[发明专利]可行走的主动式机械装置

权利要求书

1.可行走的主动式机械装置，其特征在于，包括可穿戴部、控制器、传感器组件和动力源；

所述的可穿戴部包括上穿戴支撑部、腰带、腿部支撑和底鞋，所述上穿戴支撑部佩戴在操作者的肩部和背部，其高于操作者头部，且头部前方位置延伸，上穿戴支撑部与腰带固定连接，用于提升和搬运重物的作用，所述腰带佩戴在操作者的腰部，所述动力源和控制器均固定连接在腰带上；所述腿部支撑用于支撑操作者的腿，且设置在操作者的左腿和右腿的外侧；腿部支撑设有膝关节，腿部支撑通过踝关节与底鞋相连，腿部支撑通过髋关节与腰带相连；

所述的控制器包括接收器、边界值处理器、开始/偏移检测器、行走辅助起点检测器和扭矩计算器；所述的接收器接收由超声波传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器肌电图传感器检测到的信号；边界值处理器对第一和第二肌电图信号中的每一个执行边界值处理；起始/偏移检测器从对其执行边界值处理的第一肌电图信号检测起始点和偏移点；行走辅助起始点检测器基于从第一肌电图信号检测到的起始点和偏移点以及从第二肌电图信号检测到的起始点和偏移点来检测行走辅助起始点；扭矩计算器基于行走辅助起始点产生扭矩以施加到驱动电机以在行走辅助时间辅助操作者的肌肉力量；

所述传感器组件包括超声波传感器、陀螺仪传感器、加速度传感器和肌电图传感器；所述超声波传感器设置在上穿戴支撑部上，用于测量重物的位置；所述的陀螺仪传感器测量操作者上身的倾斜度；所述肌电图传感器附接到操作者的皮肤并测量肌电图信号；控制器与传感器组件相连，控制可穿戴部进行相应的动作。

2.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述的腰带包括支撑操作者腰部的柔性支撑垫和连接到支撑垫以围绕操作者胃部的腰带固定部分。

3.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述上穿戴支撑部包括靠背、肩带、支撑臂，所述靠背、肩带、支撑臂均与腰带连接，所述靠背和肩带分别固定在操作者身体相应的肩部、背部，所述支撑臂高于操作者的头部，且向头部的前方位置伸出，所述支撑臂用于提升和搬运重物，所述肩带一端与腰带连接，另一端与靠背可调节连接。

4.如权利要求3所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述支撑臂内设置支撑臂驱动电机、卷筒和钢丝绳，所述钢丝绳一端固定在卷筒上，另一端穿过支撑臂内部和设置在支撑臂末端的滑轮后，通过连接装置连接重物，所述的支撑臂驱动电机根据控制器提供的控制信号向卷筒提供动力。

5.如权利要求3所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述的腿部支撑包括结构相同的左腿支撑和右腿支撑，各自包括通过膝关节相连的第一支撑部和第二支撑部；所述第一支撑部支撑操作者的大腿，所述第一支撑部连接到腰带；所述第二支撑部支撑操作者的小腿；所述第二支撑部连接底鞋。

6.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述陀螺仪传感器安装在腰带的对应于操作者上身的位置处。

7.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述的加速度传感器安装在腰带的对应于操作者的上身或骨盆的位置处。

8.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述的肌电图传感器包括第一肌电图传感器和第二肌电图传感器，第一肌电图传感器和第二肌电图传感器附接到操作者左腿或者右腿的小腿上，第一、第二肌电图传感器附接到操作者的位置基于操作者的步态周期来确定。

9.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置，其特征在于，所述的控制器基于从超声波传感器发送的信号中确定重物的位置从而产生控制信号以控制支撑臂驱动电机动作；控制器基于从陀螺仪传感器和加速度传感器发送的信号中的至少一个产生控制信号以控制相应的关节驱动电机辅助操作者的行走。