[发明专利]重生动力机械骨骼系统

摘要

本发明涉及一种重生动力机械骨骼系统，针对现有同类产品缺少数据信号预先捕捉采集，实时监控、还原步态位置信息和反馈补偿量的技术问题而设计。该机械骨骼系统包括机械系统和数据采集系统，机械系统包括下肢随动机构和连接机构，其要点是所述机械系统的髋关节连接板与大腿腿板之间的转动关节，大腿腿板与小腿腿板之间的转动关节分别设有霍尔角度传感器；通过霍尔角度传感器采集人体下肢和腰部的对地角度信号经各足角度差计算得到的各关节角度值，预先捕捉人体的关节角度和力矩的信号，存储于该机械骨骼系统的控制系统，使用者自主选择控制模式；并通过控制系统实现对人体姿态的实时监控，并对人体步态还原控制过程提供肢体位置信息和反馈补偿量。

主权项

一种重生动力机械骨骼系统，该机械骨骼系统包括机械系统和数据采集系统，机械系统包括下肢随动机构和连接机构，下肢随动机构包括转动关节、腿长度调节、大腿绑带、小腿绑带、髋部长度调节，下肢随动机构的上机架包括髋关节连接板（18）、肋下束带板（22）、背板（26）、背部调节板（27）、腰部连接板（29），下肢随动机构的腿部包含大腿腿板、小腿腿板、膝关节连接板（13），以及带有谐波减速器（17）的动力总成，谐波减速器包括膝关节减速器和髋关节减速器，膝关节连接板的一端通过螺栓与减速器法兰连接，膝关节连接板的另一端与大腿腿板连接，并且通过膝关节连接板上端的连接槽进行长度调节，膝关节减速器安装在小腿腿板的一个减速器安装孔中，髋关节减速器安装在大腿腿板的一个减速器安装孔中，动力总成分别安装在小腿腿板和大腿腿板中，动力总成设有保护罩；其特征在于所述髋关节连接板（18）与大腿腿板的大腿底板之间的转动关节，以及大腿腿板的大腿底板与小腿腿板的小腿底板之间的转动关节分别设有霍尔角度传感器，即霍尔角度传感器分别位于下肢随动机构中膝、髋关节的屈伸旋转轴线方向；首先，作为数据采集系统的霍尔角度传感器将人体下肢各关节的运动信息转换成数字量信息；然后，将来自各路不同关节的数字量信息经过以USB数据采集卡为核心的数据采集与缓存模块同步不间断地采集和预处理后，再通过USB传输模块传递给PC机；最后，PC机应用程序软件MATLAB对采集的数据进行最终的处理和存储，并通过人机交换界面以数据曲线形式实时的显示出来；即该机械骨骼系统通过霍尔角度传感器采集人体下肢和腰部的对地角度信号经各角度差计算得到的各关节角度值，预先捕捉人体的关节角度和力矩的信号，存储于该机械骨骼系统的控制系统，使用者自主选择控制模式；并通过控制系统实现对人体姿态的实时监控，并对人体步态还原控制过程提供肢体位置信息和反馈补偿量。