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公开(公告)号：CN108014001A
公开(公告)日：2018-05-11
申请号：CN201810000882.X
申请日：2018-01-02
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明公开了一种柔性助行外骨骼，包括便携式控制箱以及可穿戴柔性执行器等。可穿戴惯性测量单元模块对下肢运动意图实时获取，为驱动与控制模块提供核心的信号来源。在这个信号源的激励下，驱动与控制模块对人体下肢运动意图进行理解、判断、决策以及异常检测，实时控制微型充气泵的输出流量，并控制电磁阀组件进行气路的切换，基于用户下肢实时的运动状态对左、右腿上的可穿戴柔性执行器的相应气囊进行压力控制，在行走过程中为左、右腿提供辅助膝关节弯曲和伸展的转矩，达到为膝关节运动损伤以及弱行走能力的老年群体提供柔性行走辅助的目的。
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公开(公告)号：CN106420278A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201611095057.X
申请日：2016-12-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
CPC classification number: A61H3/00 , A61H2003/005 , A61H2003/007 , A61H2201/1284 , A61H2201/1436 , A61H2201/1642 , A61H2201/1657 , A61H2205/10
Abstract: 本发明公开了一种作用于膝关节的便携式辅助行走机构，包括动力输出装置、辅助转矩执行装置、驱动力传递部件。所述辅助转矩执行装置包括分别作用于左、右腿膝关节部位的辅助转矩执行部件，以人体自重为驱动力，不需要其他外部动力和能量输入。本发明基于杠杆原理和曲柄滑块结构机理，采用左右脚交叉驱动输入的工作方式，利用人体自重作用，以闸线为驱动力传递的媒介，左脚的动力输出部件为右腿膝关节辅助转矩执行部件提供驱动力，右脚的动力输出部件为左腿膝关节辅助转矩执行部件提供驱动力，从而在行走过程中产生辅助左、右腿膝关节弯曲、伸展的转矩，达到辅助行走的目的。
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公开(公告)号：CN110587613B
公开(公告)日：2023-10-24
申请号：CN201910975875.6
申请日：2019-10-15
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负压气动柔性膝关节外骨骼实时反馈与闭环控制方法，所述外骨骼由控制器、微型气泵、两位三通负压气阀、两位三通正压气阀、IMU模块、气压传感器、负压旋转弹性体驱动器等组成；实时反馈与闭环控制方法包括：首先控制器对IMU模块采集人体下肢角度参数进行分析，对行走步态进行识别，然后建立负压弹性体驱动器在一个步态周期不同时刻提供的力矩输入方程，而后计算负压弹性体驱动器角度、气压与力矩三者之间的对应关系，最后构建气压‑转速‑气阀指令模型，微型气泵、两位三通负压气阀以及两位三通正压气阀按照模型指令，执行相应动作，通过负压弹性体驱动器为用户提供与步态周期和膝关节力矩需求匹配的辅助力矩。
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公开(公告)号：CN108938340B
公开(公告)日：2020-06-26
申请号：CN201810613063.2
申请日：2018-06-14
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种辅助髋关节和膝关节运动的柔性外骨骼机器人，包括气动控制系统、左腿髋关节柔性助力组件，右腿髋关节柔性助力组件，左腿膝关节柔性助力组件以及右腿膝关节柔性助力组件等。左腿髋关节柔性助力组件和右腿髋关节柔性助力组件采用负压收缩弹性体驱动器作为驱动元件，其在负压作用时形成线性位移和弹性作用力；左腿膝关节柔性助力组件和右腿膝关节柔性助力组件采用负压旋转弹性体作为驱动元件，其在负压作用下产生旋转的转矩。气动控制系统对检测与信息发送模块采集和反馈的用户步态数据实时处理，对负压收缩弹性体驱动器和负压旋转弹性体的负压加载和卸载过程进行实时控制，在行走过程中按照步态规律为髋关节、膝关节提供助力。
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公开(公告)号：CN110303479A
公开(公告)日：2019-10-08
申请号：CN201910688248.4
申请日：2019-07-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种可穿戴柔性膝关节外骨骼及其控制方法，可穿戴柔性膝关节外骨骼主要由控制与气压输出系统、传感系统和柔性助力执行系统组成。控制与气压输出系统对传感系统采集到的用户运动信息和柔性助力执行系统压力信息进行分析，采用步态估算模型和膝关节力矩模型等算法计算得到气动力开关、压力和流速等相应指令，执行相应动作，为柔性助力执行系统提供定量的正压或者负压。柔性助力执行系统将控制与气压输出系统提供的正压或者负压气动力传递给用户左右腿大腿和小腿，输入负压时柔性助力执行系统产生辅助弯曲的转矩，辅助膝关节弯曲；从负压切换到正压输入时柔性助力执行系统产生由弯曲变为伸展的转矩，辅助膝关节伸展，达到助行的目的。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN108743250A
