī)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，還包括濾波處理模塊和CNN機(jī)器學(xué)習(xí)模塊，所述濾波處理模塊與所述CNN機(jī)器學(xué)習(xí)模塊相連接，所述濾波處理模塊連接所述感知系統(tǒng)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，每個(gè)所述鞋內(nèi)的所述薄膜應(yīng)變片傳感器的數(shù)量為七個(gè)，對(duì)應(yīng)腳拇指處的所述鞋內(nèi)設(shè)有一個(gè)所述薄膜應(yīng)變片傳感器，對(duì)應(yīng)腳后跟的所述鞋內(nèi)設(shè)有兩個(gè)并排的所述薄膜應(yīng)變片傳感器，對(duì)應(yīng)腳后跟的前方處設(shè)有一個(gè)薄膜應(yīng)變片傳感器，對(duì)應(yīng)腳拇指的后方處設(shè)有三個(gè)并排的薄膜應(yīng)變片傳感器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的外骨骼機(jī)器人，其特征在于，所述背架上設(shè)有五個(gè)所述姿態(tài)傳感器，對(duì)應(yīng)腰處設(shè)有并排的兩個(gè)所述姿態(tài)傳感器，對(duì)應(yīng)胸脯處設(shè)有呈三角形的三個(gè)所述姿態(tài)傳感器。