【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于仿生机器人与可穿戴助力设备，具体地，涉及一种基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼及方法。
技术介绍
1、随着制造业自动化升级进程加速，叠加老龄化社会的到来，劳动力在工业搬运、高频举升作业及医疗康复护理等场景中，面临的负担问题愈发突出。为缓解人力疲劳、降低运动性损伤风险，柔性可穿戴外骨骼技术成为极具潜力的解决方案，其通过仿生结构与驱动系统，为人体特定部位提供物理助力，辅助完成各类动作。
2、当前，市场上的外骨骼装置多采用多电机控制架构，搭配刚性骨架结构，以实现人体各部位的独立助力。然而，这类系统存在诸多固有缺陷：一方面，多电机与刚性骨架的组合，使得设备质量大、笨重，不仅增加穿戴者的额外负担，还导致穿戴流程复杂，对不同体型、动作姿态的适应性差；另一方面，多电机系统大幅提升了算法协调与整体系统控制的复杂度，在工业搬运等动态任务中，当穿戴者需同时或交替调用躯干、手臂进行负重操作时，多电机的协同控制难题更为凸显，且设备成本居高不下。
3、与此同时，柔性结构逐步成为可穿戴机器人领域的发展趋势。其中，折纸结构（尤其...
【技术保护点】
1.一种基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，包括固定模块、控制模块（7）、动力模块、折纸模块和感知模块，所述控制模块（7）和动力模块固定在固定模块上，折纸模块通过行程套筒（16）固定安装在固定模块上，且折纸模块通过联轴器（12）与动力模块的输出端连接，感知模块设置在固定模块上，感知模块与控制模块（7）无线连接，感知模块用来实时监测穿戴者的运动状态，以实现动态助力调节。
2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，所述固定模块包括背部固定硬板（15）、背部背带（2）、腰带（6）、手臂绑带（4）、绑绳（1）和大腿绑带（8...
【技术特征摘要】
1.一种基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，包括固定模块、控制模块（7）、动力模块、折纸模块和感知模块，所述控制模块（7）和动力模块固定在固定模块上，折纸模块通过行程套筒（16）固定安装在固定模块上，且折纸模块通过联轴器（12）与动力模块的输出端连接，感知模块设置在固定模块上，感知模块与控制模块（7）无线连接，感知模块用来实时监测穿戴者的运动状态，以实现动态助力调节。
2.根据权利要求1所述的基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，所述固定模块包括背部固定硬板（15）、背部背带（2）、腰带（6）、手臂绑带（4）、绑绳（1）和大腿绑带（8）；所述背部固定硬板（15）固定在背部背带（2）的内部，背部固定硬板（15）用于安装控制模块和动力模块；背部背带（2）与腰带（6）相连，形成躯干固定部分；动力模块和控制模块（7）固定在腰带（6）上；手臂绑带（4）用于固定在手臂部位，手臂绑带（4）通过绑绳与控制模块连接，手臂绑带（4）通过绑绳（1）与第二折纸结构（3）的顶部固定连接；大腿绑带（8）用于固定在大腿部位，大腿绑带（8）与腰带（6）相连；背部背带（2）、腰带（6）、手臂绑带（4）和大腿绑带（8）均可根据穿戴者体型进行调整。
3.根据权利要求1所述的基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，所述控制模块（7）包括嵌入式控制系统、无线通信模块和电源管理单元；电源管理单元用于给嵌入式控制系统和无线通信模块供电，嵌入式控制系统与无线通信模块相连，无线通信模块与电机驱动模块（9）相连；嵌入式控制系统基于"人在环中"算法控制电机驱动，将控制信号通过无线通信模块传送给电机驱动模块（9），从而控制电机（11）的运行。
4.根据权利要求1所述的基于折纸结构的单电机腰臂助力外骨骼，其特征在于，所述动力模块包括电机（11）、电机驱动模块（9）、供电电源（10）和防护盖（17）；所述供电电源（10）通过线缆与电机驱动模块（9）形成电性连接，为电机驱动模块（9）提供工作所需的电力；电机驱动模块（9）与电机（11）通过线缆连接，接收控制模块的指令后，控制电机的启停、转速及扭矩输出；电机驱动模块（9）与控制模块（7）通过线路实现电性连接；防护盖（17）盖装在电机驱动模块（9）上...
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