接。所述第四固定結(jié)構(gòu)用于固定在使用者的腳部，以將所述腳支撐部件固定于使用者的腳部，所述第一控制器用于根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制所述腳支撐部件動作，以帶動腳部動作。在實際應(yīng)用中，也可以通過綁帶將腳支撐部件固定在使用者的腳部。當(dāng)然，將腳支撐部件固定在使用者腳部的固定結(jié)構(gòu)也可以為其他固定成型、符合人體工學(xué)的結(jié)構(gòu)，例如，金屬或者塑料卡扣。
[0036]本實施例中，所述第一連接部件3包括大腿連接桿，所述第二連接部件5包括小腿連接桿。所述第一關(guān)節(jié)部件2包括第一驅(qū)動器和髖關(guān)節(jié)，所述第二關(guān)節(jié)部件4包括第二驅(qū)動器和膝關(guān)節(jié)。所述第三關(guān)節(jié)部件包括第三驅(qū)動器和踝關(guān)節(jié)。
[0037]圖2為實施例一中動力外骨骼的一種行走狀態(tài)圖，圖3為實施例一中動力外骨骼的另一種行走狀態(tài)圖。如圖2和圖3所示，在行走模式下，動力外骨骼根據(jù)預(yù)先設(shè)定的人類行走步態(tài)周期進(jìn)行動作，例如，第一驅(qū)動器向前轉(zhuǎn)動使大腿抬起，第二驅(qū)動器向后轉(zhuǎn)動使小腿垂向地面，第三驅(qū)動器轉(zhuǎn)動使腳底從腳尖接觸地面轉(zhuǎn)向腳掌完全接觸地面，或者使腳跟離開地面到腳底完全離開地面。
[0038]本實施例中，所述運動狀態(tài)參數(shù)包括手臂的擺動幅度以及大臂與小臂之間的肘關(guān)節(jié)角度?？蛇x的，所述運動狀態(tài)參數(shù)還包括手臂的擺動頻率。圖4為實施例一中動力外骨骼的擺動幅度示意圖。如圖4所示，動力外骨骼的擺動幅度表示為第一角度α，所述第一角度α為手臂向前或向后擺動時，大臂與人體中心軸之間形成的角度。圖5為實施例一中動力外骨骼的肘關(guān)節(jié)角度示意圖。如圖5所示，動力外骨骼的肘關(guān)節(jié)角度表示為第二角度β，所述第二角度β為肘關(guān)節(jié)彎曲時，大臂與小臂之間的角度。
[0039]優(yōu)選的，所述第一傳感器包括加速度測量器、角度測量器，數(shù)據(jù)處理器。所述加速度測量器測量大臂與人體中心軸之間的角加速度，所述數(shù)據(jù)處理器根據(jù)所述角加速度計算手臂的擺動幅度和擺動頻率，所述角度測量器測量大臂與小臂之間的肘關(guān)節(jié)角度。所述第一傳感器1固定在人體左右兩側(cè)的肘關(guān)節(jié)，所述加速度測量器可以為加速度計或者陀螺儀，所述角度測量器可以為張力測量器，所述張力測量器測量大臂與小臂之間的角度。當(dāng)肘關(guān)節(jié)彎曲時產(chǎn)生的張力的大小反應(yīng)了肘關(guān)節(jié)的彎曲程度，所述彎曲程度即為肘關(guān)節(jié)角度?？蛇x的，所述第一傳感器還包括無線模塊，所述無線模塊用于向所述第一控制器傳輸測量信息，所述測量信息包括擺動幅度、擺動頻率以及肘關(guān)節(jié)角度。
[0040]本實施例提供的動力外骨骼包括第一連接部件、第二連接部件、第一關(guān)節(jié)部件、第二關(guān)節(jié)部件、第一固定結(jié)構(gòu)、第二固定結(jié)構(gòu)、第三固定結(jié)構(gòu)、第一傳感器以及第一控制器，所述第一傳感器獲取使用者的手臂的運動狀態(tài)參數(shù)，所述第一控制器根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制所述第一連接部件和所述第二連接部件動作，從而帶動大腿和小腿動作。本實施例獲取使用者的手臂的運動狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制第一連接部件和第二連接部件動作，從而實現(xiàn)運動控制，使得使用者能夠自然方便的對自身的步速和步伐進(jìn)行調(diào)控。本實施例提供的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，對使用者的操作能力要求較低，操作靈活性較高。另外，本實施例提供的技術(shù)方案可以適用于下肢完全失去行動功能的使用者，只要求使用者的手臂功能正常，因此具有較寬的適用范圍。
