可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，主要包括躯干支架、大腿支架、小腿支架、髋部电机、膝部电机、躯干倾角传感器和控制模块等；躯干支架绑定在用户上身；大腿支架绑定在用户大腿上，小腿支架绑定在用户小腿上；脚部支撑板设置在用户脚底；躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接；大腿支架与小腿支架分别固定在膝部电机的定子和转子上；小腿支架与脚部支撑板活动连接；控制模块分别与腕表、躯干倾斜传感器、髋部电机、膝部电机等连接。本实用新型装置可支撑用户整个身体，下肢无力的用户亦可使用。对于下肢重度瘫痪的用户，能让用户重新用自己的双脚站起来，进行简单的散步，能帮助用户减缓腿部肌肉的萎缩；帮助下肢正常功能的恢复。
【专利说明】
可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种康复装置，特别是涉及一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，用于协助下肢瘫痪行走和康复。【背景技术】
[0002]据相关调查数据显示，目前世界上的截瘫用户人数逐年增多，不仅给用户造成较大的经济负担，同时也造成了一定的心理负担。因此，截瘫助行与康复已经成为一个日益严峻的社会问题。近年来，由于各种各样的原因(例如地震等自然灾害)，我国下肢瘫痪的人数已经达到了数十万。对于那些完全瘫痪的用户而言，纯粹的药物治疗和手术治疗无法使用户彻底康复，因此，需要借助康复工程的手段去改善或代替瘫痪病人失去的功能。
[0003]康复型外骨骼是一种穿戴在下肢，由电机关节带动下肢运动功能障碍用户相应关节运动，达到训练/代偿行走功能的机械装置。为了解决截瘫病人长期卧床或者坐轮椅引起的压疮和肌肉萎缩等疾病，帮助他们站立和行走，提高其生活质量，并减轻用户家庭和社会的经济负担，研究开发具有高科技含量和自主知识产权的康复型外骨骼和相应的协同外骨骼骼模式控制具有十分重要的实际意义。【实用新型内容】
[0004]本实用新型目的在于提供一种可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，该装置使下肢重度瘫痪的用户重新用自己的双脚站起来，进行简单的散步，能帮助用户减缓腿部肌肉的萎缩。
[0005]本实用新型目的通过如下技术方案实现:
[0006]可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，主要包括躯干支架、大腿支架、小腿支架、髋部电机、髋部电机角度传感器、膝部电机、膝部电机角度传感器、脚底压力传感器、躯干倾角传感器、控制模块、腕表、拐杖、拐杖触地压力传感器和脚部支撑板;其中，髋部电机包括左腿髋部电机和右腿髋部电机;髋部电机角度传感器包括左腿髋部电机角度传感器和右腿髋部电机角度传感器;膝部电机包括左腿膝部电机和右腿膝部电机;膝部电机角度传感器包括左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器;脚底压力传感器包括左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器;拐杖有两根，分别为左拐杖和右拐杖，触地压力传感器包括左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器；
[0007]所述躯干支架绑定在用户上身；大腿支架绑定在用户大腿上，小腿支架绑定在用户小腿上;脚部支撑板设置在用户脚底;躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接;髋部电机的定子与躯干支架固定，髋部电机的转子与大腿支架固定;大腿支架与小腿支架分别膝部电机的定子和转子连接;小腿支架与脚部支撑板活动连接;脚部支撑板下安装了脚底压力传感器；
[0008]所述左腿髋部电机角度传感器和右腿髋部电机角度传感器分别设置在左腿髋部电机和右腿髋部电机上；左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器分别设置左腿膝部电机和右腿膝部电机上;左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器分别设置在左右两脚部支撑板上;左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器分别设置在左右两拐杖下端;躯干倾斜传感器安装在躯干支架上；
