[实用新型]一种用于配合运动辅助下肢外骨骼进行人体位置调整的智能机械架

说明书

本实用新型公开了一种用于配合运动辅助下肢外骨骼进行人体位置调整的智能机械架。智能机械架包括XYZ三轴运动平台、姿态检测传感器模块、单片机模块，姿态检测传感器模块包括用来检测被穿戴者的脚踩力的左脚脚底压力检测模块与右脚脚底压力检测模块；机械架传感器模块主要由用于获取穿戴者的重心沿Z轴方向高度变化的数据的超声波传感器、用于测量穿戴者的重心沿X轴方向的位移的第一位移传感器和用于测量穿戴者的重心沿Y轴方向的位移的第二位移传感器构成；传感器的数据都传递到单片机模块，XYZ三轴运动平台受控于单片机模块。极大的减轻了患者穿戴外骨骼时的负担，使得患者具有足够空间进行穿戴。

技术领域

本实用新型主要涉及外骨骼机器人等领域，尤其涉及一种用于配合运动辅助下肢外骨骼进行人体位置调整的智能机械架。

背景技术

多传感器获取信息能够提高系统数据的可靠性，提高信息精度。配合智能机械架使用的外骨骼机器人配备多种传感器，能够更加准确地检测出人体所处的步行状态，配合机械架使用，提高了外骨骼使用的安全性与舒适性。目前大多数外骨骼均配合辅助支撑结构使用，以维持安全性和稳定性，但目前的辅助支撑结构基本采用顶部绳索拉拽结构，舒适性差，稳定性不高，而且无法进行实时自动调整，对患者的康复训练造成了一定的障碍，一定程度上减弱了训练的康复效果。

实用新型内容

针对上述不足，本实用新型提供了一种用于配合运动辅助下肢外骨骼进行人体位置调整的智能机械架，解决了运动康复训练过程中难以及时准确调整身体位姿的问题。

本实用新型协助患者穿戴外骨骼及步态训练过程，减轻患者的训练负担，结构简单，价格低廉，易于推广。

本实用新型所采用的技术方案如下：一种用于配合运动辅助下肢外骨骼位置调整的智能机械架，包括：XYZ三轴运动平台、姿态检测传感器模块、单片机模块等，下肢外骨骼的髋部固定在XYZ三轴运动平台上，所述姿态检测传感器模块包括用来检测被穿戴者的左脚踩力的左脚脚底压力检测模块、用来检测被穿戴者的右脚踩力的右脚脚底压力检测模块、机械架传感器模块；单片机模块包括相连的外骨骼单片机与机械架单片机；所述左脚脚底压力检测模块与右脚脚底压力检测模块均与外骨骼单片机相连；所述机械架传感器模块主要由用于获取穿戴者的重心沿Z轴方向高度变化数据的超声波传感器、用于测量穿戴者的重心沿X轴方向的位移的第一位移传感器和用于测量穿戴者的重心沿Y轴方向的位移的第二位移传感器构成，超声波传感器、第一位移传感器和第二位移传感器均外骨骼单片机相连；XYZ三轴运动平台受控于机械架单片机，机械架单片机与外骨骼单片机相连。

进一步的，所述左脚脚底压力检测模块与右脚脚底压力检测模块均由若干力敏传感器构成。

进一步的，所述力敏传感器布置于前脚掌区域、后足区域两个区域。

相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：

(1)此智能机械架通过足底压力的变化判断步态阶段，此过程可以实时进行，使得患者的姿态可以及时改变，配合外骨骼进行使用，更加接近真实人体步态运动状态，训练效果更佳；

(2)此智能机械架并未采用常见的顶部拉拽式结构，而是采用更加稳定的四脚支撑结构，同时患者的运动康复训练过程更加舒适。

附图说明

图1为智能机械架结构图；

图2为使用流程图；

图3为力敏传感器布局图；

图4为重心高度变化曲线图；

图5为重心Y轴方向变化曲线图。

具体实施方式