[发明专利]一种用于穿戴型下肢助力机器人装运的手拉箱

说明书

本申请是申请号为：2013102573605；申请日为：2013年6月26日；发明名称为：一种穿戴型下肢助力机器人、其折叠方法及用于装运的手拉箱的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种用于穿戴型下肢助力机器人装运的手拉箱，尤其是应用于下肢乏力或关节行动有所不便的中老年人群日常生活护理场合，帮助其在行走及上下楼梯时扩展下肢运动能力，属护理型助力机器人技术领域。

背景技术

随着中国社会逐渐进入人口老龄化阶段，越来越多的中老年人受关节功能退化、骨质疏松、腿部肌肉劳损等各种因素的影响出现了下肢酸软乏力等症状，严重影响了行走及上下楼梯等基本日常活动，为了解决这类问题，保证中老年人群的正常机体运动，除了采取传统的体育锻炼、中医保健治疗、医疗器械辅助等常规性办法之外，开发研制助力机器人技术成为当前最有效的新型智能化护理措施，其中穿戴型下肢助力机器人技术是与人体关系最为密切的一类。目前国内外已有数家研究机构开展了对穿戴型下肢助力机器人技术的研究，个别研究成果甚至已经转化为产品上市销售，如美国加州大学伯克利分校研制出的助力机械服BLEEX以及日本筑波大学Cybernics实验室研制出的外骨骼机器人HAL，虽然功能丰富且助力效果良好，但由于机器人本体采用的动力源及传感设备众多，导致制造成本居高不下，丧失了性价比，并且由于机构复杂且装置笨重，使得机器人控制难度大，穿戴于人体的负重感较强，便携性差，难以普及推广。

ZL201310034245.1报道了“一种穿戴式下肢外骨骼助行机器人”，由踝关节运动模块、膝关节运动模块、髋关节运动模块、驱动模块、腰部及支撑架模块等几大部分构成，通过直流电机配合丝杠螺母传动机构驱动各关节运动模块，实现对人体行走时的下肢助力，具有人机运动协调性好、结构紧凑等优点，但该机器人总体机构较为复杂笨重，缺少缓冲支撑装置，使得人体穿戴外骨骼机器人的负重感强，也不方便用户对机器人的随身携带。

ZL201020568411.8报道了“一种用直线电机驱动的人体外骨骼负重行走助力装置”，由背架、髋关节部件、大腿部件、小腿部件、踝骨部件、底板、电源、控制装置、传感器和驱动装置等各部分构成，通过直线运动的电动缸伸缩驱动人体下肢各关节做旋转运动，从而给负重行走的人体提供助力，具有体积小、能耗低、易于控制且制造成本低等优点，但由于直线电机自身所占轴向尺寸较大且受移动行程约束，限制了下肢关节的活动范围，又由于每个关节均需要独立直线电机驱动，不利于整个人体下肢的协调运动控制，而且该行走助力装置不具备便携功能，影响了用户的日常使用。

ZL201210370645.5报道了一种“便携式可穿戴下肢康复及助行外骨骼机器人”，包括依次连接的大腿支撑部件、膝关节部件、小腿支撑部件和踝关节脚部部件，采用电机驱动螺旋副带动连杆的方式带动关节运动，具有体积轻巧、适合穿戴和便于携带的优点，然而该机器人不具备用于检测人机交互信息和人体运动姿态的感知模块以及必要的防摔倒装置，既不利于对外骨骼机器人实施智能控制，影响了人机交互的协调性，又降低了用户使用该机器人的安全性；不仅如此，该机器人的便携式性能仅仅是针对组成腿部机构的各部件之间存在便利型可拆卸组合方式而言，其过程较为费时，而且该机器人自身不能转变为便携式形体，缺乏特定的承装与托运工具，未解决用户使用后的收藏问题，故通用性较差。

发明内容

本发明是为避免上述现有技术所存在的不足之处，提供一种用于穿戴型下肢助力机器人装运的手拉箱，该机器人可有效减轻穿戴于人体的负重感，具有安全性能高、人机协调控制简单、随动助力效果好、性价比高等特点，通过其折叠方法可将该机器人转变为结构紧凑的便携形体，配合用于装运的手拉箱可以多种方式实现用户对该机器人的方便携带与收藏，以更好的满足中老年人群的行走及上下楼梯等日常活动护理需求。

本发明为解决技术问题采用如下技术方案：

本发明穿戴型下肢助力机器人的结构特点是设置：

一下肢助力机械装置，是在可穿戴的腰带的两侧对称设置可穿戴的助力机械腿；所述腰带的左右两侧分别固结一凸台，在所述腰带的后侧中部固定设置一支架；

一伺服控制系统，包括固定设置在所述支架的上面的微控制器、固定在支架的底部的锂电池组，固定在所述腰带的前侧的前方摔倒预测报警电路、固定在腰带的后侧的后方摔倒预测报警电路，以及固定设置在腰带左右两侧凸台上的手控操作器；

所述助力机械腿的结构设置为：