[0009]所述控制模块分别与腕表、髋部电机角度传感器、膝部电机角度传感器、脚底压力传感器、躯干倾斜传感器、拐杖触地压力传感器、髋部电机、膝部电机连接。
[0010]为进一步与实现本实用新型目的，优选地，所述髋部电机的定子与躯干支架通过螺丝固定，髋部电机的转子与大腿支架通过可拔插结构固定。
[0011]优选地，所述大腿支架与小腿支架分别膝部电机的定子和转子连接是指大腿支架与小腿支架通过膝部电机连接，其中膝部电机的定子与大腿支架通过螺丝固定，膝部电机的转子与小腿支架通过可拔插结构固定。
[0012]髋部电机、膝部电机的定子均通过螺丝固定在大腿支架上，髋部电机的转子与躯干支架通过可拔插结构连接，膝部电机的转子与小腿支架通过可拔插结构连接，使得穿戴过程极为便捷，只须先分别通过绑带佩戴好小腿支架、大腿支架以及躯干支架，然后通过可拔插结构将上述支架拼接起来即可使用，便于患者自行佩戴，整个佩戴过程不需要其他人的帮助。
[0013]躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接;髋部电机的定子与大腿支架通过螺丝固定，髋部电机的转子与躯干支架通过可拔插结构连接;当髋部电机转动时，固定在定子上的大腿支架与连接在转子上的躯干支架被转动的电机带动并产生相对角度运动;髋部电机控制两者相对角度运动。
[0014]优选地，可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置还包括语音提示模块，语音提示模块与控制器连接。
[0015]优选地，所述控制模块分别与左腿髋部电机角度传感器、右腿髋部电机角度传感器、左腿膝部电机角度传感器、右腿膝部电机角度传感器、左脚脚底压力传感器、右脚脚底压力传感器、左拐杖触地压力传感器、右拐杖触地压力传感器、左腿髋部电机、右腿髋部电机、左腿膝部电机和右腿膝部电机连接。
[0016]优选地，所述左拐杖和右拐杖分别通过用户的左右手握住。
[0017]优选地，所述的绑定通过绑带进行[〇〇18]优选地，所述控制模块设置在用户的背部。
[0019]优选地，所述控制模块选用1.MX 6系列应用处理器中的一种，与髋部电机和膝部电机的通信采用USB进行，与各种传感器的通信采用CAN进行，与腕表的通信采用无线射频进行。
[0020]优选地，所述腕表主要由无线射频模块和按钮组成，无线射频模块与控制模块信号连接。[0021 ]相对于现有技术，本实用新型具有如下优点:[〇〇22]1、可以支持特殊用户。现有下肢康复装置大多只起辅助承力作用，需要用户有一定下肢力量，而本实用新型所述的外骨骼机械腿康复装置可支撑用户整个身体，下肢无力的用户亦可使用。对于下肢重度瘫痪的用户，一则能让用户重新用自己的双脚站起来，进行简单的散步，具备一定的自理能力，二则能帮助用户减缓腿部肌肉的萎缩;对于下肢轻度瘫痪用户，该行走模式有助于其下肢正常功能的恢复。
[0023]2、可以实现多种功能。现有下肢康复装置只为用户的主动动作提供辅助，而本实用新型的外骨骼机械腿康复装置可根据用户的重心偏移等姿态触发并带动用户的身体完成站立、坐下、行走等动作。[〇〇24]3、触发方式双保险。若用户未通过腕表12上的按钮操作选择“站立”、“坐下”和“行走”等运动模式，其他身体动作不会触发外骨骼机械腿装置的站立动作;如用户通过按钮操作选择“行走”模式后，腕表12中的无线射频模块与控制模块11进行通信，通知后者用户选择了 “行走”模式，后者随即根据传感器组采集的数据，开始实时判别用户身体姿态是否满足触发条件。一旦控制模块11检测到用户身体姿态动作满足触发条件，则向电机组发出相应指令，控制电机组转动完成相应动作，触发“迈脚”。也就是说，用户必须既通过腕表12的按钮选择了 “行走”模式，同时身体姿态又满足了一定触发条件，才会触发机械腿“迈脚”。这样即可避免单一触发方式的误触发风险，提高安全系数。
[0025]4、用户使用安全。控制模块11通过传感器组对用户身体姿态的数据(包括躯干倾角、脚底压力等)进行实时监控和分析，判断上述数据是否超出正常范围。当用户出现重心不稳或摔倒等突发情况，控制模块11会检测到上述数据超出正常范围，这时将立即采取应对措施，确保用户安全。譬如，重心不稳时会控制机械腿停止动作，摔倒时会通过语音模块 16发出警报求助。
[0026]5、安全保证性高。本实用新型的康复装置行走控制方法中，定义的所有状态处于一个闭环当中，所有其他未定义状态均为异常状态，其稳定性和安全性得到很大保障。另夕卜，各电机均设有机械限位装置，即使电机发生异常即将超出正常角度范围，也会被限位装置锁住，由此杜绝了电机超出正常角度范围导致用户关节受伤的可能。
