The invention discloses a light excitation friction clutch power-assisted exoskeleton device and its control method, which can simulate human motion, provide support when human motion or carrying heavy objects, and provide certain protection for joints. The hip and knee of one leg of the skeletal device in the invention provide one degree of freedom respectively, while the ankle joint provides two degrees of freedom; the excitation friction clutch is used to control the motion of the joint, and the sensor of the foot surface provides the signal needed to control the clutch, which is convenient to control and has low requirement of sensing hardware, and the control is easy to realize. The present invention utilizes the existing commercial excitation friction clutch, which has simple and reliable structure, high integration degree, simple control, is advantageous to improving man-machine efficiency, better coordination with human body, easy to wear, improving the wearer's load-bearing capacity, and effectively reducing the fatigue sense of human body's load-bearing movement.
【技术实现步骤摘要】
一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置及其控制方法
本专利技术属于仿生
，具体涉及一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置及其控制方法。
技术介绍
可穿戴式外骨骼助力系统是一种可穿戴在人体身上的伴随式智能装备，通过同步“跟随”人体运动，辅助或代替人体承重及机动，突破人体体能极限，大幅度提高人体的负重机动能力/持久作战能力。目前，该系统主要应用于人体下肢康复训练及辅助人体进行负重，可在反恐维稳、抢险救灾、助残与康复医疗等多领域得到广泛应用和推广。迄今为止，尽管针对类似的穿戴式外骨骼助力系统的研究已取得了部分进展，但距离实用还有很长一段路要走。对于外骨骼膝关节部分的要求，首先膝关节作为大腿与小腿之间的连接部分，需要承受上半身以及背负装备的重力，同时在关节活动时，因上身及装备的重力以及运动时会产生大量的扭矩。膝关节活动角度较大，范围在0°至140°之间，行走和上下楼梯时，运动范围通常为0°至70°之间。在运动时，尤其是上下楼梯时，膝关节则需要承受更大的压力及扭矩。这增加了膝关节设计的难度。申请号201610335226.6的中国专利申请公开了一件膝关节助力外骨骼装置，在...
【技术保护点】
1.一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置，其特征在于，包括背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)、踝关节结构(4)和控制系统，所述背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)和踝关节结构(4)从上到下依次固连，所述髋关节结构(2)包括髋关节限位板(201)、髋关节上侧连接件(202)、髋关节输出齿轮轴承(203)、第一髋关节中间齿轮轴承(204)、髋关节输入齿轮轴承(205)、髋关节中间齿轮套筒(206)、髋关节输入齿轮套筒(207)、髋关节输出齿轮套筒(208)、髋关节输出齿轮(209)、髋关节中间齿轮(210)、髋关节输入齿轮(211)、髋关节挡板(212)、...
【技术特征摘要】
1.一种轻型励磁摩擦式离合助力外骨骼装置，其特征在于，包括背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)、踝关节结构(4)和控制系统，所述背架(1)、髋关节结构(2)、膝关节结构(3)和踝关节结构(4)从上到下依次固连，所述髋关节结构(2)包括髋关节限位板(201)、髋关节上侧连接件(202)、髋关节输出齿轮轴承(203)、第一髋关节中间齿轮轴承(204)、髋关节输入齿轮轴承(205)、髋关节中间齿轮套筒(206)、髋关节输入齿轮套筒(207)、髋关节输出齿轮套筒(208)、髋关节输出齿轮(209)、髋关节中间齿轮(210)、髋关节输入齿轮(211)、髋关节挡板(212)、髋关节下侧连接件(213)、髋关节单向轴承(214)、髋关节励磁摩擦式离合器(215)、第二髋关节中间齿轮轴承(216)，髋关节限位板(201)与髋关节下侧连接件(213)通过螺钉固连，髋关节限位板(201)侧面的圆形突起嵌入髋关节上侧连接件(202)的下圆孔，髋关节输入齿轮轴承(203)、第一髋关节中间齿轮轴承(204)和髋关节输入齿轮轴承(205)从上至下依次配合安装在髋关节上侧连接件(202)上对应的圆孔中，第二髋关节中间齿轮轴承(216)配合安装在髋关节挡板(212)上，髋关节中间齿轮套筒(206)安装在髋关节中间齿轮(210)和第一髋关节中间齿轮轴承(204)之间，髋关节输出齿轮套筒(208)安装于髋关节输出齿轮(209)和髋关节输出齿轮轴承(203)之间，髋关节输入齿轮套筒(207)安装于髋关节输入齿轮(211)和髋关节输入齿轮轴承(205)之间，髋关节输入齿轮(211)与髋关节单向轴承(214)固连，髋关节输出齿轮(209)与髋关节励磁摩擦式离合器(215)固连，髋关节挡板(212)与髋关节下侧连接件(213)之间通过键槽相配合，髋关节励磁摩擦式离合器(215)与髋关节挡板(212)固连，髋关节单向轴承(214)与髋关节下侧连接件(213)固连，髋关节上侧连接件(202)与髋关节挡板(212)通过螺钉固连，所述膝关节(3)包括膝关节励磁摩擦式离合器(301)、膝关节单向轴承(302)、膝关节下侧连接件(303)、第一膝关节中间齿轮轴承(304)、膝关节挡板(305)、膝关节中间齿轮(306)、膝关节输入齿轮(308)、膝关节输出齿轮(307)、膝关节输入齿轮套筒(309)、膝关节输出齿轮套筒(310)、膝关节输出齿轮轴承(312)、第二膝关节中间齿轮轴承(311)、膝关节中间齿轮套筒(313)、膝关节上侧连接件(314)、膝关节输入齿轮轴承(315)、膝关节定位板(316)，膝关节限位板(316)与膝关节下侧连接件(303)通过螺钉固连，膝关节定位板(316)的侧面圆形突起嵌入膝关节上侧连接件(314)的下圆孔，膝关节输入齿轮轴承(312)、第一膝关节中间齿轮轴承(311)、膝关节输入齿轮轴承(315)从上至下依次配合安装在膝关节上侧连接件(314)上对应的圆孔中，第一膝关节中间齿轮轴承(304)配合安装在膝关节挡板(305)上，膝关节中间齿轮套筒(313)安装在膝关节中间齿轮(306)和第二膝关节中间齿轮轴承(311)之间，膝关节输出齿轮套筒(310)安装于膝关节输出齿轮(307)和膝关节输出齿轮轴承(312)之间，膝关节输入齿轮套筒(309)安装于膝关节输入齿轮(308)和膝关节输入齿轮轴承(315)之间，膝关节输入齿轮(308)与膝关节单向轴承(302)固连，膝关节输出齿轮(307)与膝关节励磁摩擦式离合器(301)固连，膝关节挡板(305)与膝关节下侧连接件(303)之间通过键槽相配合，膝关节励磁摩擦式离合器(301)与膝关节挡板(305)固连，膝关节单向轴承(302)与膝关节下侧连接件(303)固连，膝关节上侧连接件(314)与膝关节挡板(305)通过螺钉固连，所述踝关节结构(4)包括踝关节上连接件(401)、踝关节支撑件(402)、第一踝关节弹簧座(403)、第二踝关节弹簧座(405)、踝关节弹...
【专利技术属性】
技术研发人员：管小荣，邹铠帆，李仲，刘瑛奇，王新蕊，毛喜旺，宁学涛，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。