CN106041898B - 机械外骨骼穿戴设备及其运行控制方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种机械外骨骼穿戴设备及其运行控制方法和装置,以丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能。机械外骨骼穿戴设备包括脚部穿戴机构、腿部穿戴机构和臀部支撑机构,其中:腿部穿戴机构包括:与脚部穿戴机构铰接的小腿支撑杆、与小腿支撑杆铰接的大腿支撑杆,以及两端分别与脚部穿戴机构和大腿支撑杆铰接的第一行程调节器,第一行程调节器能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;臀部支撑机构与大腿支撑杆连接。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴设备技术领域,特别是涉及一种机械外骨骼穿戴设备及其运行控制方法和装置。
背景技术
机械外骨骼,又名“外骨骼装甲”或“外骨骼机甲”,其结构类似昆虫的外骨骼,能穿在人身上,给人们提供额外的动力和保护,增强人体机能。人们穿戴经专门设计的机械外骨骼后,能够跑得更快、跳得更高,或者携带更重的重物。
目前,机械外骨骼穿戴设备的功能还不够强大,如何丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能,是目前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例提供一种机械外骨骼穿戴设备及其运行控制方法和装置,以丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能。
本发明实施例提供了一种机械外骨骼穿戴设备,包括脚部穿戴机构、腿部穿戴机构和臀部支撑机构,其中:
腿部穿戴机构包括:与脚部穿戴机构铰接的小腿支撑杆、与小腿支撑杆铰接的大腿支撑杆,以及两端分别与脚部穿戴机构和大腿支撑杆铰接的第一行程调节器,第一行程调节器能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;臀部支撑机构与大腿支撑杆连接。
使用者穿戴本发明实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,不但可以行走、跑步,还可以通过锁定第一行程调节器的伸缩状态使用设备的座椅功能。该设计方案丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能,使机械外骨骼穿戴设备更具实用性。
可选的,第一行程调节器为具有开关的电动缸;或者,第一行程调节器包括第一调节杆、第二调节杆和锁销,第一调节杆和第二调节杆滑动装配且分别具有沿滑动方向设置的多个销孔,当锁销***第一调节杆和第二调节杆位置相对的销孔时,第一行程调节器被锁定伸缩状态。
采用上述技术方案,使用者可以手动对第一行程调节器进行操作,当锁定第一行程调节器的伸缩状态时,可以安全的使用机械外骨骼穿戴设备的座椅功能。
优选的,机械外骨骼穿戴设备还包括第一控制器,第一控制器与第一行程调节器电连接,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
采用该技术方案,使用者可以通过调整姿态启用设备的座椅功能。具体的,使用者双腿下弯,使第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值,此时第一行程调节器被锁定伸缩状态,使用者可以安全地坐在臀部支撑机构上。本发明实施例的技术方案提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。
优选的,臀部支撑机构与大腿支撑杆铰接,臀部支撑机构包括用于驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动的电机;第一控制器还与电机电连接,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
采用该技术方案,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构可自动调整至最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,臀部支撑机构还包括振动器;第一控制器还与振动器电连接,用于当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
当臀部支撑机构位置调整完毕,振动器振动,从而提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
优选的,脚部穿戴机构包括支架、可翻转鞋底、弹簧、第二行程调节器,其中:可翻转鞋底的前端与支架铰接,且侧端具有滑槽;弹簧和第二行程调节器通过第一铰接轴铰接且第一铰接轴滑动装配在滑槽内,弹簧和第二行程调节器远离第一铰接轴的一端分别与支架铰接;第二行程调节器能够被锁定伸缩状态。
