CN112045658A - 一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置及其控制方法，该多关节驱动装置包括：关节绑缚件，用于绑缚人体关节；驱动组件，至少包括一驱动线，并通过驱动线连接关节绑缚件；控制器，连接驱动组件，用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件，或在检测到人体处于第二运动状态时，控制驱动组件断电，以使驱动线可被外力拉伸。通过这样的方式，能够避免驱动线的挤出或缠绕。

Description

一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置及其控制方法

技术领域

本申请涉及人体助力技术领域，具体涉及一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置及其控制方法。

背景技术

对于长期负重行走的士兵，关节驱动装置可以帮助其减少能量消耗，提高士兵附中执行任务的能力，在单兵作战***中起到重要作用；对于下肢功能障碍患者，关节驱动装置可以通过任务型的康复训练，恢复患者的肢体功能，常用于中风患者下肢功能，或老年人行走辅助，关节驱动装置在重建下肢功能障碍患者的运动能力，以及改善老年人生活质量方面具有重要意义。

由于关节驱动装置通常是借助电机进行驱动，在关节驱动装置的实际使用中，电机带动线盘转动实现柔性绳的拉紧和放松时，不可避免会出现放松时柔性绳挤出或者缠绕的情况，因此如何避免关节反向运动导致柔性绳挤出或缠绕的情况，成为了亟待解决的问题。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置及其控制方法，能够避免驱动线的挤出或缠绕。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置，该多关节驱动装置包括：关节绑缚件，用于绑缚人体关节；驱动组件，至少包括一驱动线，并通过驱动线连接关节绑缚件；控制器，连接驱动组件，用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件，或在检测到人体处于第二运动状态时，控制驱动组件断电，以使驱动线可被外力拉伸。

其中，驱动组件包括：绕线盘，用于设置驱动线；电磁离合器，绕线盘套设于电磁离合器；电机，连接电磁离合器，用于带动电磁离合器转动；其中，控制器连接电磁离合器，用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制电磁离合器上电，以使电磁离合器吸附绕线盘，或在检测到人体处于第二运动状态时，控制电磁离合器断电，以使电磁离合器脱离绕线盘。

其中，驱动组件还包括：加长轴，电磁离合器套设于加长轴；螺钉，连接加长轴和电机的输出轴；第一垫片，设置于螺钉和加长轴之间；第二垫片，设置于加长轴和电机的输出轴之间。

其中，多关节驱动装置还包括：躯干绑缚件，连接驱动组件，用于将驱动组件固定于人体躯干；驱动组件还包括固定座，固定座包括固定部和连接部，固定部包括一通孔，电机固定于固定部，且电机的输出轴穿过通孔，连接部用于连接躯干绑缚件。

其中，绕线盘包括第一线槽和第二线槽；关节绑缚件包括第一关节绑缚件和第二关节绑缚件；驱动线包括第一驱动线和第二驱动线，第一驱动线设置于第一线槽，并连接第一关节绑缚件，第二驱动线设置于第二线槽，并连接第二关节绑缚件；其中，第一线槽和第二线槽的绕线直径不同。

其中，第一关节绑缚件为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节；第二关节绑缚件为踝关节绑缚件，用于绑缚人体踝关节；其中，膝关节绑缚件在第一驱动线的拉动作用下，对人体膝关节屈曲形成主动拉伸助力；踝关节绑缚件在第二驱动线的拉动作用下，对人体踝关节跖屈形成主动拉伸助力。

其中，第一关节绑缚件为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节；第二关节绑缚件为髋关节绑缚件，用于绑缚人体髋关节；其中，膝关节绑缚件在第一驱动线的拉动作用下，对人体膝关节屈曲形成主动拉伸助力；髋关节绑缚件在第二驱动线的拉动作用下，对人体髋关节摆动屈曲形成主动拉伸助力。