[0027]6、佩戴极为便捷。本实用新型的康复装置的机械结构中，髋部电机、膝部电机的定子均通过螺丝固定在大腿支架上，髋部电机的转子与躯干支架通过可拔插结构连接，膝部电机的转子与小腿支架通过可拔插结构连接，使得穿戴过程极为便捷，只须先分别通过绑带佩戴好小腿支架、大腿支架以及躯干支架，然后通过可拔插结构将上述支架拼接起来即可使用，便于患者自行佩戴，整个佩戴过程不需要其他人的帮助。【附图说明】
[0028]图1是可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的整体机械结构示意图。
[0029]图2是图1中控制模块与相关部件的连接关系图。
[0030]图3(a)是图1可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置正向示意简图。
[0031]图3(b)是图1可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置右向示意简图。
[0032]图中示出:躯干支架1、大腿支架2、小腿支架3、髋部电机4、髋部转角传感器5、膝部电机6、膝部转角传感器7、脚底压力传感器8、躯干倾角传感器9、绑带10、控制模块11、腕表 12、拐杖13、触地压力传感器14、脚部支撑板15、语音模块16、左腿髋部电机角度传感器5_1、 右腿髋部电机角度传感器5_2、左腿膝部电机角度传感器7_1、右腿膝部电机角度传感器7_ 2、左脚脚底压力传感器8_1、右脚脚底压力传感器8_2、躯干倾斜传感器9、左拐杖触地压力传感器14_1、右拐杖触地压力传感器14_2、左腿髋部电机4_1、右腿髋部电机4_2,左腿膝部电机6_1、右腿膝部电机6_2。【具体实施方式】
[0033]为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但实施方式不构成对本实用新型保护范围的限定。
[0034]图1是可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的整体机械结构示意图。如图1所示，可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置主要包括躯干支架1、大腿支架2、小腿支架3、髋部电机4、 髋部电机角度传感器5、膝部电机6、膝部电机角度传感器7、脚底压力传感器8、躯干倾角传感器9、控制模块11、腕表12、拐杖13、触地压力传感器14、脚部支撑板15和语音提示模块 16;其中，髋部电机4包括左腿髋部电机4_1和右腿髋部电机4_2;髋部电机角度传感器5包括左腿髋部电机角度传感器5_1和右腿髋部电机角度传感器5_2;膝部电机6包括左腿膝部电机6_1和右腿膝部电机6_2;膝部电机角度传感器7包括左腿膝部电机角度传感器7_1和右腿膝部电机角度传感器7_2;脚底压力传感器8包括左脚脚底压力传感器8_1和右脚脚底压力传感器8_2;触地压力传感器14包括左拐杖触地压力传感器14 j和右拐杖触地压力传感器 14_2;拐杖13有两根，分别通过用户的左右手握住。[〇〇35]躯干支架1绑定在用户上身;大腿支架2绑定在用户大腿上，小腿支架3绑定在用户小腿上;脚部支撑板15设置在用户脚底;所述的绑定通过绑带10进行;躯干支架1与大腿支架2通过髋部电机4连接;髋部电机4的定子与大腿支架2通过螺丝固定，髋部电机4的转子与躯干支架1通过可拔插结构连接;当髋部电机4转动时，固定在定子上的大腿支架2与连接在转子上的躯干支架1被转动的电机带动并产生相对角度运动;髋部电机4控制两者相对角度运动;大腿支架2与膝部电机6的定子通过螺丝固定，小腿支架3与膝部电机6的转子通过可拔插结构连接;膝部电机6连接着大腿支架2与小腿支架3并控制两者相对角度运动;小腿支架3与脚部支撑板15活动连接。脚部支撑板15承受着用户身体的重量，脚部支撑板15上安装了脚底压力传感器8;脚底压力传感器产生的信号代表有力施加于它，其压力值取决于用户的姿态。
[0036]左腿髋部电机角度传感器5 j和右腿髋部电机角度传感器5_2分别设置在左腿髋部电机4 j和右腿髋部电机4_2上；左腿膝部电机角度传感器乙1和右腿膝部电机角度传感器7_2分别设置左腿膝部电机6_1和右腿膝部电机6_2上;左脚脚底压力传感器8_1和右脚脚底压力传感器8_2分别设置在左右两脚部支撑板15上；左拐杖触地压力传感器14 j和右拐杖触地压力传感器14_2分别设置在左右两拐杖13下端。躯干倾斜传感器9安装在躯干支架1 上。
