重生动力机械骨骼系统技术方案

本发明专利技术涉及一种重生动力机械骨骼系统，针对现有同类产品缺少数据信号预先捕捉采集，实时监控、还原步态位置信息和反馈补偿量的技术问题而设计。该机械骨骼系统包括机械系统和数据采集系统，机械系统包括下肢随动机构和连接机构，其要点是所述机械系统的髋关节连接板与大腿腿板之间的转动关节，大腿腿板与小腿腿板之间的转动关节分别设有霍尔角度传感器；通过霍尔角度传感器采集人体下肢和腰部的对地角度信号经各足角度差计算得到的各关节角度值，预先捕捉人体的关节角度和力矩的信号，存储于该机械骨骼系统的控制系统，使用者自主选择控制模式；并通过控制系统实现对人体姿态的实时监控，并对人体步态还原控制过程提供肢体位置信息和反馈补偿量。

Regenerating dynamic mechanical skeletal system

The invention relates to a regeneration power mechanical skeleton system, aiming at the technical problems of existing similar products, such as lack of data signals, pre acquisition and acquisition, real-time monitoring, reduction of gait position information and feedback compensation amount. The mechanical skeleton system includes mechanical system and data acquisition system, the mechanical system comprises a lower limb servo mechanism and a connecting mechanism, the key point is the mechanical system of the hip joint is connected with the rotation between the board and the thigh leg plate, rotating joint between the thigh leg plate and leg leg plate are respectively arranged on the Holzer angle of each joint angle sensor; by Holzer angle sensor acquisition of lower limbs and waist angle of the foot angle difference signal by calculating the value of pre signal capture human body joint angle and torque, the control system is stored in the machinery of the skeletal system, choose the control mode of users; and real-time monitoring of human posture is realized through the control system. And provide body position information and feedback compensation amount of human gait reduction process control.

【技术实现步骤摘要】
重生动力机械骨骼系统
本专利技术涉及骨骼机器人，是一种重生动力机械骨骼系统。
技术介绍
外骨骼机器人技术是一种融合传感、控制、信息、融合、移动计算等现代综合技术，并为操作者提供一种可穿戴的机械机构，即为一种套在人体外面的人体骨骼仿生机器人，也称为可穿戴的机器人，在军事、康复、运输等领域该项技术有广泛地应用空间。现有一些外骨骼机器人技术应用于搬运领域，如中国专利文献刊载的申请号201610454728.0，申请公布日2016.09.07，专利技术名称“重生动力机械骨骼系统”，该骨骼机器装置包括下肢外骨骼助行机器和上肢外骨骼助行机器，以及对应的包裹板和背带，所述下肢外骨骼助行机器与上肢外骨骼助行机器之间通过仿生脊椎连接；其要点是该协力骨骼机器装置还设有可编程逻辑控制器、人机显示器、挂载控制器、空压机和挂载器，所述吊臂呈弯曲伸出上部机架的前方，吊臂设有吊臂气缸，空压机通过气管与吊臂气缸、挂载器连接，上部机架通过吊臂的吊臂气缸和挂载器对重物进行抬起吊装动作，吊臂的角度可调节，挂载器的高度可调节，人机显示器控制吊臂气缸，挂载控制器控制挂载器。但上述机械骨骼系统主要用于重物的搬运，而不是用于残障本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种重生动力机械骨骼系统，该机械骨骼系统包括机械系统和数据采集系统，机械系统包括下肢随动机构和连接机构，下肢随动机构包括转动关节、腿长度调节、大腿绑带、小腿绑带、髋部长度调节，下肢随动机构的上机架包括髋关节连接板（18）、肋下束带板（22）、背板（26）、背部调节板（27）、腰部连接板（29），下肢随动机构的腿部包含大腿腿板、小腿腿板、膝关节连接板（13），以及带有谐波减速器（17）的动力总成，谐波减速器包括膝关节减速器和髋关节减速器，膝关节连接板的一端通过螺栓与减速器法兰连接，膝关节连接板的另一端与大腿腿板连接，并且通过膝关节连接板上端的连接槽进行长度调节，膝关节减速器安装在小腿腿板的一个减...

