[发明专利]一种柔性关节外骨骼机器人及其控制方法

权利要求书

1.一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，包括：

电机；

用于控制电机的控制器；

通过电机牵引用于实现腿部运动的绳索；

与电机连通，且能够向控制器反馈绳索的位置信息和力信息的调节器；

通过绳索驱动并能够实现小腿运动且能向控制器反馈关节角位置信息的的腿部关节组件，所述的腿部关节组件对应设置有两组；

向控制器、调节器、电机供电的电源。

2.根据权利要求1所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的调节器内设置有能够向控制器反馈绳索的位置信息的拉线编码器。

3.根据权利要求1或2所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的调机器内设置有能够向控制器反馈绳索的力信息的力传感器。

4.根据权利要求1所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的腿部关节组件包括设置在大腿部的第一连杆、设置在小腿部的第二连杆、将第一连杆和第二连杆连通的柔性关节组件。

5.根据权利要求4所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的柔性关节组件包括依次同轴设置的关节编码器、支架的第一连接臂、制动器、与第一连杆连接的磁流变阻尼器、固定器、带轮和支架的第二连接臂，所述的支架与第二连杆连接，而所述的绳索设置有两根，均由所述的调节器引出后，经第一连杆后固定在带轮上。

6.根据权利要求5所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的第一连杆上还至少设置有一个用于对绳索进行限位和导向的滑轮。

7.根据权利要求5或6所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，两第一连杆之间还设置有用于将腿部关节组件固定在髋部且可实现围度调节的中央调节机构。

8.根据权利要求5或6所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的第一连杆、第二连杆上均设置有用于对腿部进行支撑和限位的防护罩，所述的防护罩的曲线度与腿部弧度一致。

9.根据权利要求1所述的一种柔性关节外骨骼机器人，其特征在于，所述的电机、调节器、控制器和电源集成在一控制柜内。

10.一种基于权利要求1、2、4-6、9任一项权利要求所述的柔性关节外骨骼机器人的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、用户设定：包括但不限于1）设定步态控制参数、2）初始化绳索张力、柔性关节组件的阻尼系数、3）各关节角位置归零；

S2、信息反馈：调节器检测的绳索的位置信息和力信息，以及柔性关节组件的关节角位置信息均传输至控制器，控制器根据收集到的信息控制柔性关节组件的阻尼力；

S3、下达指令：柔性关节外骨骼机器人整体状态调整完毕后，控制器下达指令，电机工作，通过调节器驱动绳索运动，进而驱动柔性关节组件实现伺服运动。