[0037]如图2所示，控制模块11分别与腕表12、髋部电机角度传感器5、膝部电机角度传感器7、脚底压力传感器8、躯干倾斜传感器9、拐杖触地压力传感器14、髋部电机4、膝部电机6 连接。腕表12用来手动选择运动模式;躯干倾角传感器9检测用户躯干的倾斜角度;膝部电机角度传感器7用以检测膝部电机6转角的转角;髋部电机角度传感器5用以检测髋部电机4 转角;脚底压力传感器8检测脚底所受压力大小;拐杖13用于支撑身体，行走时保持平衡等； 触地压力传感器14检测拐杖13所受压力大小。控制模块11设置在用户的背部。具体而言，控制模块11分别与腕表12、左腿髋部电机角度传感器5_1、右腿髋部电机角度传感器5_2、左腿膝部电机角度传感器7_1、右腿膝部电机角度传感器7_2、左脚脚底压力传感器8_1、右脚脚底压力传感器8_2、躯干倾斜传感器9、左拐杖触地压力传感器14_1、右拐杖触地压力传感器14_2、左腿髋部电机4_1、右腿髋部电机4_2、左腿膝部电机6_1和右腿膝部电机6_2连接。髋部电机角度传感器5、膝部电机角度传感器7、脚底压力传感器8、躯干倾斜传感器9和拐杖触地压力传感器14构成本实用新型各种传感器。
[0038]髋部电机5、膝部电机7的定子均通过螺丝固定在大腿支架2上，髋部电机5的转子与躯干支架1通过可拔插结构连接，膝部电机7的转子与小腿支架3通过可拔插结构连接，使得穿戴过程极为便捷，只须先分别通过绑带佩戴好小腿支架3、大腿支架2以及躯干支架1， 然后通过可拔插结构将上述支架拼接起来即可使用，便于患者自行佩戴，整个佩戴过程不需要其他人的帮助。[〇〇39] 控制模块11可选用Freescale公司的1.MX 6系列应用处理器，与髋部电机4和膝部电机6的通信采用USB进行，除了与腕表12及拐杖触地压力传感器14的通信采用无线射频进行外，与其他各种传感器的通信均采用CAN进行。
[0040]腕表12主要由无线射频模块和按钮组成，无线射频模块用于与控制模块11通信， 按钮用于选择“站立”、“坐下”和“行走”运动模式。
[0041]“站立”是对可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置进行控制，使其从坐姿态向平行站立姿态平稳、安全变换；当用户使用腕表选择了 “站立”运动模式后，若身体姿态不满足站立触发条件，控制模块向语音模块发出消息，后者提醒用户调整姿态，直至控制模块检测到用户满足站立触发条件;用户根据语音提示中的具体操作指引调整身体姿态；
[0042]“坐下”是对可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置进行控制，使其从平行站立姿态向坐姿态平稳、安全变换；当用户使用腕表选择了 “坐下”运动模式后，若身体姿态不满足坐下触发条件，控制模块向语音模块发出消息，后者提醒用户调整姿态，直至控制模块检测到用户满足坐下触发条件;用户根据语音提示中的具体操作指引调整身体姿态；
[0043]“行走”是对可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置进行控制，使其在不同站立状态下向前带动用户稳定、安全行走，利用可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置带动下肢瘫痪病人行走;在正常的行走过程中，用户会在两种状态中切换，包括:双脚平行站立和一脚前一脚后状态，第二种状态包括左脚在前站立以及右脚在前站立。本实用新型中，“步态初始化进程”即为用户从双脚平行站立状态向一脚前一脚后状态的转换；“步态维持进程”即为用户从“左脚前右脚后”状态向“右脚前左脚后”状态或者从“右脚前左脚后”状态向“左脚前右脚后”状态的转换。一个完整的行走过程由“步态初始化进程”开始，接着是“步态维持进程”的循环，最后随着“步态维持进程”的终止，即收回前脚恢复双脚平行站立状态而结束。当一个用户通过腕表12选择了“行走”模式之后，控制系统11开始通过躯干倾角传感器9和脚部支撑板处的脚底压力传感器8以及拐杖触地压力传感器14检测用户是否前倾、重心是否移动;若在指定时间T之内，用户上身前倾，并将重心往右侧移动，则右脚脚底的压力会增大， 左脚的压力则会减小，倾角传感器9和压力传感器8采集到信号并将数据传输给控制模块 11。