一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法，包括人体以及人体上穿戴设置的外骨骼本体，所述外骨骼本体通过其肩部绑带固定连接有第一软带，所述第一软带的自由端固定连接有外部负载检测装置。该一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法，本发明专利技术中的外部负载检测装置将会侦测外部负载是否加载到了外骨骼本体上，当物体实际被穿戴外骨骼本体的工作人员加载到外骨骼本体上时，结合髋关节角度传感器，施加正确的助力大小和方向，使得外骨骼正确助力的作用，通过外骨骼本体进行辅助，检测外骨骼本体工作过程中的外部负载，从而给出正确的助力大小和方向，协助穿戴外骨骼本体的辅助人体进行工作。

An exoskeleton load detection device and method based on auxiliary sensor

【技术实现步骤摘要】
一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法
本专利技术涉及一种外骨骼负载检测装置，具体是一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法。
技术介绍
目前常用的下肢外骨骼，腰部外骨骼通过腰部的弯腰动作，或者惯性传感器判断人体的运动意图，从而让外骨骼根据设定好的角度进行助力运动，节省人的体力，但是这类方法无法知晓外部负载的实际重量，也不知道外部负载是否直接加载到了操作员身上，所以会发生误判断，当穿戴外骨骼的工作人员弯腰，但是没有实际带上负载，起身的时候外骨骼会根据髋关节角度施加助力，导致人体的过分运动，产生安全隐患。目前常用的下肢外骨骼，腰部外骨骼通过腰部的弯腰动作，或者惯性传感器判断人体的运动意图，从而让外骨骼根据设定好的角度进行助力运动，节省人的体力，但是这类方法无法知晓外部负载的实际重量，也不知道外部负载是否直接加载到了操作员身上，所以会发生误判断，当穿戴外骨骼的工作人员弯腰，但是没有实际带上负载，起身的时候外骨骼会根据髋关节角度施加助力，导致人体的过分运动，产生安全隐患。或者使得使用外骨骼的使用者觉得机器在不需要助力的时候给出了额外错误的助力。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法，包括人体以及人体上穿戴设置的外骨骼本体，所述外骨骼本体通过其肩部绑带固定连接有第一软带，所述第一软带的自由端固定连接有外部负载检测装置，所述外部负载检测装置通过其内部设置的数字式侦测传感器和模拟式侦测传感器固定连接有刚性件，所述刚性件的底部固定连接有第二软带，所述第二软带的自由端固定连接有刚性挂钩。作为本专利技术进一步的方案：所述数字式侦测传感器包括第一壳体，所述第一壳体的一侧固定连接有第二刚性连接件，所述第一壳体的另一侧设置有第二壳体，所述第一壳体的内部设置有数字开关，所述第二壳体的一侧一体成型设置有第一钢件套管，所述第一钢件套管的内部设置有第一刚性连接件，所述第一刚性连接件位于第二壳体内部的一侧固定连接有尼龙缓冲件，所述第二壳体的内部且位于尼龙缓冲件的外壁套设有压缩弹簧，所述模拟式侦测传感器包括第三壳体，所述第三壳体的一侧固定连接有第四刚性连接件，所述第三壳体的另一侧设置有第四壳体，所述第四壳体的一侧一体成型设置有第二钢管套件，所述第二钢管套件的内部滑动连接有第三刚性连接件，所述第三刚性连接件的一侧设置有力学传感器，所述力学传感器上设置有压力应变器。作为本专利技术再进一步的方案：所述第一刚性连接件和第三刚性连接件通过第二软带与刚性挂钩固定连接，所述第二刚性连接件和第四刚性连接件均通过第一软带与外骨骼本体固定连接。作为本专利技术再进一步的方案：所述第一钢件套管与第一刚性连接件之间进行滑动位移，且滑动位移的距离为1-5mm。一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置的使用方法，具体步骤如下：步骤一：将外骨骼本体穿戴在身上后，并依次将第一软带、外部负载检测装置、刚性件、第二软带、刚性挂钩进行连接安装；步骤二：当需要负载物体使，将外部负载物体挂在刚性挂钩上，加载的重力通过第二软带传递到刚性件上，使外部负载检测装置中的数字式侦测传感器进行检测，产生负载信号，传递信号给外骨骼本体，从而使的外骨骼本体根据则个信号产生助力运动，当外部负载不在挂载在刚性挂钩上的时候，外部负载检测装置中的数字式侦测传感器检测不到外部的挂载力信号时候，该信号同样会传送到外骨骼本体设备中的运动控制器，停止外骨骼本体的外部助力。作为本专利技术再进一步的方案：所述步骤二中外部负载检测装置的数字式侦测传感器进行检测原理为，第一刚性连接件通过第一钢件套管做滑动位移，带动尼龙缓冲件进行移动，在压缩弹簧的弹性作用下，尼龙缓冲件会压倒数字开关，从而输出信号开启，外部负载物体挂上后，通过第二软带拉动第一刚性连接件，压缩弹簧、尼龙缓冲件离开数字开关，输出信号关闭，这样，这个传感器就可以反馈实际的负载是否和外骨骼本体连接，从而驱动后续外骨骼本体的程序动作，所述步骤二中外部负载检测装置外部负载检测装置的模拟式侦测传感器进行检测原理为，当外部负载物体挂上外骨骼本体后，通过第二软带拉动第三刚性连接件，使得力学传感器上的压力应变器产生微量形变，通过压力应变器将微量形变信号转换成电信号，这样外部负载检测装置就可以反馈实际的负载是否和外骨骼连接，从而驱动后续的外骨骼本体的程序动作，并且能根据电信号的大小检测物体的实际重量。与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中的外部负载检测装置将会侦测外部负载是否加载到了外骨骼本体上，当物体实际被穿戴外骨骼本体的工作人员加载到外骨骼本体上时，结合髋关节角度传感器，施加正确的助力大小和方向，使得外骨骼正确助力的作用，通过外骨骼本体进行辅助，检测外骨骼本体工作过程中的外部负载，从而给出正确的助力大小和方向，协助穿戴外骨骼本体的辅助人体进行工作，当没有外部负载时，外骨骼本体的工作软件根据外部负载检测装置的输入，将不会施加助力命令到外骨骼本体的电机上，避开过度助力，去除安全隐患，同时也会根据实际负载决定是否加载争取的助力给外骨骼本体，减少穿戴者的不适。附图说明图1为一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法的穿戴结合正侧面结构示意图。图2为一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法的穿戴结合后侧面结构示意图。图3为一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法的本产品整体正侧结构示意图。图4为一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法中数字式侦测传感器剖面图。图5为一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置和方法中模拟式侦测传感器剖面图。图中：人体1、外骨骼本体2、第一软带3、外部负载检测装置4、刚性件5、第二软带6、刚性挂钩7、第一壳体8、第二壳体9、压缩弹簧10、第一钢件套管11、第一刚性连接件12、尼龙缓冲件13、数字开关14、第二刚性连接件15、第三壳体16、第四壳体17、第二钢管套件18、第三刚性连接件19、力学传感器20、压力应变器21、第四刚性连接件22。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅图1～5，本专利技术实施例中，一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，包括人体1以及人体1上穿戴设置的外骨骼本体2，且外骨骼本体2为现有装置，所以不对其进行赘述，外骨骼本体2通过其肩部绑带固定连接有第一软带3，第一软带3的自由端固定连接有外部负载检测装置4，同时提供外骨骼本体2的上拉参考力，外部负载检测装置4通过其内部设置的数字式侦测传感器和模拟式侦测传感器固定连接有刚性件5，外部负载检测装置4与刚性件5互相间会产生微小的位移本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，包括人体(1)以及人体(1)上穿戴设置的外骨骼本体(2)，其特征在于：所述外骨骼本体(2)通过其肩部绑带固定连接有第一软带(3)，所述第一软带(3)的自由端固定连接有外部负载检测装置(4)，所述外部负载检测装置(4)通过其内部设置的数字式侦测传感器和模拟式侦测传感器固定连接有刚性件(5)，所述刚性件(5)的底部固定连接有第二软带(6)，所述第二软带(6)的自由端固定连接有刚性挂钩(7)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，包括人体(1)以及人体(1)上穿戴设置的外骨骼本体(2)，其特征在于：所述外骨骼本体(2)通过其肩部绑带固定连接有第一软带(3)，所述第一软带(3)的自由端固定连接有外部负载检测装置(4)，所述外部负载检测装置(4)通过其内部设置的数字式侦测传感器和模拟式侦测传感器固定连接有刚性件(5)，所述刚性件(5)的底部固定连接有第二软带(6)，所述第二软带(6)的自由端固定连接有刚性挂钩(7)。


