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公开(公告)号：CN113304017A
公开(公告)日：2021-08-27
申请号：CN202110590403.6
申请日：2021-05-28
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种具有多种行走辅助模式的柔性下肢助力服，包括气动控制系统，左、右腿膝关节柔性助力组件，左、右腿髋关节柔性助力组件，以及航姿参考系统组件(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，并反馈给气动控制系统；气动控制系统通过对航姿参考系统组件采集人体下肢运动信息，对人体当前的行走步态和运动模式进行识别；气动控制系统能够按照步态规律和行走模式适时地为左、右腿髋关节柔性助力组件，左、右腿膝关节柔性助力组件提供负压或者正压输入，从而为人体提供包括单独辅助髋关节运动、单独辅助膝关节运动及同时辅助膝关节和髋关节运动等三种行走辅助模式的行走辅助助力。
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公开(公告)号：CN110587613A
公开(公告)日：2019-12-20
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：CN106420279B
公开(公告)日：2019-04-09
申请号：CN201611095059.9
申请日：2016-12-01
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种基于步态的可穿戴柔性膝关节机器人外骨骼装备，包括动力及控制系统(4)、左腿膝关节气囊执行组件(5)、右腿膝关节气囊执行组件(6)、左脚压力开关组件(7)、右脚压力开关组件(8)、左脚姿态传感器(9)、右脚姿态传感器(10)，以及气管组件(11)；所述控制电路系统(205)对微型气泵A(203)和微型气泵B(204)的输出流量进行实时控制，按照步态的规律为所述左腿膝关节执行组件(5)和所述右腿膝关节执行组件(6)提供正压和负压，在行走过程中为左、右腿提供与步态一致的辅助膝关节弯曲和伸展的转矩。
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公开(公告)号：CN106420277B
公开(公告)日：2019-01-01
申请号：CN201611095056.5
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(2)、柔性固定带(3)、气管(4)；其中，在人行走过程中，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。
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公开(公告)号：CN108572073A
公开(公告)日：2018-09-25
申请号：CN201810378375.X
申请日：2018-04-25
Applicant: 北京理工大学
IPC: G01M13/02
Abstract: 本发明公开了一种弯曲型气动人工肌肉测试系统，包括：传动装置、检测装置、控制模块、气动模块。在测试过程中，控制采集板21通过控制电气比例阀11来调节气动人工肌肉23的内部气压值，控制回转台3的转动来调节拉力传感器6与活动支撑板7之间的作用力。控制采集板21自动控制整个实验过程，并将实验数据传回计算机22中并实时显示出来。气动人工肌肉23的弯曲角度通过安装在固定支撑板15和活动支撑板7连接处的旋转编码器8来检测。气动人工肌肉23提供的弯曲力矩通过活动支撑板7对侧的拉力传感器6来测量，力与固定力臂的乘积得到力矩。本发明可以对气压下实现弯曲运动或旋转运动的气动人工肌肉23进行测试，包括静态特性测试和动态特性测试。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN107380291B
公开(公告)日：2024-01-19
申请号：CN201710564771.7
申请日：2017-07-12
Applicant: 北京理工大学
IPC: 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：CN113230097A
公开(公告)日：2021-08-10
申请号：CN202110590414.4
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：CN108014001B
公开(公告)日：2020-03-17
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：CN108186293B
公开(公告)日：2019-10-15
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：CN110253559A
公开(公告)日：2019-09-20
申请号：CN201910687662.3
申请日：2019-07-29
Applicant: 北京理工大学
Abstract: 本发明公开了一种抽气转动型气动人工肌肉及其制造方法，抽气转动型气动人工肌肉由厚度具有较大差异的径向支柱和周向支柱分割成的扇环型结构腔体单元组成，在负压作用下产生旋转运动，提供旋转弯曲的转矩，从负压切换到正压输入时产生反向回转运动，可提供伸展的转矩。气转动型气动人工肌肉突破了现有负压气动人工肌肉只能实现直线运动，需要借用其他机械转化装置或者转换结构形式才能实现旋转运动的缺陷，提高了驱动效率。抽气转动型气动人工肌肉制造方法包括开模加工制造半成品、半成品整理和检验、复合粘接定位、模具固定静置、恒温干燥并取出降温以及成品整理检验及测试包装等步骤。
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