[发明专利]基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置及外骨骼

权利要求书

1.一种基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，包括

固定模块、控制模块、动力模块、拉伸模块和感知模块；

所述固定模块包括背包(1)和固定硬板(2)，所述固定硬板(2)固定在所述背包(1)的内部；所述控制模块和所述动力模块固定在所述固定硬板(2)上；

所述动力模块包括一个电机(5)、电机驱动模块(6)和供电电源；所述电机驱动模块(6)与所述控制模块相连，所述拉伸模块与所述电机(5)相连，所述电机(5)内设置差动齿轮机构，通过拉伸模块分时驱动两条腿；

所述感知模块设置在所述拉伸模块上，并与所述控制模块无线连接；

所述拉伸模块包括两条鲍登线(7)、腰部固定装置(8)和两个大腿固定装置(9)，所述鲍登线(7)用于串联所述电机(5)、所述腰部固定装置(8)和大腿固定装置(9)；所述电机(5)内部的缠绕盘使用两个槽轮，左右腿的两条鲍登线(7)相反缠绕，一腿拉伸则另一腿伸缩，以达到步行走动；所述感知模块包括三个位姿传感器(10)，所述三个位姿传感器(10)分别位于所述腰部固定装置(8)和所述大腿固定装置(9)的后侧，用于感知腰部的状态和大腿的运动状态，并实时向所述控制模块反馈信息。

2.根据权利要求1所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述控制模块包括嵌入式控制系统(3)、CAN通信模块(4)和电源，所述电源用于给所述嵌入式控制系统(3)和所述CAN通信模块(4)供电，所述嵌入式控制系统(3)与所述CAN通信模块(4)相连，所述CAN通信模块(4)与所述电机驱动模块(6)相连。

3.根据权利要求1所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述鲍登线(7)与所述腰部固定装置(8)的固定点在腰部的前侧，所述鲍登线(7)与所述大腿固定装置(9)的固定点在大腿的前侧。

4.根据权利要求3所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述鲍登线(7)与所述腰部固定装置(8)的固定点，向前突出使所述鲍登线(7)不是紧紧贴在腰部和大腿部。

5.根据权利要求1所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述感知模块选自位姿传感器，拉力传感器，足底压力传感器，肌电传感器，耗氧量测量仪中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述差动齿轮机构包括电机主体(11)、绕线盘(12)、固定架(13)、出线座(14)和封装盖(15)，所述电机主体(11)的第一端和所述绕线盘(12)的第一面固定，所述固定架(13)套设在所述电机主体(11)第一端的外侧，所述出线座(14)套设在所述绕线盘(12)的外侧，所述绕线盘(12)的第二面嵌入所述封装盖(15)内，所述固定架(13)、出线座(14)和封装盖(15)之间通过固定孔和紧固件连接。

7.根据权利要求6所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置，其特征在于，所述绕线盘(12)的第一面和第二面各设置一个绕线盘固线盖(16)。

8.一种外骨骼，其特征在于，包括权利要求1至7任一项所述的基于轻量化双向驱动助力的膝部柔性外骨骼装置。