其中，第一线槽的绕线直径是第二线槽的绕线直径的三倍。

其中，多关节驱动装置还包括传感器，传感器用于检测人体的运动状态。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一个技术方案是：提供一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置的控制方法，该方法包括：接收传感器发送的人体运动状态的检测信号；根据检测信号判断人体处于第一运动状态或第二运动状态；若判断出人体处于第一运动状态，则控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件；若判断出人体处于第二运动状态，则控制驱动组件断电，以使驱动线可被外力拉伸。

本申请实施例的有益效果是：区别于现有技术，本申请提供的一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置，包括关节绑缚件、驱动组件和控制器，在检测到人体处于第一运动状态时，控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件，从而对人体关节形成主动的收缩助力；在检测到人体处于第二运动状态时，控制驱动组件断电，以使驱动线被人体关节自由拉伸。通过这样的方式，一方面能够为使用者的关节提供助力；另一方面，在人体处于第二运动状态时，无需借助驱动组件的主动助力即可实现驱动线的拉伸，避免了驱动组件主动送线造成驱动线的挤出或缠绕。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置一实施例的侧视图；

图2是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置一实施例的穿戴示意图；

图3是本申请提供的驱动组件的分解示意图；

图4是本申请提供的绕线盘的具体结构示意图；

图5是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置另一实施例的侧视图；

图6是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置另一实施例的穿戴示意图；

图7是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置的控制方法一实施例的流程示意图；

图8是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

目前的关节驱动装置大致可以分为两类，第一类的驱动装置其结构框架为刚性，只是通过驱动线进行传动，这一类与人体关节的贴合度交叉，且关节处需要与人体生理关节一致，否则容易对穿戴用户造成损伤；第二类的驱动装置为柔性绑缚，驱动通过气动肌肉或电机带动驱动线实现，气动肌肉驱动***的质量过大，使得在使用时驱动装置能耗大，续航时间变短，而驱动电机带动线盘转动实现驱动线的收缩和拉伸时，不可避免会出现放线时驱动线挤出或缠绕的情况。基于此，本申请发明人提出以下实施例：

参阅图1，图1是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置一实施例的侧视图，该多关节驱动装置10包括关节绑缚件11、驱动组件12和控制器13，其中，关节绑缚件11用于绑缚人体关节，包括但不限于膝关节、踝关节、髋关节等；驱动组件12连接关节绑缚件11，具体为驱动组件12中的驱动线121与关节绑缚件11连接，用于对关节绑缚件11提供向上的驱动力；控制器13连接驱动组件12，用于对驱动组件12进行控制。

可以理解，由于左右两条腿的结构相同，因此该多关节驱动装置10为两个，分别助力左腿和右腿的运动，以下实施例以一侧进行说明：

结合图2，图2是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置一实施例的穿戴示意图，在本实施例中，关节绑缚件11包括第一关节绑缚件111和第二关节绑缚件112，其中，第一关节绑缚件111为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节，第二关节绑缚件112为踝关节绑缚件，具体可以为鞋形套，用于绑缚人体踝关节。

对应地，驱动线121包括第一驱动线1211和第二驱动线1212，第一驱动线1211连接第一关节绑缚件111，第二驱动线1212连接第二关节绑缚件112。此时，第一关节绑缚件111可以在第一驱动线1211的拉动作用下，对人体的膝关节屈曲形成主动拉伸助力，同样地，第二关节绑缚件112可以在第二驱动线1212的拉动作用下，对人体的踝关节跖屈形成主动拉伸助力。可选地，驱动线121可以为鲍登绳、钢丝或钢条中的一种，在本实施例中，驱动线121主要为鲍登绳。

进一步地，多关节驱动装置10还包括躯干绑缚件14，该躯干绑缚件14与驱动组件12连接，用于将驱动组件12固定于人体躯干。其中，人体躯干可以包括胸部、腹部、背部和腰部，在本实施例中，躯干绑缚件14具体可以为腰部绑缚件，多关节驱动装置10即固定于人体的腰部，使得驱动线121的长度不至于过长，而影响驱动组件12的驱动效果。

