[发明专利]一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统

权利要求书

1.一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，包括外骨骼踝关节控制系统，外骨骼膝关节控制系统和外骨骼髋关节系统，其特征在于：

所述外骨骼踝关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅰ，所述信号采集与反馈传感器Ⅰ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节踝关节液压驱动器（17），所述踝关节液压驱动器（17）驱使机械外骨骼踝关节动作；

所述外骨骼膝关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅱ，所述信号采集与反馈传感器Ⅱ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节膝关节液压驱动器（18），所述膝关节液压驱动器（18）驱使机械外骨骼膝关节动作；

所述外骨骼髋关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅲ，所述信号采集与反馈传感器Ⅲ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节髋关节前液压驱动器（19）和髋关节后液压驱动器（20），所述髋关节前液压驱动器（19）和髋关节后液压驱动器（20）共同驱使机械外骨骼髋关节动作。

2.根据权利要求1所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：所述信号采集与反馈传感器Ⅰ包括踝关节压力传感器（7），所述踝关节压力传感器（7）平行固定于机械外骨骼踝关节处；所述踝关节压力传感器（7）内部有受压面相向布置的踝关节霍尼韦尔前压力传感器（1）和踝关节霍尼韦尔后压力传感器（2）。

3.根据权利要求2所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：所述踝关节霍尼韦尔前压力传感器（1）和踝关节霍尼韦尔后压力传感器（2）之间放置有一个两端带有弹簧的柱销Ⅰ（24），所述柱销Ⅰ（24）的中间部位从踝关节压力传感器（7）内穿出后与踝关节绑腿带（8）固定。

4.根据权利要求1所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：所述信号采集与反馈传感器Ⅱ包括膝关节主动位移传感器（4）和膝关节随动位移传感器（3），所述膝关节主动位移传感器（4）的中部与机械外骨骼膝关节柔性连接；所述膝关节随动位移传感器（3）的两端与机械外骨骼膝关节的两端刚性连接。

5.根据权利要求4所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：

所述膝关节主动位移传感器（4）的中部通过柔性连接带（9）与机械外骨骼膝关节连接。

6.根据权利要求1所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：所述信号采集与反馈传感器Ⅲ包括髋关节压力传感器（10），所述髋关节压力传感器（10）与垂直方向成30度角固定于机械外骨骼髋关节处；所述髋关节压力传感器（10）内部有受压面相向布置的髋关节霍尼韦尔前压力传感器（5）和髋关节霍尼韦尔后压力传感器（6）。

7.根据权利要求6所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：所述髋关节霍尼韦尔前压力传感器（5）和髋关节霍尼韦尔后压力传感器（6）之间放置有一个两端带有弹簧的柱销Ⅱ（25），所述柱销Ⅱ（25）的中间部位从髋关节压力传感器（10）内穿出后与髋关节绑腿带（11）固定。

8.根据权利要求1至7任一项权利要求所述一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，其特征在于：在所述模拟比较器（13）环节中加入PID控制环节。