使用者穿戴该实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,可以通过调整并锁定第二行程调节器的伸缩长度,使可翻转鞋底抬起,此时,脚部穿戴机构具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。具体的,使用者脚部落下时,弹簧压缩,为使用者脚部提供减震,当使用者脚部抬起时,弹簧复位,第一铰接轴再次被顶起,可翻转鞋底再次抬起。
可选的,第二行程调节器包括具有开关的电动缸,或丝杆螺母。
优选的,脚部穿戴机构还包括加速度传感器和第二控制器,其中:加速度传感器设置于支架;第二控制器,与加速度传感器和第二行程调节器电连接,用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将第一铰接轴顶起。
采用该优选方案,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构可以智能的自动开启减震功能,使第二行程调节器伸长将第一铰接轴顶起,可翻转鞋底抬起。脚部穿戴机构的减震功能开启后,可以大大减轻使用者的运动疲累感。
优选的,腿部穿戴机构的小腿支撑杆、大腿支撑杆和第一行程调节器为两组且在使用者腿部两侧呈对称设置;脚部穿戴机构的弹簧和第二行程调节器为两组且在可翻转鞋底两侧呈对称设置。
使用者穿戴该实施例方案的机械外骨骼穿戴设备,腿部和脚部两侧受力平衡,穿戴舒适感和减震性能更佳,座椅功能的可靠性也进一步提升。
较佳的,小腿支撑杆与大腿支撑杆通过第二铰接轴铰接;大腿支撑杆具有沿大腿支撑杆的长度方向排列的多个第一调节卡位,第二铰接轴枢装于其中一个第一调节卡位内;和/或,小腿支撑杆具有沿小腿支撑杆的长度方向排列的多个第二调节卡位,第二铰接轴枢装于其中一个第二调节卡位内。
采用上述设计,大腿支撑杆和/或小腿支撑杆的长度可以调节,从而使该机械外骨骼穿戴设备可以适用于不同身高腿长的使用者,适用范围较广。
优选的,所述臀部支撑机构为U形臀部支撑机构。
较佳的,脚部穿戴机构和腿部穿戴机构分别具有绑带。
本发明实施例还提供一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制方法,包括:
获取第一行程调节器的伸缩行程;
当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
采用本发明上述实施例的运行控制方法,机械外骨骼穿戴设备具有座椅功能并能够自动开启,从而提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。
优选的,运行控制方法还包括:当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
采用该实施例运行控制方法,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构处于最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,运行控制方法还包括:当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
采用该实施例运行控制方法,当臀部支撑机构位置调整完毕,振动器振动,从而可以提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
优选的,运行控制方法还包括:
获取使用者的步速;
当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
采用该实施例运行控制方法,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。
本发明实施例还提供一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制装置,包括:
获取单元,用于获取第一行程调节器的伸缩行程;
控制单元,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
采用本发明上述实施例的运行控制装置,机械外骨骼穿戴设备具有座椅功能并能够自动开启,从而提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。
优选的,所述控制单元,还用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
采用该实施例运行控制装置,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构处于最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,所述控制单元,还用于当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
采用该实施例运行控制装置,当臀部支撑机构位置调整完毕,振动器振动,从而可以提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
优选的,所述获取单元,还用于获取使用者的步速;
所述控制单元,还用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