进一步地，多关节驱动装置10还包括多个传感器15和多个通信模块(图未示)，传感器15可以设置于关节绑缚件11上，通信模块则分别设置于控制器13和传感器15，控制器13和传感器15通过通信模块建立通信连接。其中，传感器15用于检测人体的运动状态，在本实施例中，该传感器15可以为三轴加速度传感器，由于该多关节驱动装置10只是辅助使用者进行运动，因此实际上使用者还是会在运动过程中主动用力，当加速度传感器检测到关节绑缚件11由于人体主动对关节施加力而准备开始运动时，获取此时人体关节运动的方向，并将对应的方向信号发送至控制器13，控制器13则根据该方向信号识别人体对应的第一运动状态或第二运动状态，以根据该第一运动状态或第二运动状态对驱动组件12进行控制。可选地，传感器15的类型不限于此，只要能够检测出人体的运动状态即可。

具体地，控制器13在获取到人体处于第一运动状态时，控制驱动组件12收缩驱动线121，以拉动关节绑缚件11；或者控制器13在获取到人体处于第二运动状态时，控制驱动组件12断电，以使驱动线121可被外力拉伸，此时，驱动线121不受驱动组件12的控制，由人体主动对驱动线121施加力而向外拉伸。也就是说，人体在第一运动状态下需要多关节驱动装置10进行助力，而在第二运动状态下无需助力。

其中，第一运动状态和第二运动状态表示人体关节在两个不同方向上运动时对应的状态，在本实施例中，第一运动状态为人体从站立状态切换至摆动状态后的运动状态，对应人体膝关节进行屈曲或人体踝关节进行跖屈的时间段；第二运动状态为人体的第一运动状态结束后，继续进行下一阶段的运动状态，对应人体膝关节进行摆动伸展或人体踝关节进行背屈的时间段；此时，三轴加速度传感器通过检测获取其X、Y、Z方向上的加速度数据，控制器13则根据该加速度数据即可判断出人体处于第一或第二运动状态。

可以理解的，第一运动状态和第二运动状态在多关节驱动装置10的驱动作用下属于相对的两种运动状态，第一运动状态对应的一个时间段与第二运动状态对应的一个时间段组成一个运动周期T，需要说明的是，该运动周期T为一个多关节驱动装置10经历交替通断电所经历的时间，在一个运动周期T结束后，另一多关节驱动装置10的驱动组件12和传感器15则开始工作，以助力另一条腿的关节进行运动，同样按照上述的方式对关节绑缚件11进行控制，经历另一个运动周期T以完成另一组例如屈膝和伸展动作。也就是说，两个连续的运动周期T才为整个下肢的运动时间，即为一个步态运动周期。

可选地，多关节驱动装置10从启动开始，运行了一个步态运动周期之后，也即是在第二个运动周期T中第二运动状态的关节动作完成时，可以直接进入下一个运动周期T，此时控制器13根据起始两个运动周期T的规律，无需借助传感器15的检测，即可周期性地通断电以完成多关节的主动助力收线和无阻力放线。在另一些实施例中，启动时甚至可以无需借助传感器15，直接按照人体步行时关节的运动规律控制驱动组件12通电或断电，以主动收缩或自由拉伸驱动线121，以完成关节助力。

