[实用新型]一种运动控制系统及机械外骨骼

说明书

本公开涉及可穿戴式外骨骼技术领域，公开了一种运动控制系统及机械外骨骼，包括通讯模组及连接通讯模组的主控制器、电源模组、关节驱动单元及信号采集鞋。其中，信号采集鞋包括鞋本体、压力传感器及信号采集板，压力传感器嵌入鞋本体内，信号采集本设于鞋本体且连接压力传感器，信号采集板集成有用于检测物理运动的芯片，信号采集板连接通讯模组。压力传感器与信号采集板距离较近，压力传感器与信号采集板的间距较短，能够避免布线复杂、成本高的问题。另外，信号采集板集成有用于检测物理运动的芯片，信号采集板与芯片之间无需布线，也能够避免布线复杂、成本高的问题。

技术领域

本公开涉及可穿戴式外骨骼技术领域，特别是涉及一种运动控制系统及机械外骨骼。

背景技术

近年来，可穿戴式机械外骨骼设备，越来越受到国内外众多学者和科研人员的重视，成为新的研究热点，并开始逐步运用到军工、医疗、工业及民用领域。

在可穿戴式外骨骼控制中，如何实现人机协调运动控制是非常重要的。为了实现这个目标，基于多传感器的人体运动意图识别的准确性和可靠性就变得非常重要。此处人体运动意图包括人体运动模式的识别和运动相位的判别预测。

目前大多数外骨骼基于多元传感器信息进行人体运动意图识别，如通过位于后背、大小腿处的惯性测量单元采集多维运动物理量，通过关节处的角度传感器采集关节角度信息，通过肌电表皮单元采集生物电信息等。传感器之间距离较远，导致传感器之间走线较为复杂，成本较高。

实用新型内容

本公开实施例旨在提供一种运动控制系统及机械外骨骼，以解决现有技术中由于传感器之间距离较远所导致传感器位置的布局较为复杂且传感器之间的走线较为复杂的技术问题。

本公开实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种运动控制系统，用于机械外骨骼，所述运动控制系统包括通讯模组及连接所述通讯模组的主控制器、电源模组、关节驱动单元及信号采集鞋；其中，所述信号采集鞋包括鞋本体、压力传感器及信号采集板，所述压力传感器嵌入所述鞋本体内，所述信号采集本设于所述鞋本体且连接所述压力传感器，所述信号采集板集成有用于检测物理运动的芯片，所述信号采集板连接所述通讯模组。

在一些实施例中，所述电源模组包括电源单元，所述电源单元通过电源线为所述主控制器、所述关节驱动单元及所述信号采集鞋提供电能；所述通讯模组包括有线通讯单元，所述有线通讯单元与所述电源线集成于一根屏蔽线内。

在一些实施例中，所述通讯模组包括无线通讯单元；所述主控制器与所述信号采集板通过所述无线通讯单元通讯。

在一些实施例中，所述鞋本体包括第一鞋底层、第二鞋底层及传感器支架，所述传感器支架设于所述第一鞋底层和所述第二鞋底层之间；所述压力传感器嵌入所述传感器支架内。

在一些实施例中，所述压力传感器包括第一压力传感器和第二压力传感器；所述第一压力传感器靠近所述第一鞋底层设置，所述第二压力传感器靠近所述第二鞋底层设置。

在一些实施例中，所述第一压力传感器和/或所述第二压力传感器包括前足位传感器、中足位传感器及后足位传感器；所述前足位传感器设于所述鞋本体的前足位，所述中足位传感器设于所述鞋本体的中足位，所述后足位传感器设于所述鞋本体的后足位。

在一些实施例中，所述鞋本体具有中线，所述中线穿过所述鞋本体的足尖与足后跟；所述前足位传感器和所述中足位传感器设于所述中线的不同侧，所述后足位传感器设于所述中线上。

在一些实施例中，所述用于检测物理运动的芯片包括惯性测量单元。

在一些实施例中，所述运动控制系统还包括人机交互终端；所述人机交互终端连接所述主控制器。

本公开实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种机械外骨骼，包括如上所述的运动控制系统。