[發(fā)明專(zhuān)利]一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201911336233.8
• 申請(qǐng)日: 2019-12-23
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111000361A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 熊蔡華;張秦浩;賀磊;劉闖
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A45F3/04
• 分類(lèi)號(hào): A45F3/04;A45C15/00;A61B5/103;A61B5/11
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專(zhuān)利中心 42201
• 代理人: 李智;孔娜

1.一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，該裝置包括基板(7)和設(shè)置在該基板上的負(fù)載(9)、絲桿(13)、彈力繩(8)、數(shù)據(jù)采集單元(3)、運(yùn)動(dòng)控制單元(4)、電源(1)、控制器(2)，其中：

所述絲桿(13)設(shè)置在所述基板(7)的中央，所述負(fù)載(9)設(shè)置在該絲桿上，在所述運(yùn)動(dòng)控制單元(4)的驅(qū)動(dòng)下在所述絲桿(13)上上下運(yùn)動(dòng)，所述彈力繩(8)設(shè)置一端固定在所述基板上，一端通過(guò)滑輪(10)與所述負(fù)載連接，通過(guò)該彈力繩對(duì)所述負(fù)載的牽引，以此平衡所述負(fù)載在豎直方向上的重力；

所述電源(1)與所述數(shù)據(jù)采集單元(3)和運(yùn)動(dòng)控制單元(4)連接，分別為二者供電，所述數(shù)據(jù)采集單元(3)與運(yùn)動(dòng)控制單元(4)同時(shí)與所述控制器(2)連接，當(dāng)人體背上所述背包裝置開(kāi)始行走時(shí)，所述裝置進(jìn)入工作模式，該模式下所述數(shù)據(jù)采集單元(3)采集人體運(yùn)動(dòng)時(shí)豎直方向上的加速度，并將采集的加速度傳遞給所述控制器(2)，控制器根據(jù)該加速度設(shè)定所述負(fù)載豎直方向上的理想加速度，并使得所述運(yùn)動(dòng)控制單元驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載(9)在所述絲桿(13)上以所述理想加速度運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人體停下來(lái)時(shí)，所述裝置進(jìn)入休閑模式，該模式下所述數(shù)據(jù)采集單元采集所述負(fù)載的位置，并傳輸給所述控制器，控制器通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)控制單元使得所述負(fù)載停留在所述絲桿上。

2.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元(3)包括人體加速度傳感器(31)、負(fù)載加速度傳感器(32)和位移傳感器(33)，所述人體加速度傳感器用于測(cè)量人體行走時(shí)豎直方向上的加速度，所述負(fù)載加速度用于測(cè)量負(fù)載在豎直方向上的加速度，所述位移傳感器用于測(cè)量所述負(fù)載在所述絲桿上的位置。

3.如權(quán)利要求1或2所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集單元(3)還包括足底壓力傳感器(34)，用于測(cè)量人體行走是的步態(tài)周期，方便數(shù)據(jù)分析。

4.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述裝置中還包括手持開(kāi)關(guān)，當(dāng)人體開(kāi)始行走時(shí)，手動(dòng)閉合開(kāi)關(guān)，所述裝置進(jìn)入工作模式，當(dāng)人體停下來(lái)時(shí)，手動(dòng)斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，所述裝置進(jìn)入休閑模式。

5.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述運(yùn)動(dòng)控制單元(4)包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)器(41)和伺服電機(jī)(42)，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器與所述控制器連接，接受來(lái)自所述控制器的信號(hào)，所述伺服電機(jī)一端與所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，另一端與所述負(fù)載連接，用于根據(jù)所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述負(fù)載運(yùn)動(dòng)。

6.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述電源(1)包括鋰電池和電壓轉(zhuǎn)換器，所述電壓轉(zhuǎn)換器用于將電壓轉(zhuǎn)換后給數(shù)據(jù)采集單元或運(yùn)動(dòng)控制單元供電。

7.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述裝置上還設(shè)置有藍(lán)牙，用于將所述控制器中的數(shù)據(jù)傳遞給顯示裝置，以此顯示所述裝置中的各項(xiàng)數(shù)據(jù)。

8.如權(quán)利要求1所述的一種輔助人體負(fù)重行走的動(dòng)力背包裝置，其特征在于，所述基板上設(shè)置有鏤空的圖案，以此降低所述基板的重量。