在一个具体应用场景中，使用者在需要借助多关节驱动装置10进行助力时，可以通过设置于装置上的启动按钮(图未示)启动该多关节驱动装置10，并在传感器15检测到使用者下肢的膝关节有屈曲动作或踝关节有跖屈动作，也即是处于第一运动状态时，传感器15将关节进行初始运动的方向信号发送至控制器13，控制器13则控制驱动组件12通电，并控制驱动组件12通过驱动线121拉动膝关节绑缚件11和踝关节绑缚件11，以对膝关节和踝关节的屈曲或跖屈助力，辅助使用者运动；在传感器15检测到使用者的膝关节有伸展动作或踝关节有背屈动作，也即是处于第二运动状态时，传感器15将此时运动的方向信号发送至控制器13，控制器13则控制驱动组件12断电，此时，由于膝关节伸展和踝关节背屈属于肢体自然舒展动作，因此人体可以不费力地完成，无需借助驱动组件12，以完成一个运动周期T内单腿的关节助力；在关节的伸展和背屈动作完成后，随即另一多关节驱动装置10以同样的方式开始工作，直到另一条腿完成自第一运动状态到第二运动状态的助力，以完成一个步态运动周期。

通过这样的方式，可以在人体处于第二运动状态时，无需借助驱动组件12的主动助力即可实现驱动线121的拉伸，能够避免驱动组件12主动送线造成驱动线121的挤出或缠绕。

进一步参阅图3，图3是本申请提供的驱动组件的分解示意图，同样以单侧一个驱动组件12为例进行说明，该驱动组件12包括绕线盘122、电磁离合器123、电机124、加长轴125、螺钉126，第一垫片127、第二垫片128、固定座129。其中，绕线盘122用于设置驱动线121，套设于电磁离合器123，具体外套于电磁离合器123上，用于实现上述实施例中驱动组件12收缩驱动线121的功能。

其中，电磁离合器123与电机124连接，具体电磁离合器123套设于加长轴125，加长轴125在螺钉126的作用下，与电机124的输出轴连接并固定，一些实施例中，在电机124的输出轴足够长的情况下，也可以不设置该加长轴125，直接利用输出轴与电磁离合器123连接；电磁离合器123还与控制器13电连接，控制器13用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制电磁离合器123上电，以使电磁离合器123吸附绕线盘122，活在检测到人体处于第二运动状态时，控制电磁离合器123断电，以使电磁离合器123脱离绕线盘122；电机124则用于带动电磁离合器123转动，进一步带动绕线盘122转动，以使驱动线121收缩并拉动关节绑缚件11，其中，电机124可以一直为上电状态，也可以根据第一或第二运动状态进行通断电切换。

其中，第一垫片127设置于螺钉126和加长轴125之间，第二垫片128设置于加长轴125和电机124的输出轴之间，用于减少震动带来的影响，能够稳定各部件之间的连接。

其中，固定座129包括固定部1291和连接部1292，固定部1291包括一通孔，电机124固定于固定部1291，且电机124的输出轴穿过通孔，用于将整个驱动组件12固定于该固定座129上，以便于连接部1292连接躯干绑缚件14，实现驱动组件12挂设于人体上。

具体地，电磁离合器123在通电的情况下，电磁离合器123的线圈产生磁力，在磁力的作用下吸合衔铁，使得套设于电磁离合器123之外的绕线盘122与电机124的输出轴结为一体，此时，外套于电磁离合器123上的绕线盘122可以随着电机124输出轴或加长轴125的转动一同正向转动，以使得绕线盘122内的驱动线121能够收缩，从而对第一关节绑缚件111和第二关节绑缚件112形成主动拉力，以助力关节屈曲或跖屈。

当下肢关节反向运动时，也即是处于第二运动状态时，控制器13控制电磁离合器123断电，磁力消失，在弹簧或自重力等作用力下，外套于电磁离合器123上的绕线盘122和输出轴之间实现分离，由于关节的主动运动造成驱动线121向外拉伸，此时绕线盘122等同于空滑轮，被驱动线121带动反向旋转，无需电机124主动送线，避免了电机124主动送线时的挤出或缠绕。

