[發明專利]一種用于配合運動輔助下肢外骨骼進行人體位置調整的智能機械架及其控制方法

在審

• 申請號: 201910412672.6
• 申請日: 2019-05-17
• 公開（公告）號: CN110123329A
• 公開（公告）日: 2019-08-16
• 發明（設計）人: 潘樹文;李媛媛;李威燃;嚴建偉;馬徐峰
• 申請（專利權）人: 浙江大學城市學院
• 主分類號: A61B5/103
• 分類號: A61B5/103;A61B5/11;A61H1/02;A61H3/00;B25J9/00;B25J9/16;B25J19/02
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 應孔月;邱啟旺

1.一種用于配合運動輔助下肢外骨骼位置調整的智能機械架，其特征在于，包括：XYZ三軸運動平臺、姿態檢測傳感器模塊、單片機模塊等，下肢外骨骼的髖部固定在XYZ三軸運動平臺上，所述姿態檢測傳感器模塊包括左腳腳底壓力檢測模塊與右腳腳底壓力檢測模塊以及機械架傳感器模塊；單片機模塊包括相連的外骨骼單片機與機械架單片機；

所述左腳腳底壓力檢測模塊與右腳腳底壓力檢測模塊用來檢測被穿戴者的腳踩力，并將腳踩力傳遞給外骨骼單片機；

所述機械架傳感器模塊主要由超聲波傳感器、第一位移傳感器、第二位移傳感器構成，超聲波傳感器用于獲取穿戴者的重心沿Z軸方向高度變化的數據，并將數據傳遞給外骨骼單片機；第一位移傳感器用于測量穿戴者的重心沿X軸方向的位移，第二位移傳感器用于測量穿戴者的重心沿Y軸方向的位移，并將數據傳遞給外骨骼單片機；

XYZ三軸運動平臺受控于機械架單片機，機械架單片機根據外骨骼單片機傳輸而來的數字信號驅動XYZ三軸運動平臺運動。

2.根據權利要求1所述的一種用于配合運動輔助下肢外骨骼位置調整的智能機械架，其特征在于，所述左腳腳底壓力檢測模塊與右腳腳底壓力檢測模塊均由若干力敏傳感器構成。

3.根據權利要求2所述的一種用于配合運動輔助下肢外骨骼位置調整的智能機械架，其特征在于，所述力敏傳感器布置于前腳掌區域、后足區域兩個區域。

4.根據權利要求3所述的一種用于配合運動輔助下肢外骨骼位置調整的智能機械架的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

步驟1：姿態檢測傳感器模塊檢測到腳底壓力值以及重心沿Z軸方向高度值；

步驟2：外骨骼單片機接收姿態檢測傳感器模塊檢測到的數據，判斷處于人體步態循環的何種階段，在判斷處于人體步行的何種階段后，機械架單片機根據外骨骼單片機傳輸而來的數字信號驅動XYZ三軸運動平臺調整重心在XYZ方向的位置；

步驟3：調整重心在XYZ方向的位置后，超聲波傳感器、第一位移傳感器和第二位移傳感器實時將重心在XYZ方向的位置信息反饋給外骨骼單片機進行反饋控制，從而達到輔助外骨骼平衡的作用。