【技术特征摘要】
1.一种重生动力机械骨骼系统，该机械骨骼系统包括机械系统和数据采集系统，机械系统包括下肢随动机构和连接机构，下肢随动机构包括转动关节、腿长度调节、大腿绑带、小腿绑带、髋部长度调节，下肢随动机构的上机架包括髋关节连接板（18）、肋下束带板（22）、背板（26）、背部调节板（27）、腰部连接板（29），下肢随动机构的腿部包含大腿腿板、小腿腿板、膝关节连接板（13），以及带有谐波减速器（17）的动力总成，谐波减速器包括膝关节减速器和髋关节减速器，膝关节连接板的一端通过螺栓与减速器法兰连接，膝关节连接板的另一端与大腿腿板连接，并且通过膝关节连接板上端的连接槽进行长度调节，膝关节减速器安装在小腿腿板的一个减速器安装孔中，髋关节减速器安装在大腿腿板的一个减速器安装孔中，动力总成分别安装在小腿腿板和大腿腿板中，动力总成设有保护罩；其特征在于所述髋关节连接板（18）与大腿腿板的大腿底板之间的转动关节，以及大腿腿板的大腿底板与小腿腿板的小腿底板之间的转动关节分别设有霍尔角度传感器，即霍尔角度传感器分别位于下肢随动机构中膝、髋关节的屈伸旋转轴线方向；首先，作为数据采集系统的霍尔角度传感器将人体下肢各关节的运动信息转换成数字量信息；然后，将来自各路不同关节的数字量信息经过以USB数据采集卡为核心的数据采集与缓存模块同步不间断地采集和预处理后，再通过USB传输模块传递给PC机；最后，PC机应用程序软件MATLAB对采集的数据进行最终的处理和存储，并通过人机交换界面以数据曲线形式实时的显示出来；即该机械骨骼系统通过霍尔角度传感器采集人体下肢和腰部的对地角度信号经各角度差计算得到的各关节角度值，预先捕捉人体的关节角度和力矩的信号，存储于该机械骨骼系统的控制系统，使用者自主选择控制模式；并通过控制系统实现对人体姿态的实时监控，并对人体步态还原控制过程提供肢体位置信息和反馈补偿量。2.根据权利要求1所述的重生动力机械骨骼系统，其特征在于所述数据采集系统包括压力鞋垫（43），所述压力鞋垫内设有薄膜压力传感器，即薄膜压力传感器设置于泡沫鞋垫与中间层橡胶垫之间，薄膜压力传感器的引线穿过中间层橡胶垫与底部橡胶垫之间的间隙与引线接线板连接，压力鞋垫的足底压力信号与人体的关节角度、力矩的信号一起被预先捕捉，在使用者使用时提供实时监控。3.根据权利要求1所述的重生动力机械骨骼系统，其特征在于所述上机架的两侧髋关节连接板（18）通过第二内六角圆柱头螺栓（19）、M3垫片（20）与两侧的背部挂架一端连接的同时，两侧的髋关节连接板分布通过第四内六角圆柱头螺栓（28）、腰部连接板（29）与肋下束带板（22）一端；髋关节连接板处的背部挂架设有调节孔，调节孔处的髋关节连接板设有连接槽，背部挂架的另一端通过背部调节板（27）与背板（26），背板的后部设有能源背包（23），肋下束带板的另一端分布设有束带孔。4.根据权利要求1所述的重生动力机械骨骼系统，其特征在于所述腿部两侧的膝关节连接板（13）一端分别通过M5垫片（24）、第三内六角圆柱头螺栓（25）与大腿底板的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张翔宇，郑旺，沈建昌，段国超，龚仁斌，左桂兰，程越，
申请(专利权)人：张翔宇，郑旺，沈建昌，
类型：发明
国别省市：浙江,33