进一步参阅图4，图4是本申请提供的绕线盘的具体结构示意图，本实施例中，绕线盘122包括第一线槽1221和第二线槽1222，第一线槽1221和第二线槽1222的直径不同，其中，第一驱动线121的一端设置于第一线槽1221，另一端连接第一关节绑缚件111，第二驱动线121的一端设置于第二线槽1222，另一端连接第二关节绑缚件112，并且，由于人体各关节屈曲的角度不同，例如本实施例中人体膝关节屈曲角度约为踝关节跖屈角度的三倍，所以对应与膝关节绑缚件连接的第一线槽1221的直径，约为与踝关节绑缚件连接的第二线槽1222直径的三倍，这样可以保持人体下肢多关节助力运动的一致性，使得膝关节屈曲和踝关节跖屈能够同时完成。其中，多关节的绑缚件对应线槽的直径大小，与下肢关节运动范围相关，生理关节运动的范围越大，线槽的直径就越大，在此不做具体限定，只要能满足多关节助力运动的一致性即可。

可选地，绕线盘122还可以根据实际需要，设置第三或第四线槽等，变为多个不同直径的线槽叠加，在本实施例中，仅设置第一线槽1221和第二线槽1222对应膝关节绑缚件和踝关节绑缚件。

在本实施例中，一方面，通过绕线盘122的多槽设计，利用一个电机就可以实现下肢多关节运动联动助力，无需设置多个绕线盘122造成控制困难且重量增加等问题，能够提高助力效率。另一方面，由于电机124以及绕线盘122的数量无需设置过多，多关节驱动装置10的质量变轻，使得该装置具有较强的可穿戴性，并且续航能力强。

此外，该多关节驱动装置10加工简单，质量轻，体积小，控制方便，既可以单独用于驱动多关节下肢外骨骼，也可以与多种无动力刚性或柔性的下肢外骨骼直接结合，为下肢无力患者或附中行走人群提供下肢多关节助力。

区别于现有技术，本申请提供的一种多关节驱动装置10，包括关节绑缚件11、驱动组件12和控制器13，在检测到人体处于第一运动状态时，控制驱动组件12收缩驱动线121，以拉动关节绑缚件11，从而对人体关节形成主动的收缩助力；在检测到人体处于第二运动状态时，控制驱动组件12断电，以使驱动线121被人体关节自由拉伸。通过这样的方式，一方面能够为使用者的关节提供助力；另一方面，在人体处于第二运动状态时，无需借助驱动组件12的主动助力即可实现驱动线121的拉伸，避免了驱动组件12主动送线造成驱动线121的挤出或缠绕。

参阅图5和图6，图5是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置另一实施例的侧视图，图6是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置另一实施例的穿戴示意图，在本实施例中，同样以左右两条腿的一侧为例进行说明。多关节驱动装置20包括关节绑缚件21、驱动组件22和控制器23，其中，关节绑缚件21用于绑缚人体关节；驱动组件22连接关节绑缚件21，具体为驱动组件22中的驱动线221与关节绑缚件21连接；控制器23连接驱动组件22，用于对驱动组件22进行控制。

需要说明的是，本实施例中的驱动组件22与上一实施例中的驱动组件22属于相同组件，其原理和作用相同，在此不做过多赘述。

在本实施例中，关节绑缚件21包括第一关节绑缚件211和第二关节绑缚件212，其中，第一关节绑缚件211为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节，第二关节绑缚件212为髋关节绑缚件，用于绑缚人体髋关节。

对应的，驱动线221包括第一驱动线2211和第二驱动线2212，第一驱动线2211连接第一关节绑缚件211，第二驱动线2212连接第二关节绑缚件212，此时，第一关节绑缚件211可以在第一驱动线2211的拉动作用下，对人体膝关节屈曲形成主动拉伸助力，第二关节绑缚件212可以在第二驱动线2212的拉动作用下，对人体髋关节形成主动拉伸助力。

进一步地，多关节驱动装置20还包括躯干绑缚件24，躯干绑缚件24与驱动组件22连接，用于将驱动组件22固定于人体躯干，本实施例中，躯干绑缚件24可以为腰部绑缚件。