[0041]可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本實用新型的原理而采用的示例性實施方式，然而本實用新型并不局限于此。對于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型的精神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種動力外骨骼，其特征在于，包括第一連接部件、第二連接部件、第一關(guān)節(jié)部件、第二關(guān)節(jié)部件、第一固定結(jié)構(gòu)、第二固定結(jié)構(gòu)、第三固定結(jié)構(gòu)、第一傳感器以及第一控制器，所述第一連接部件與所述第二連接部件通過所述第二關(guān)節(jié)部件連接，所述第一固定結(jié)構(gòu)與所述第一連接部件通過第一關(guān)節(jié)部件連接，所述第二固定結(jié)構(gòu)與所述第一連接部件連接，所述第三固定結(jié)構(gòu)與所述第二連接部件連接； 所述第一固定結(jié)構(gòu)用于固定在使用者的腰部，以將所述第一關(guān)節(jié)部件固定于使用者的腰部； 所述第二固定結(jié)構(gòu)用于固定在使用者的大腿，以將所述第一連接部件固定于使用者的大腿； 所述第三固定結(jié)構(gòu)用于固定在使用者的小腿，以將所述第二連接部件固定于使用者的小腿； 所述第一傳感器用于獲取使用者的手臂的運動狀態(tài)參數(shù)； 所述第一控制器用于根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制所述第一連接部件和所述第二連接部件動作，以帶動大腿和小腿動作。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，所述運動狀態(tài)參數(shù)包括手臂的擺動幅度以及大臂與小臂之間的肘關(guān)節(jié)角度。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力外骨骼，其特征在于，所述運動狀態(tài)參數(shù)還包括手臂的擺動頻率。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，所述第一連接部件包括大腿連接桿，所述第二連接部件包括小腿連接桿。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，所述第一關(guān)節(jié)部件包括第一驅(qū)動器和髖關(guān)節(jié)，所述第二關(guān)節(jié)部件包括第二驅(qū)動器和膝關(guān)節(jié)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，還包括腳支撐部件、第三關(guān)節(jié)部件和第四固定結(jié)構(gòu)，所述腳支撐部件與所述第二連接部件通過所述第三關(guān)節(jié)部件連接，所述第四固定結(jié)構(gòu)與所述腳支撐部件連接； 所述第四固定結(jié)構(gòu)用于固定在使用者的腳部，以將所述腳支撐部件固定于使用者的腳部； 所述第一控制器用于根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制所述腳支撐部件動作，以帶動腳部動作。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的動力外骨骼，其特征在于，所述第三關(guān)節(jié)部件包括第三驅(qū)動器和踩關(guān)節(jié)。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，所述第一傳感器包括加速度測量器、數(shù)據(jù)處理器和角度測量器； 所述加速度測量器用于測量大臂與人體中心軸之間的角加速度； 所述數(shù)據(jù)處理器用于根據(jù)所述角加速度計算手臂的擺動幅度和擺動頻率； 所述角度測量器用于測量大臂與小臂之間的肘關(guān)節(jié)角度。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力外骨骼，其特征在于，所述第一傳感器設(shè)置在使用者的肘-V- -++-
【專利摘要】本實用新型公開了一種動力外骨骼，所述動力外骨骼包括第一連接部件、第二連接部件、第一關(guān)節(jié)部件、第二關(guān)節(jié)部件、第一固定結(jié)構(gòu)、第二固定結(jié)構(gòu)、第三固定結(jié)構(gòu)、第一傳感器以及第一控制器。本實用新型獲取使用者的手臂的運動狀態(tài)參數(shù)，根據(jù)所述運動狀態(tài)參數(shù)控制第一連接部件和第二連接部件動作，從而實現(xiàn)運動控制，使得使用者能夠自然方便的對自身的步速和步伐進(jìn)行調(diào)控。本實用新型提供的技術(shù)方案結(jié)構(gòu)簡單，對使用者的操作能力要求較低，操作靈活性較高。另外，本實用新型提供的技術(shù)方案可以適用于下肢完全失去行動功能的使用者，只要求使用者的手臂功能正常，因此具有較寬的適用范圍。
【IPC分類】A61H3/00
【公開號】CN205094946
【申請?zhí)枴緾N201520881634
【發(fā)明人】張瑩, 桂仲成, 張憶非, 趙凱, 谷玉, 丁洪利
【申請人】京東方科技集團股份有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年11月5日