控制模块11根据收到倾角传感器9和脚底的压力传感器8传来的数据，判断系统目前状态满足切换条件，便会成功完成步态初始化;控制模块11控制左腿髋部电机4_1、右腿髋部电机4_2、左腿膝部电机6_1、右腿膝部电机6_2按照设定好的速度和角度转动，带动大腿支架2和小腿支架3迈出左或右脚，系统随即会记录下目前的状态为“迈出左(右)脚”，接下来进行步态的维持;若在指定时间T内没有同时检测到倾角传感器和双脚压力传感器大小的变化，即控制模块11根据倾角传感器9和压力传感器8传来的数据，判断系统目前状态不满足切换条件，则步态初始化的进程停止，用户继续维持在双脚平行站立状态。当用户成功迈出左或右脚后，用户处于左或右脚在前姿态，在迈出新的一步前，即迈出右或左脚前，控制模块11继续通过倾角传感器9、压力传感器8以及触地传感器14检测用户的躯干是否前倾、 重心是否偏移;若在指定时间T内，用户上身倾斜并将重心侧移至左(或右)脚，倾角传感器9 和压力传感器8采集到信号并将数据传输给控制模块11;控制模块11根据倾角传感器9和压力传感器8传来的数据，将判断系统目前状态满足切换条件，此时，控制模块将控制髋部电机和膝部电机按照设定好的速度和角度转动，带动大腿支架和小腿支架向前迈出右(或左) 脚；
[0044]倘若在步态初始化及步态维持过程中，控制模块11通过传感器返回的数据判断系统不满足正常站立姿态条件(用户正处于跌倒姿态或者其他未定义姿态)，则系统会立即停止步态初始化进程或者步态维持进程，系统的警报装置也会发出警报。例如，压力值、躯干倾角值或电机转角值等参数超出上述正常范围达到ls，即判别为“异常状态”，控制模块11 将对用户执行保护措施，直至收到进一步的指令以解除“异常状态”。这些保护措施包括但不限于:用户重心不稳时，控制电机停止转动，或反向转动使用户重新变回坐姿；用户摔倒时，控制语音模块16发出警报以请求他人救援。
[0045]本实用新型有如下优点:
[0046]1、触发方式双保险。在步态初始化进程中，即用户从从坐到站后卖出第一步时，若用户未通过腕表12上的按钮操作选择“行走”等模式，则其身体动作不会触发外骨骼机械腿装置的行走动作；用户通过按钮操作选择“行走”模式后，腕表12中的无线射频模块与控制模块11进行通信，通知后者用户选择了 “行走”模式，后者随即根据传感器组采集的数据， 开始实时判别用户身体姿态是否满足触发条件。一旦控制模块11检测到用户身体姿态动作满足触发条件，则向电机组发出相应指令，控制电机组转动完成相应动作，触发“迈脚”。也就是说，迈第一步时，用户必须既通过腕表12的按钮选择了 “行走”模式，同时身体姿态又满足了一定触发条件，才会触发机械腿“迈脚”。这样即可避免单一触发方式的误触发风险，提高安全系数。
[0047]2、用户使用安全。控制模块11通过传感器组对用户身体姿态的数据(包括躯干倾角、脚底压力等)进行实时监控和分析，判断上述数据是否超出正常范围。当用户出现重心不稳或摔倒等突发情况，控制模块11会检测到上述数据超出正常范围，这时将立即采取应对措施，确保用户安全。譬如，重心不稳时会控制机械腿停止动作，摔倒时会通过语音模块 16发出警报求助。
[0048]3、可以支持特殊用户。现有下肢康复装置大多只起辅助承力作用，需要用户有一定下肢力量，而本实用新型所述的外骨骼机械腿康复装置可支撑用户整个身体，下肢无力的用户亦可使用。
[0049]4、可以实现多种功能。现有下肢康复装置只为用户的主动动作提供辅助，而本实用新型的外骨骼机械腿康复装置可根据用户的重心偏移等姿态触发并带动用户的身体完成站立、坐下、行走等动作。
[0050]5、安全保证性高。本实用新型的康复装置行走控制方法中，定义的所有状态处于一个闭环当中，所有其他未定义状态均为异常状态，其稳定性和安全性得到很大保障。另夕卜，各电机均设有机械限位装置，即使电机发生异常即将超出正常角度范围，也会被限位装置锁住，由此杜绝了电机超出正常角度范围导致用户关节受伤的可能。
[0051] 6、佩戴极为便捷。本实用新型的康复装置的机械结构中，髋部电机5、膝部电机7的定子均通过螺丝固定在大腿支架2上，髋部电机5的转子与躯干支架1通过可拔插结构连接， 膝部电机7的转子与小腿支架3通过可拔插结构连接，使得穿戴过程极为便捷，只须先分别通过绑带佩戴好小腿支架3、大腿支架2以及躯干支架1，然后通过可拔插结构将上述支架拼接起来即可使用，便于患者自行佩戴，整个佩戴过程不需要其他人的帮助。[〇〇52]以上实施方式仅用于说明本实用新型，而并非对本实用新型的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本实用新型的范畴，本实用新型的专利保护范围应由权利要求限定。
【主权项】
