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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：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：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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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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