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公开(公告)号：CN110303479B
公开(公告)日：2023-08-01
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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公开(公告)号：CN110303478B
公开(公告)日：2023-05-05
申请号：CN201910688004.6
申请日：2019-07-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种行走辅助柔性外骨骼及其控制方法，柔性外骨骼主要由控制系统、检测系统、气动柔性执行系统以及气管组件组成。控制系统对检测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，基于步态估算模型，实现下肢运动意图的识别与理解；基于髋关节力矩模型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，对气动柔性执行系统负压输入和卸载过程进行实时控制，气动柔性执行系统将控制系统提供的气压能实时转化为能够实现直线运动的机械能，按照用户的行走姿态实时为髋关节提供屈曲和伸展所需的辅助力矩，实现辅助行走的目的。
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公开(公告)号：CN112891144B
公开(公告)日：2022-11-08
申请号：CN202110117412.3
申请日：2021-01-28
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H1/02
Abstract: 本发明公开了一种正‑负压混合驱动柔性膝关节外骨骼，包括感知单元、控制箱和柔性膝关节执行组件，所述柔性膝关节执行组件包括正‑负压混合驱动器，能够穿戴于用户的膝关节，从而提供符合步态和运动模式的辅助力矩。本发明柔性膝关节外骨骼采用了分层控制策略，高层控制器负责识别行走模式，中层控制器负责识别出当前所处的步态相位，底层控制器负责气动元件的指令规划。本发明基于感知单元检测到的人体下肢运动学信息，能够识别平地行走、上楼梯、下楼梯三种行走模式，并通过对正‑负压混合驱动器的气压进行实时控制，最终实现在三种行走模式下为人体行走提供辅助。
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公开(公告)号：CN111156149A
公开(公告)日：2020-05-15
申请号：CN202010051772.3
申请日：2020-01-17
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种双气缸正负压双模式气泵，包括本体、第一气缸、第二气缸、无刷电机、偏心块、轴承以及后盖板等，无刷电机带动偏心块转动，为第一气缸和第二气缸提供气体增压和减压的水平力矩，使外界大气进入第一气缸和第二气缸内，或者第一气缸和第二气缸内的压缩气体向外界大气排出，从而形成所述气泵稳定的正压和负压两种模式输出。第一气缸和第二气缸在本体上对称分布，工作同步，在不改变行程的基础上提高空气的压缩量，提高气泵进气、压缩、排气过程的效率；同时，对于偏心块的偏载转动，互为补偿，改善了偏振受力情况，改善了电机的动平衡性，降低噪音，同时也提高了无刷电机和气泵的使用寿命。
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公开(公告)号：CN108743250B
公开(公告)日：2020-05-05
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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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110281541A
公开(公告)日：2019-09-27
申请号：CN201910688009.9
申请日：2019-07-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负压线性收缩气动人工肌肉及其制造方法，所述负压线性收缩气动人工肌肉包括多个长方体气室单元，所述长方体气室单元具有基本相同尺寸，其在所述直线运动的方向排列成多排，并且相邻两排的长方体气室单元数量不同，从而在负压线性收缩气动人工肌肉的外侧形成缺口。本发明的负压线性收缩气动人工肌肉能够保证长方体气室单元在纵向收缩时的一致性，避免所述负压线性收缩气动人工肌肉在厚度方向上发生扭曲。
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公开(公告)号：CN106420278B
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201611095057.X
申请日：2016-12-01
Applicant: 北京理工大学
IPC: A61H3/00
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：CN107380291A
公开(公告)日：2017-11-24
申请号：CN201710564771.7
申请日：2017-07-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: B62D57/024
CPC classification number: B62D57/024
Abstract: 本发明公开了一种多运动模态管道外壁攀爬检测机器人，其特征在于：该多运动模态管道外壁攀爬检测机器人由两大圆形模块组成，两个圆形模块之间通过翻转装置连接，可以实现相对转动。每个圆形模块由驱动装置、传动装置、转向装置、摄像头、压力传感器和控制箱等组成。所设计出的多运动模态管道外壁攀爬检测机器人具有多种运动模式，可以实现沿管道直线运动、绕管道旋转运动和翻转等运动。该机器人可以通过L型、T型等复杂形状的弯管，并且具备跨越管道接头、阀门等障碍物的能力,可实现两个管道之间的跨越运动。该机器人通过调整直线驱动器的位移，可以适应很大范围内的管道直径。在半圆形框架上安装各种操作工具后还可以进行维护等工作。
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公开(公告)号：CN104960668B
公开(公告)日：2017-03-22
申请号：CN201510406721.7
申请日：2015-07-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: B64D17/38
Abstract: 一种分离机构，包括电机及控制元件座、电机、驱动轮、支撑座、滑销、连杆、缓冲弹簧、伞绳固定环、端盖、转轴销钉、滑销销钉、固定螺钉。所述滑销安装在支撑坐的圆形通孔槽内，可以在槽内滑动。滑销的端部用滑销销钉和连杆铰接在一起。连杆的另一端用转轴销钉和驱动轮铰接。驱动轮通过紧固件固定在电机轴上。支撑座和电机固定在电机及控制元件座上。端盖和伞绳固定环通过螺纹连接，和电机及控制元件座固定在一起。缓冲弹簧固定在支撑座的底面。
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公开(公告)号：CN106491317A
公开(公告)日：2017-03-15
申请号：CN201611092883.9
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
Abstract: 本发明公开了一种自驱动自适应步态的可穿戴膝关节助行装备，包括左脚动力输出组件、右脚动力输出组件、左腿膝关节助力执行组件、右腿膝关节助力执行组件，以及驱动力传递装置。本发明装备基于杠杆原理和曲柄滑块结构机理，采用同侧平行驱动输入与异侧交叉驱动输入相结合的工作方式，在行走过程中利用人体自重作为驱动力，使左脚动力输出组件为左腿膝关节助力执行组件提供伸展的拉力，为右腿膝关节助力执行组件提供弯曲的拉力；右脚的动力输出组件为右腿膝关节助力执行组件提供伸展的拉力，为左腿膝关节助力执行组件提供弯曲的拉力，使之在行走过程中按照步态周期规律产生辅助左、右腿膝关节弯曲和伸展的转矩，达到辅助行走的目的。
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