公开(公告)日：2018-11-06
申请号：CN201810613278.4
申请日：2018-06-14
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明公开了一种柔性髋关节助力外骨骼，包括负压控制系统、髋关节柔性助力组件以及惯性测量单元组件等。髋关节柔性助力组件以负压收缩弹性体驱动器作为髋关节的助力执行器，负压收缩弹性体驱动器能够接受负压控制系统的负压输入和卸载，当有负压输入时发生线性位移变短且具有拉力；在负压卸载时，自身由收缩状态恢复到自身自然状态的过程中，具有反向线性位移和回复力。负压控制系统对惯性测量单元组件采集和反馈的用户步态数据实时处理，对髋关节柔性助力组件中的负压收缩弹性体驱动器负压输入和卸载过程实时控制，在行走过程中按照步态规律为用户的髋关节提供助力，达到助行的目的。
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公开(公告)号：CN108186293A
公开(公告)日：2018-06-22
申请号：CN201810000925.4
申请日：2018-01-02
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本发明公开了一种负压收缩弹性体驱动的柔性膝关节外骨骼，包括外骨骼控制器以及左腿膝关节柔性执行器和右腿膝关节柔性执行器等。柔性膝关节外骨骼主要以一个微型真空负压泵为气压动力源，DSP嵌入式控制系统对传感系统检测到的肌肉力、膝关节角度以及人机交互力等数据进行实时处理并对人机协同状态进行估计，实时控制微型真空负压泵的负压流量和气路的切换，基于人机协同状态对左腿膝关节柔性执行器和右腿膝关节柔性执行器上相应的负压收缩弹性体驱动器进行压力控制，在行走过程中实时为左、右腿提供辅助膝关节弯曲和伸展的转矩，达到为膝关节运动损伤以及弱行走能力的老年群体提供柔性行走辅助的目的。
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公开(公告)号：CN106420277A
公开(公告)日：2017-02-22
申请号：CN201611095056.5
申请日：2016-12-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
CPC classification number: A61H3/00 , A61H2003/005 , A61H2003/007 , A61H2201/1253 , A61H2201/14 , A61H2201/1409 , A61H2201/1642 , A61H2201/165 , A61H2201/1657 , A61H2205/10
Abstract: 本发明公开了一种便携式柔性行走辅助装备，包括膝关节柔性执行机构(1)、气压形成机构程中，所述气压形成机构(2)使膝关节柔性执行机构(1)气囊压强快速增大或减小，膝关节柔性执行机构(1)产生辅助膝盖弯曲、伸展的转矩。本发明采用人的自重作为装备的驱动力，不需要其他外带能源；执行部分采用采用气囊气动驱动和扭力弹簧弹力相结合的柔性驱动方式，二者在人行走过程中相互补偿。本发明采用气动驱动和扭力弹簧弹力相结合的柔性驱动方式，结构惯性小，克服了一般腿部助力装备或者外骨骼机器人等刚性机构惯性大、容易造成人膝关节损伤、舒适性差等缺点，提高了装备的安全性和舒适性。(2)、柔性固定带(3)、气管(4)；其中，在人行走过
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公开(公告)号：CN217724039U
公开(公告)日：2022-11-04
申请号：CN202121182842.5
申请日：2021-05-28
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种可穿戴柔性膝关节助力服，包括便携式控制系统、助力服左腿穿戴组件、助力服右腿穿戴组件和航姿参考系统组件(AHRS)。航姿参考系统组件能够对人体的大腿和小腿相对地面的摆动角度参数进行实时获取，并反馈给便携式控制系统。所述便携式控制系统根据用户步态和运动模式，利用基于双闭环机制的滑模变结构控制方法,对助力服左腿穿戴组件和助力服右腿穿戴组件的气压进行实时控制，在行走过程中提供与用户的步态和运动模式一致的、在人体矢状面内从左腿或右腿的大腿和小腿的后侧以及膝盖窝侧的气压作用力，以及为膝关节提供在0°‑180°范围内伸展的转矩，达到辅助膝关节运动的目的。
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公开(公告)号：CN208274726U
公开(公告)日：2018-12-25
申请号：CN201820002185.3
申请日：2018-01-02
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
Abstract: 本实用新型公开了一种柔性助行外骨骼，包括便携式控制箱以及可穿戴柔性执行器等。可穿戴惯性测量单元模块对下肢运动意图实时获取，为驱动与控制模块提供核心的信号来源。在这个信号源的激励下，驱动与控制模块对人体下肢运动意图进行理解、判断、决策以及异常检测，实时控制微型充气泵的输出流量，并控制电磁阀组件进行气路的切换，基于用户下肢实时的运动状态对左、右腿上的可穿戴柔性执行器的相应气囊进行压力控制，在行走过程中为左、右腿提供辅助膝关节弯曲和伸展的转矩，达到为膝关节运动损伤以及弱行走能力的老年群体提供柔性行走辅助的目的。(ESM)同样的发明创造已同日申请发明专利
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