[发明专利]一种人体下肢运动助力装置

权利要求书

1.一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，包括助力支架和摆动装置，所述摆动装置与所述助力支架铰接；所述摆动装置上设置有摆动装置角速度传感器和/或摆动装置加速度传感器；所述摆动装置加速度传感器和所述摆动装置角速度传感器连接控制系统(23)，所述控制系统(23)连接动力系统，所述控制系统(23)控制所述动力系统驱动所述助力支架伸展或弯曲；

所述助力支架包括腰部结构(1)、大腿杆(3)、小腿杆(5)和足部结构(7)，所述腰部结构(1)与所述大腿杆(3)的顶端通过髋关节轴(2)连接，所述大腿杆(3)的底端与所述小腿杆(5)的顶端通过膝关节轴(4)连接，所述小腿杆(5)的底部与所述足部结构(7)通过踝关节轴(6)连接；所述动力系统能够在所述控制系统(23)的控制下驱动所述大腿杆(3)和小腿杆(5)的转动；

所述摆动装置包括大腿摆杆(8)和/或小腿摆杆(9)，所述摆动装置角速度传感器包括用于测量所述大腿摆杆摆动角速度的大腿摆杆角速度传感器(10)和/或用于测量所述小腿摆杆摆动角速度的小腿摆杆角速度传感器(11)；所述摆动装置加速度传感器包括用于测量所述大腿摆杆摆动加速度的大腿摆杆加速度传感器(12)和/或用于测量所述小腿摆杆摆动加速度的小腿摆杆加速度传感器(13)；

所述大腿摆杆(8)的顶部通过所述髋关节轴(2)与所述腰部结构(1)连接；所述小腿摆杆(9)的底部通过所述踝关节轴(6)与所述足部结构(7)连接；所述大腿摆杆角速度传感器(10)安装在所述大腿摆杆(8)上和/或所述小腿摆杆角速度传感器(11)安装在所述小腿摆杆(9)上；所述大腿摆杆加速度传感器(12)安装在所述大腿摆杆(8)上和/或所述小腿摆杆加速度传感器(13)安装在所述小腿摆杆(9)上。

2.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，还包括用于测量所述大腿杆(3)与所述大腿摆杆(8)之间相对角度的髋关节轴角度传感器，所述髋关节轴角度传感器安装在所述髋关节轴(2)上；所述髋关节轴角度传感器连接所述控制系统(23)。

3.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，还包括用于测量所述小腿杆(5)与所述小腿摆杆(9)之间夹角的踝关节轴角度传感器，所述踝关节轴角度传感器安装在所述踝关节轴(6)上；所述踝关节轴角度传感器连接所述控制系统(23)。

4.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，还包括用于测量所述大腿杆(3)摆动角速度的大腿杆角速度传感器和/或用于测量所述小腿杆(5)摆动角速度的小腿杆角速度传感器，所述大腿杆角速度传感器安装在所述大腿杆(3)上，所述大腿杆角速度传感器连接所述控制系统(23)，和/或所述小腿杆角速度传感器安装在所述小腿杆(5)上，所述小腿杆角速度传感器连接所述控制系统(23)。

5.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，所述小腿摆杆(9)的表面固定设置有小腿滑块，所述小腿杆(5)上设置有与所述小腿滑块适配的小腿滑槽，所述小腿滑块滑动卡接在所述小腿滑槽；

和\或，

所述大腿摆杆(8)的表面固定设置有大腿滑块，所述大腿杆(3)上设置有与所述大腿滑块适配的大腿滑槽，所述大腿滑块滑动卡接在所述大腿滑槽。

6.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，所述大腿摆杆(8)包括依次连接的大腿上摆杆(17)和大腿下摆杆(18)，所述大腿下摆杆(18)由弹性材料制成，所述大腿下摆杆(18)只可沿人体左右方向产生弹性形变；所述大腿摆杆角速度传感器(10)安装在所述大腿上摆杆(18)上；

和/或,

所述小腿摆杆(9)包括依次连接的小腿上摆杆和小腿下摆杆，所述小腿上摆杆由弹性材料制成，所述小腿上摆杆只可沿人体左右方向产生弹性形变；所述小腿摆杆角速度传感器(11)安装在所述小腿下摆杆上。

7.根据权利要求1所述一种人体下肢运动助力装置，其特征在于，所述动力系统包括髋关节电机(20)和/或膝关节电机(21)，所述髋关节电机(20)的输出轴与所述髋关节轴(2)连接，所述膝关节电机(21)与所述膝关节轴(4)连接。