进一步地，多关节驱动装置20还包括滑轮25，滑轮设置于躯干绑缚件24上，第二驱动线2212在滑轮的作用下连接第二关节绑缚件212。由于第二驱动线2212对髋关节的助力方向，与第一驱动线2212对膝关节的助力方向不同，第二驱动线2212需要对大腿前侧进行拉伸，才能对髋关节形成助力，但驱动组件22的位置相对固定，因此，第二驱动线2212可以通过滑轮改变力的方向，以使第二驱动线2212更好的对第二关节绑缚件212进行助力，滑轮可以设置于躯干绑缚件24相对驱动组件22的另一端，具***置以能够便于驱动组件22实现拉伸助力为准。

进一步地，多关节驱动装置20还包括传感器26和通信模块(图未示)，传感器26设置于关节绑缚件21上，用于检测人体的运动状态，并通过通信模块发送至控制器23。具体原理和方法与前述实施例相同，在此不做过多赘述。

在一个具体应用场景中，使用者在需要借助多关节驱动装置20进行助力时，可以通过设置于装置上的启动按钮(图未示)启动该多关节驱动装置20，并在传感器26检测到人体处于第一运动状态时，将人体初始运动的方向信号发送至控制器23，控制器23则控制驱动组件22通电，以使驱动组件22通过驱动线221拉伸膝关节绑缚件和髋关节绑缚件，以对膝关节和髋关节屈曲助力，辅助使用者运动；在传感器26检测到人体处于第二运动状态时，将此时运动的方向信号发送至控制器23，控制器23控制驱动组件22断电，膝关节和髋关节自然舒展，此时驱动线221不受驱动组件22的控制，最终完成一个运动周期T内单腿的关节助力，而后另一多关节驱动装置20进行工作，以完成一个步态运动周期。

通过这样的方式，一方面能够为使用者的关节提供助力；另一方面，在人体处于第二运动状态时，无需借助驱动组件22的主动助力即可实现驱动线221的拉伸，避免了驱动组件22主动送线造成驱动线221的挤出或缠绕。

参阅图7，图7是本申请提供的柔性下肢外骨骼多关节驱动装置的控制方法一实施例的流程示意图，该方法具体包括如下步骤：

S11：获取传感信号。

其中，检测信号由传感器对人体初始运动时刻的加速度数据进行获取而得到，进一步传感器将该加速度数据发送至控制器。

S12：根据传感信号确定人体的运动状态。

其中，传感信号中包含传感器在X、Y、Z方向上的加速度数据，控制器可以根据该数据判断人体的运动状态，在本实施例中，该运动状态主要是指人体关节的运动状态。

S13：在人体处于第一运动状态时，控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件。

其中，驱动组件的驱动线连接关节绑缚件，关节绑缚件用于绑缚人体关节，以在驱动组件的驱动作用下，对关节进行助力。

S14：在人体处于第二运动状态时，控制驱动组件断电，以使驱动线可被外力拉伸。

其中，当驱动组件断电后，驱动组件将不再为驱动线主动助力，驱动线的拉伸则由人体自由舒展完成，可以避免驱动线的挤出或缠绕。

通过这样的方式，能够为使用者的关节提供助力，还能够在人体处于第二运动状态时，将驱动组件断电，避免驱动组件主动送线造成驱动线的挤出或缠绕。

参阅图8，图8是本申请提供的计算机可读存储介质一实施例的结构示意图，本实施例的计算机可读存储介质30用于存储计算机程序31，计算机程序31在被处理器执行时，用以实现如下方法步骤：

接收传感器发送的人体运动状态的检测信号；根据检测信号判断人体处于第一运动状态或第二运动状态；若判断出人体处于第一运动状态，则控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件；若判断出人体处于第二运动状态，则控制驱动组件断电，以使驱动线可被外力拉伸。