1.可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，主要包括躯干支架、大腿支架、小 腿支架、髋部电机、髋部电机角度传感器、膝部电机、膝部电机角度传感器、脚底压力传感 器、躯干倾角传感器、控制模块、腕表、拐杖、拐杖触地压力传感器和脚部支撑板;其中，髋部 电机包括左腿髋部电机和右腿髋部电机;髋部电机角度传感器包括左腿髋部电机角度传感 器和右腿髋部电机角度传感器;膝部电机包括左腿膝部电机和右腿膝部电机;膝部电机角 度传感器包括左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器;脚底压力传感器包括 左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器;拐杖有两根，分别为左拐杖和右拐杖，触地压 力传感器包括左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器；所述躯干支架绑定在用户上身；大腿支架绑定在用户大腿上，小腿支架绑定在用户小 腿上;脚部支撑板设置在用户脚底;躯干支架与大腿支架通过髋部电机连接;髋部电机的定 子与躯干支架固定，髋部电机的转子与大腿支架固定;大腿支架与小腿支架分别膝部电机 的定子和转子连接;小腿支架与脚部支撑板活动连接;脚部支撑板下安装了脚底压力传感 器；所述左腿髋部电机角度传感器和右腿髋部电机角度传感器分别设置在左腿髋部电机 和右腿髋部电机上;左腿膝部电机角度传感器和右腿膝部电机角度传感器分别设置左腿膝 部电机和右腿膝部电机上;左脚脚底压力传感器和右脚脚底压力传感器分别设置在左右两 脚部支撑板上；左拐杖触地压力传感器和右拐杖触地压力传感器分别设置在左右两拐杖下 端;躯干倾斜传感器安装在躯干支架上；所述控制模块分别与腕表、髋部电机角度传感器、膝部电机角度传感器、脚底压力传感 器、躯干倾斜传感器、拐杖触地压力传感器、髋部电机、膝部电机连接。2.根据权利要求1所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述髋部电 机的定子与躯干支架通过螺丝固定，髋部电机的转子与大腿支架通过可拔插结构固定。3.根据权利要求1或2所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述大 腿支架与小腿支架分别膝部电机的定子和转子连接是指大腿支架与小腿支架通过膝部电 机连接，其中膝部电机的定子与大腿支架通过螺丝固定，膝部电机的转子与小腿支架通过 可拔插结构固定。4.根据权利要求1所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，可穿戴仿 生外骨骼机械腿康复装置还包括语音提示模块，语音提示模块与控制模块连接。5.根据权利要求1或4所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述控 制模块分别与左腿髋部电机角度传感器、右腿髋部电机角度传感器、左腿膝部电机角度传 感器、右腿膝部电机角度传感器、左脚脚底压力传感器、右脚脚底压力传感器、左拐杖触地 压力传感器、右拐杖触地压力传感器、左腿髋部电机、右腿髋部电机、左腿膝部电机和右腿 膝部电机连接。6.根据权利要求1、2或4所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述 左拐杖和右拐杖分别通过用户的左右手握住。7.根据权利要求1、2或4所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述 的绑定通过绑带进行。8.根据权利要求5所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述控制模 块设置在用户的背部。9.根据权利要求1所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述控制模 块选用1.MX 6系列应用处理器中的一种。10.根据权利要求1所述的可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置，其特征在于，所述腕表 主要由无线射频模块和按钮组成，无线射频模块与控制模块信号连接。
【文档编号】A61H3/00GK205586203SQ201521133879
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2015年12月29日
【发明人】史景伦, 赵伟健, 佘翰笙, 王燕芳, 曾纪均
【申请人】华南理工大学