采用该实施例运行控制装置,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。
附图说明
图1为本发明一实施例机械外骨骼穿戴设备示意图;
图2为本发明一实施例的第一行程调节器示意图;
图3为本发明另一实施例机械外骨骼穿戴设备示意图;
图4为本发明一实施例的脚部穿戴机构局部示意图;
图5为本发明一实施例的脚部穿戴机构处于抬脚状态示意图;
图6为本发明一实施例的脚部穿戴机构处于踩落状态示意图;
图7为本发明一实施例的小腿支撑杆和大腿支撑杆铰接示意图;
图8为本发明一实施例机械外骨骼穿戴设备的运行控制方法流程图;
图9为本发明一实施例机械外骨骼穿戴设备的运行控制装置示意图。
附图标记:
1-脚部穿戴机构;2-腿部穿戴机构;3-臀部支撑机构;4-第一控制器;
11-支架;12-可翻转鞋底;13-弹簧;14-第二行程调节器;
15-加速度传感器;16-滑槽;17-第一铰接轴;21-小腿支撑杆;
22-大腿支撑杆;24-绑带;25-第二铰接轴;23-第一行程调节器;
221-第一调节卡位;211-第二调节卡位;31-电机;32-振动器;
51-获取单元;52-控制单元;5-第二控制器;231-第一调节杆;
232-第二调节杆;233-锁销;234-销孔。
具体实施方式
为丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能,本发明实施例提供了一种机械外骨骼穿戴设备及其运行控制方法和装置。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
如图1所示,本发明一实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,包括脚部穿戴机构1、腿部穿戴机构2和臀部支撑机构3,其中:腿部穿戴机构2包括:与脚部穿戴机构1铰接的小腿支撑杆21、与小腿支撑杆21铰接的大腿支撑杆22,以及两端分别与脚部穿戴机构1和大腿支撑杆22铰接的第一行程调节器23,第一行程调节器23能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;臀部支撑机构3与大腿支撑杆22连接。
机械外骨骼穿戴设备的主体优选采用密度低、强度高的材质,例如钛金属或钛合金金属,等等,以减小人体的穿戴负重并提供足够的刚性。该机械外骨骼穿戴设备与人体固定的方式不限,如图1所示,该实施例中,脚部穿戴机构1和腿部穿戴机构2分别分别具有绑带24。绑带24的数量不限,以能够将穿戴设备与人体牢靠固定为宜。臀部支撑机构3的具体形状不限,优选设计为图1所示的U形,能够与人体的臀部形状吻合,提供更加舒适的支撑。
使用者穿戴本发明实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,在行走或跑步时,脚部穿戴机构1、小腿支撑杆21、大腿支撑杆22能够随人体动作而动作,第一行程调节器23亦能够随人体腿部的动作而伸缩,因此,使用者可以自如地行走或跑步。
此外,使用者还可以通过锁定第一行程调节器23的伸缩状态使用设备的座椅功能。具体的,当第一行程调节器23被锁定伸缩状态时,小腿支撑杆21和大腿支撑杆22的夹角固定,使用者可以安全地坐在臀部支撑机构3上。
本发明上述实施例的设计方案丰富机械外骨骼穿戴设备的使用功能,使机械外骨骼穿戴设备更具实用性。
第一行程调节器23的具体结构形式不限,例如,在本发明一可选实施例中,第一行程调节器为具有开关的电动缸。当电动缸开启时,第一行程调节器能够随人体腿部的动作而伸缩,当电动缸关闭时,第一行程调节器被锁定伸缩状态。
如图2所示,在本发明的另一可选实施例中,第一行程调节器23包括第一调节杆231、第二调节杆232和锁销233,第一调节杆231和第二调节杆232滑动装配且分别具有沿滑动方向设置的多个销孔234。当锁销233未***第一调节杆231和第二调节杆232位置相对的销孔时,第一行程调节器23能够随人体腿部的动作而伸缩;当锁销233***第一调节杆231和第二调节杆232位置相对的销孔时,第一行程调节器23被锁定伸缩状态。
采用上述两个实施例的技术方案,使用者可以手动对第一行程调节器23进行操作,当锁定第一行程调节器23的伸缩状态时,可以安全的使用机械外骨骼穿戴设备的座椅功能。
如图3所示,在本发明一优选实施例中,机械外骨骼穿戴设备还包括第一控制器4,第一控制器4与第一行程调节器23电连接,用于当第一行程调节器23的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器23锁定伸缩状态。
采用该技术方案,使用者可以通过调整姿态启用设备的座椅功能。具体的,使用者双腿下弯,使第一行程调节器23的收缩行程达到设定的收缩行程阈值,此时第一行程调节器23被锁定伸缩状态,小腿支撑杆21和大腿支撑杆22的夹角固定,使用者可以安全地坐在臀部支撑机构3上。本发明实施例的技术方案提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。其中,收缩行程阈值可以根据经验或者通过试验来确定,例如,收缩行程阈值设定为20厘米。