2.根据权利要求1所述的一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，其特征在于：所述数字式侦测传感器包括第一壳体(8)，所述第一壳体(8)的一侧固定连接有第二刚性连接件(15)，所述第一壳体(8)的另一侧设置有第二壳体(9)，所述第一壳体(8)的内部设置有数字开关(14)，所述第二壳体(9)的一侧一体成型设置有第一钢件套管(11)，所述第一钢件套管(11)的内部设置有第一刚性连接件(12)，所述第一刚性连接件(12)位于第二壳体(9)内部的一侧固定连接有尼龙缓冲件(13)，所述第二壳体(9)的内部且位于尼龙缓冲件(13)的外壁套设有压缩弹簧(10)，所述模拟式侦测传感器包括第三壳体(16)，所述第三壳体(16)的一侧固定连接有第四刚性连接件(22)，所述第三壳体(16)的另一侧设置有第四壳体(17)，所述第四壳体(17)的一侧一体成型设置有第二钢管套件(18)，所述第二钢管套件(18)的内部滑动连接有第三刚性连接件(19)，所述第三刚性连接件(19)的一侧设置有力学传感器(20)，所述力学传感器(20)上设置有压力应变器(21)。


3.根据权利要求2所述的一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，其特征在于：所述第一刚性连接件(12)和第三刚性连接件(19)通过第二软带(6)与刚性挂钩(7)固定连接，所述第二刚性连接件(15)和第四刚性连接件(22)均通过第一软带(3)与外骨骼本体(2)固定连接。


4.根据权利要求2所述的一种基于辅助传感器的外骨骼负载检测装置，其特征在于：所述第一钢件套管(11)与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐振华，
申请(专利权)人：上海傲鲨智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31