[发明专利]一种肌电控制的外骨骼助行机器人

摘要

本发明公开了一种肌电控制的外骨骼助行机器人，包括气源、左腿、右腿、腰部固定装置和控制装置；所述左腿和右腿的上端分别固定在腰部固定装置上，并对称设置在腰部固定装置两侧；所述控制装置固定在腰部固定装置上。该机器人通过采集腿部的表面肌电信号，分析穿戴者的运动需求，控制气动肌肉模拟人体肌肉活动，在充分了解穿戴者运动意图的基础上辅助穿戴者运动，避免强制运动造成的不适甚至伤害。采用质量轻、能量转化率较高、柔顺性好的气动肌肉作为执行机构，直接将气动肌肉安装在人体各关节之间，为穿戴者提供辅助动力，结构简单、安全柔顺，符合人体生理特点，舒适性明显提高。

主权项

一种肌电控制的外骨骼助行机器人，其特征在于所述机器人包括气源、左腿、右腿、腰部固定装置和控制装置；所述左腿和右腿的上端分别固定在腰部固定装置上，并对称设置在腰部固定装置两侧；所述控制装置固定在腰部固定装置上；所述左腿和右腿的结构完全相同；所述左腿和右腿均包括大腿助力系统、小腿助力系统、踝关节固定装置和膝关节固定装置；所述大腿助力系统的上端固定于腰部固定装置，下端固定于膝关节固定装置；所述小腿助力系统的上端固定于膝关节固定装置，下端固定于踝关节固定装置；所述大腿助力系统包括大腿固定装置、大腿气动执行模块、大腿肌电信号传感器模块和大腿陀螺仪模块；所述大腿气动执行模块包括至少三个大腿气动肌肉，其一端固定于大腿固定装置上，另一端分别固定于膝关节固定装置或腰部固定装置上，大腿气动肌肉通过软管与气源连接，使用时位于人体大腿主要肌肉上方；所述大腿肌电信号传感器模块包括至少三个大腿肌电信号传感器，使用时大腿肌电信号传感器固定在大腿气动肌肉对应的人体肌肉表面；所述大腿陀螺仪模块使用时固定于人体膝关节和髋关节之间、人体大腿前侧中间位置；所述大腿气动肌肉与大腿肌电信号传感器的数量相同；所述小腿助力系统包括小腿气动执行模块、小腿肌电信号传感器模块和小腿陀螺仪模块；所述小腿气动执行模块包括至少两个小腿气动肌肉，其一端固定于膝关节固定装置上，另一端固定于踝关节固定装置上，小腿气动肌肉通过软管与气源连接，使用时位于人体小腿主要肌肉上方；所述小腿肌电信号传感器模块包括至少两个小腿肌电信号传感器，使用时小腿肌电信号传感器固定在小腿气动肌肉对应的人体肌肉表面；所述小腿陀螺仪模块使用时固定于人体膝关节和踝关节之间、人体小腿前侧中间位置；所述小腿气动肌肉与小腿肌电信号传感器的数量相同；使用时，腰部固定装置、踝关节固定装置、膝关节固定装置和大腿固定装置，依次位于人体的腰部、踝关节、膝关节和大腿根处；所述控制装置分别与大腿肌电信号传感器模块、小腿肌电信号传感器模块、大腿陀螺仪模块、小腿陀螺仪模块、大腿气动执行模块、小腿气动执行模块和气源连接。