在本发明一实施例中,臀部支撑机构与大腿支撑杆固定连接,当小腿支撑杆和大腿支撑杆呈现与坐姿相吻合的姿态时,臀部支撑机构位于人体臀部的下方。
请继续参照图3所示,在本发明的优选实施例中,臀部支撑机构3与大腿支撑杆22铰接,臀部支撑机构3包括用于驱动臀部支撑机构3相对大腿支撑杆22转动的电机31;第一控制器4还与电机31电连接,用于当第一行程调节器23的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机31驱动臀部支撑机构3相对大腿支撑杆22转动至设定的最佳支撑角度。
最佳支撑角度可以根据经验或者通过试验来确定。采用该技术方案,使用者行走或者跑步时,臀部支撑机构3可以收纳在使用者的腰部,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构3可自动调整至最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,臀部支撑机构3还可以包括振动器32;第一控制器4还与振动器32电连接,用于当臀部支撑机构3相对大腿支撑杆22转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器32振动。当臀部支撑机构3位置调整完毕,振动器32振动,从而提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
可选的,第一行程调节器23可以为气缸式行程调节器或液缸式行程调节器。优选采用气缸式行程调节器,重量更轻,更适用于机械外骨骼穿戴设备。
如图4、图5和图6所示,在本发明的优选实施例中,脚部穿戴机构包括支架11、可翻转鞋底12、弹簧13、第二行程调节器14,其中:可翻转鞋底12的前端与支架11铰接,且侧端具有滑槽16;弹簧13和第二行程调节器14通过第一铰接轴17铰接且第一铰接轴17滑动装配在滑槽16内,弹簧13和第二行程调节器14远离第一铰接轴17的一端分别与支架11铰接;第二行程调节器14能够被锁定伸缩状态。
使用者穿戴该实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,可以通过调整并锁定第二行程调节器14的伸缩长度,使可翻转鞋底12抬起,此时,脚部穿戴机构1具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。具体的,使用者脚部落下时,弹簧13压缩,为使用者脚部提供减震,当使用者脚部抬起时,弹簧13复位,第一铰接轴17再次被顶起,可翻转鞋底12再次抬起。
在本发明的可选实施例中,第二行程调节器14可以为具有开关的电动缸,或为丝杆螺母。使用者可以手动调节第二行程调节器14的伸缩和锁定状态。
在本发明图5所示的优选实施例中,脚部穿戴机构还包括加速度传感器15和第二控制器5,其中:加速度传感器15设置于支架11;第二控制器5,与加速度传感器15和第二行程调节器14电连接,用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器14伸长将第一铰接轴17顶起。
使用者穿戴该实施例提供的机械外骨骼穿戴设备,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构1可以智能的自动开启减震功能,使第二行程调节器14伸长将第一铰接轴17顶起,可翻转鞋底12抬起。如图5所示,脚部穿戴机构1的减震功能开启后,可以大大减轻使用者的运动疲累感。使用者脚部落下时,弹簧13压缩,脚部穿戴机构1可以为使用者脚部提供减震,处于踩落状态的脚部穿戴机构1如图6所示;当使用者脚部抬起时,弹簧13复位,第一铰接轴17再次被顶起,可翻转鞋底12再次抬起。步速阈值可以根据经验或者试验确定,例如,设定步速阈值为1.5m/秒,大于该步速阈值,则认为使用者处于跑步状态,脚部穿戴机构1的减震功能开启。
在该实施例中,第二行程调节器14的具体类型不限,例如可以为气缸式行程调节器、液缸式行程调节器或丝杆式行程调节器,等等。
如图7所示,在本发明的较佳实施例中,小腿支撑杆21与大腿支撑杆22通过第二铰接轴25铰接;大腿支撑杆22具有沿大腿支撑杆22的长度方向排列的多个第一调节卡位221,第二铰接轴25枢装于其中一个第一调节卡位221内;小腿支撑杆21具有沿小腿支撑杆21的长度方向排列的多个第二调节卡位211,第二铰接轴25枢装于其中一个第二调节卡位211内。
采用上述设计,大腿支撑杆22和小腿支撑杆21的长度可以调节,从而使该机械外骨骼穿戴设备可以适用于不同身高腿长的使用者,适用范围较广。第一调节卡位221和第二调节卡位211可以为弹性卡位,这样,用力掰动第二铰接轴25即可移动至相邻的调节卡位。在本发明的其它实施例中,也可以仅在大腿支撑杆或小腿支撑杆上设置调节卡位。
请参考图3所示,在该实施例中,腿部穿戴机构2的小腿支撑杆21、大腿支撑杆22和第一行程调节器23为两组且在使用者腿部两侧呈对称设置;脚部穿戴机构1的弹簧13和第二行程调节器14为两组且在可翻转鞋底12两侧呈对称设置。采用该设计,使用者的腿部和脚部两侧受力平衡,穿戴舒适感和减震性能更佳,座椅功能的可靠性也进一步提升。
如图8所示,基于相同的发明构思,本发明实施例还提供一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制方法,该方法包括以下步骤:
步骤101、获取第一行程调节器的伸缩行程;
步骤102、当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
采用本发明上述实施例的运行控制方法,机械外骨骼穿戴设备具有座椅功能并能够自动开启,从而提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。
优选的,运行控制方法还包括:当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
采用该实施例运行控制方法,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构处于最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,运行控制方法还包括:当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
采用该实施例运行控制方法,当臀部支撑机构位置调整完毕,振动器振动,从而可以提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
优选的,运行控制方法还包括:
获取使用者的步速;
当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
采用该实施例运行控制方法,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。
如图9所示,基于相同的发明构思,本发明实施例还提供一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制装置,包括:
获取单元51,用于获取第一行程调节器的伸缩行程;
控制单元52,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
采用本发明上述实施例的运行控制装置,机械外骨骼穿戴设备具有座椅功能并能够自动开启,从而提高了机械外骨骼穿戴设备的动作智能化、丰富了其使用功能。
优选的,控制单元52,还用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
采用该实施例运行控制装置,机械外骨骼穿戴设备的座椅功能开启时,臀部支撑机构处于最佳支撑位置,可以使使用者的坐姿更加舒适、安全。
更优的,控制单元52,还用于当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
采用该实施例运行控制装置,当臀部支撑机构位置调整完毕,振动器振动,从而可以提示使用者可以安全坐下,该方案进一步提高了使用机械外骨骼穿戴设备座椅功能时的安全性。
优选的,获取单元51,还用于获取使用者的步速;
控制单元52,还用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
采用该实施例运行控制装置,当步速大于设定的步速阈值时,脚部穿戴机构具有减震功能,可以大大减轻使用者的运动疲累感。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (18)
1.一种机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,包括脚部穿戴机构、腿部穿戴机构和臀部支撑机构,其中:
腿部穿戴机构包括:与脚部穿戴机构铰接的小腿支撑杆、与小腿支撑杆铰接的大腿支撑杆,以及两端分别与脚部穿戴机构和大腿支撑杆铰接的第一行程调节器,第一行程调节器能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;
臀部支撑机构与大腿支撑杆连接。
2.如权利要求1所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,
第一行程调节器为具有开关的电动缸;或者,
第一行程调节器包括第一调节杆、第二调节杆和锁销,第一调节杆和第二调节杆滑动装配且分别具有沿滑动方向设置的多个销孔,当锁销***第一调节杆和第二调节杆位置相对的销孔时,第一行程调节器被锁定伸缩状态。
3.如权利要求1所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,还包括第一控制器,第一控制器与第一行程调节器电连接,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态。
4.如权利要求3所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,臀部支撑机构与大腿支撑杆铰接,臀部支撑机构包括用于驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动的电机;
第一控制器还与电机电连接,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
