一种单侧髋关节助行机器人及控制方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115778763A(43)申请公布日2023.03.14(21)申请号202211572406.8(22)申请日2022.12.08(71)申请人深圳市迈步机器人科技有限公司地址518000广东省深圳市盐田区海山街道田东社区深盐路2028号大百汇生命健康产业园1栋二单元1201(72)发明人叶晶陈功叶志峰周谟龙陈浩林王安喜(74)专利代理机构深圳市智胜联合知识产权代理有限公司44368专利代理师袁斌(51)Int.Cl.A61H3/00(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图4页(54)发明名称一种单侧髋关节助行机器人及控制方法(57)摘要本申请提供了一种单侧髋关节助行机器人及控制方法，涉及助行机器人技术领域；腰部固定组件包括背包，背包内设有控制系统；健侧穿戴组件包括用于采集健侧大腿运动信息的健侧编码器，健侧编码器对应设置于健侧髋关节位置，健侧编码器与控制系统电连接；患侧动力组件包括动力单元和采集患侧大腿运动信息的患侧编码器，动力单元和患侧编码器设于患侧腿部连接杆对应于患侧髋关节位置，动力单元和患侧编码器分别与控制系统电连接。针对偏瘫用户，采用单关节动力方案，进一步降低重量，降低设备对患者的负担；运动意图识别简单准确；助力力矩自适应调节。CN115778763ACN115778763A权利要求书1/2页1.一种单侧髋关节助行机器人，其特征在于，包括：腰部固定组件、健侧穿戴组件和患侧动力组件，所述健侧穿戴组件和所述患侧动力组件分别设于所述腰部固定组件的两侧；所述腰部固定组件包括背包，所述背包内设有控制系统；所述健侧穿戴组件包括用于采集健侧大腿运动信息的健侧编码器，所述健侧编码器对应设置于健侧髋关节位置，所述健侧编码器与所述控制系统电连接；所述患侧动力组件包括动力单元和用于采集患侧大腿运动信息的患侧编码器，所述动力单元和所述患侧编码器对应设置于患侧髋关节位置；所述动力单元和所述患侧编码器分别与所述控制系统电连接；当患者穿戴所述助行机器人时，所述腰部固定组件设置在对应于所述患者的腰部位置；所述健侧穿戴组件对应于所述患者的健侧下肢；所述患侧动力组件对应于所述患者的患侧下肢；所述控制系统通过所述背包固定于所述患者的背部位置，其中，所述健侧编码器对应于所述患者的健侧髋关节位置，所述患侧编码器对应于所述患者的患侧髋关节位置。2.根据权利要求1所述的单侧髋关节助行机器人，其特征在于，所述控制系统包括主控单元、蓝牙单元、电源管理单元和锂电池，所述主控单元、所述蓝牙单元和所述电源管理单元之间相互电连接，所述电源管理单元与所述锂电池电连接，所述蓝牙单元与外部设备端通信连接。3.根据权利要求1所述的单侧髋关节助行机器人，其特征在于，所述腰部固定组件还包括腰部连接杆和腰带，所述腰带粘接于所述腰部连接杆的内侧，所述腰部连接杆的开口端设有相互配合的卡扣；所述背包和所述腰部固定组件上连接有可调肩带。4.根据权利要求3所述的单侧髋关节助行机器人，其特征在于，所述健侧穿戴组件还包括健侧腿部连接杆，所述患侧动力组件还包括患侧腿部连接杆，所述健侧腿部连接杆和所述患侧腿部连接杆的底端均设有腿部绑带。5.根据权利要求4所述的单侧髋关节助行机器人，其特征在于，所述健侧穿戴组件和所述患侧动力组件还包括固定支架，所述固定支架设于所述腰带两侧向下延伸的连接部，所述固定支架上设有连接带，所述连接带连接于所述卡扣；所述健侧编码器、所述动力单元和所述患侧编码器分别连接于所述固定支架上。6.根据权利要求5所述的单侧髋关节助行机器人，其特征在于，所述固定支架上设有旋转臂，健侧和患侧的所述旋转臂分别与所述健侧腿部连接杆和所述患侧腿部连接杆的顶端铰接。7.一种应用于权利要求1‑6任一项所述的单侧髋关节助行机器人的控制方法，所述控制方法用于针对外骨骼助行机器人；其特征在于，包括：获取穿戴者健侧髋关节的健侧运动参数；依据所述健侧运动参数确定穿戴者腿部的运动意图；获取穿戴者患侧髋关节的患侧运动参数；依据所述运动意图和所述患侧运动参数确定患侧输出力矩，并将所述输出力矩发送至所述控制系统。8.根据权利要求7所述的控制方法，其特征在于，所述健侧运动参数包括健侧髋关节角度、健侧髋关节角速度和健侧髋关节角加速度；所述依据所述健侧运动参数确定穿戴者腿部的运动意图的步骤，包括：2CN115778763A权利要求书2/2页记录并处理所述健侧运动参数，提取所述健侧运动参数的运动特征信息；依据提取到的所述所述运动特征信息确定穿戴者腿部的运动意图；其中，所述运动意图包括抬腿迈步意图和落地意图。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，所述依据提取到的所述运动特征信息确定穿戴者腿部的运动意图的步骤，包括：依据所述