需要说明的是，本实施例的计算机程序31所执行的方法步骤是基于上述方法实施例的，其实施原理和步骤类似。

本申请的实施例以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

在本说明书的描述中，术语“连接”应作为广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述属于在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“另一个实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置，其特征在于，所述多关节驱动装置包括：

关节绑缚件，用于绑缚人体关节；

驱动组件，至少包括一驱动线，并通过所述驱动线连接所述关节绑缚件；

控制器，连接所述驱动组件，用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制所述驱动组件收缩所述驱动线，以拉动所述关节绑缚件，或在检测到人体处于第二运动状态时，控制所述驱动组件断电，以使所述驱动线可被外力拉伸。

2.根据权利要求1所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述驱动组件包括：

绕线盘，用于设置所述驱动线；

电磁离合器，所述绕线盘套设于所述电磁离合器；

电机，连接所述电磁离合器，用于带动所述电磁离合器转动；

其中，所述控制器连接所述电磁离合器，用于在检测到人体处于第一运动状态时，控制所述电磁离合器上电，以使所述电磁离合器吸附所述绕线盘，或在检测到人体处于第二运动状态时，控制所述电磁离合器断电，以使所述电磁离合器脱离所述绕线盘。

3.根据权利要求2所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述驱动组件还包括：

加长轴，所述电磁离合器套设于所述加长轴；

螺钉，连接所述加长轴和所述电机的输出轴；

第一垫片，设置于所述螺钉和所述加长轴之间；

第二垫片，设置于所述加长轴和所述电机的输出轴之间。

4.根据权利要求3所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述多关节驱动装置还包括：

躯干绑缚件，连接所述驱动组件，用于将所述驱动组件固定于人体躯干；

所述驱动组件还包括固定座，所述固定座包括固定部和连接部，所述固定部包括一通孔，所述电机固定于所述固定部，且所述电机的输出轴穿过所述通孔，所述连接部用于连接所述躯干绑缚件。

5.根据权利要求2所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述绕线盘包括第一线槽和第二线槽；

所述关节绑缚件包括第一关节绑缚件和第二关节绑缚件；

所述驱动线包括第一驱动线和第二驱动线，所述第一驱动线设置于所述第一线槽，并连接所述第一关节绑缚件，所述第二驱动线设置于所述第二线槽，并连接所述第二关节绑缚件；

其中，所述第一线槽和所述第二线槽的绕线直径不同。

6.根据权利要求5所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述第一关节绑缚件为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节；

所述第二关节绑缚件为踝关节绑缚件，用于绑缚人体踝关节；

其中，所述膝关节绑缚件在所述第一驱动线的拉动作用下，对人体膝关节屈曲形成主动拉伸助力；所述踝关节绑缚件在所述第二驱动线的拉动作用下，对人体踝关节跖屈形成主动拉伸助力。

7.根据权利要求5所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述第一关节绑缚件为膝关节绑缚件，用于绑缚人体膝关节；

所述第二关节绑缚件为髋关节绑缚件，用于绑缚人体髋关节；

其中，所述膝关节绑缚件在所述第一驱动线的拉动作用下，对人体膝关节屈曲形成主动拉伸助力；所述髋关节绑缚件在所述第二驱动线的拉动作用下，对人体髋关节摆动屈曲形成主动拉伸助力。

8.根据权利要求5所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述第一线槽的绕线直径是所述第二线槽的绕线直径的三倍。

9.根据权利要求1所述的多关节驱动装置，其特征在于，

所述多关节驱动装置还包括传感器，所述传感器用于检测人体的运动状态。

10.一种柔性下肢外骨骼多关节驱动装置的控制方法，其特征在于，所述控制方法应用于如权利要求1-9任一项所述的多关节驱动装置，所述控制方法包括：

获取传感信号；

根据所述传感信号确定人体的运动状态；

在人体处于第一运动状态时，控制驱动组件收缩驱动线，以拉动关节绑缚件；

在人体处于第二运动状态时，控制所述驱动组件断电，以使所述驱动线可被外力拉伸。

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