5.如权利要求4所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,臀部支撑机构还包括振动器;
第一控制器还与振动器电连接,用于当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
6.如权利要求1所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,脚部穿戴机构包括支架、可翻转鞋底、弹簧、第二行程调节器,其中:
可翻转鞋底的前端与支架铰接,且侧端具有滑槽;弹簧和第二行程调节器通过第一铰接轴铰接且第一铰接轴滑动装配在滑槽内,弹簧和第二行程调节器远离第一铰接轴的一端分别与支架铰接;第二行程调节器能够被锁定伸缩状态。
7.如权利要求6所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,第二行程调节器包括具有开关的电动缸,或丝杆螺母。
8.如权利要求6所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,脚部穿戴机构还包括加速度传感器和第二控制器,其中:
加速度传感器设置于支架;
第二控制器,与加速度传感器和第二行程调节器电连接,用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将第一铰接轴顶起。
9.如权利要求6所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,腿部穿戴机构的小腿支撑杆、大腿支撑杆和第一行程调节器为两组且在使用者腿部两侧呈对称设置;脚部穿戴机构的弹簧和第二行程调节器为两组且在可翻转鞋底两侧呈对称设置。
10.如权利要求1所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,
小腿支撑杆与大腿支撑杆通过第二铰接轴铰接;
大腿支撑杆具有沿大腿支撑杆的长度方向排列的多个第一调节卡位,第二铰接轴枢装于其中一个第一调节卡位内;和/或,小腿支撑杆具有沿小腿支撑杆的长度方向排列的多个第二调节卡位,第二铰接轴枢装于其中一个第二调节卡位内。
11.如权利要求1~10任一项所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,所述臀部支撑机构为U形臀部支撑机构。
12.如权利要求11所述的机械外骨骼穿戴设备,其特征在于,脚部穿戴机构和腿部穿戴机构分别具有绑带。
13.一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制方法,其特征在于,所述机械外骨骼穿戴设备包括脚部穿戴机构、腿部穿戴机构和臀部支撑机构,其中:腿部穿戴机构包括:与脚部穿戴机构铰接的小腿支撑杆、与小腿支撑杆铰接的大腿支撑杆,以及两端分别与脚部穿戴机构和大腿支撑杆铰接的第一行程调节器,第一行程调节器能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;臀部支撑机构与大腿支撑杆连接;
所述运行控制方法包括:
获取第一行程调节器的伸缩行程;
当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态;
当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
14.如权利要求13所述的运行控制方法,其特征在于,还包括:
当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
15.如权利要求13~14任一项所述的运行控制方法,其特征在于,还包括:
获取使用者的步速;
当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
16.一种机械外骨骼穿戴设备的运行控制装置,其特征在于,所述机械外骨骼穿戴设备包括脚部穿戴机构、腿部穿戴机构和臀部支撑机构,其中:腿部穿戴机构包括:与脚部穿戴机构铰接的小腿支撑杆、与小腿支撑杆铰接的大腿支撑杆,以及两端分别与脚部穿戴机构和大腿支撑杆铰接的第一行程调节器,第一行程调节器能够随使用者腿部动作伸缩,并能够被锁定伸缩状态;臀部支撑机构与大腿支撑杆连接;
所述运行控制装置包括:
获取单元,用于获取第一行程调节器的伸缩行程;
控制单元,用于当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制第一行程调节器锁定伸缩状态;及当第一行程调节器的收缩行程达到设定的收缩行程阈值时,控制电机驱动臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度。
17.如权利要求16所述的运行控制装置,其特征在于,
所述控制单元,还用于当臀部支撑机构相对大腿支撑杆转动至设定的最佳支撑角度时,控制振动器振动。
18.如权利要求16~17任一项所述的运行控制装置,其特征在于,
所述获取单元,还用于获取使用者的步速;
所述控制单元,还用于当使用者的步速大于设定的步速阈值时,控制第二行程调节器伸长将弹簧和连杆的铰接轴顶起。
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