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公开(公告)号：CN116890341A
公开(公告)日：2023-10-17
申请号：CN202310945687.5
申请日：2023-07-28
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明公开了一种基于人机交互力的膝关节外骨骼安全控制方法，包括：获取外骨骼与穿戴者之间的人机交互扭矩；计算外骨骼与穿戴者之间的助力功率；进行膝关节外骨骼的异常助力模式识别；当识别到异常助力模式时，立即发送异常助力信号，停止执行当前助力指令。本发明能够实时将膝关节外骨骼正常助力与异常助力进行准确识别，可实现外骨骼运行过程中与穿戴者的安全控制。
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公开(公告)号：CN115870949A
公开(公告)日：2023-03-31
申请号：CN202211419903.4
申请日：2022-11-14
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 一种主被动复合多关节助力搬运外骨骼系统，包括刚性仿生支撑组件、柔性绑缚系统、肩关节助力模块、大臂组件、腰部连接组件、髋关节助力模块、大腿组件、运动感知模块、电源模块；采用刚柔耦合绑缚方案，在人体与外骨骼刚性结构之间建立缓冲空间；背板结构、背杆机构、腰板结构采用了包括轻质碳纤维、高强度聚氨酯、高强度玻纤等复合材料，助力模块、大臂组件的主要结构采用了镁合金、航空铝等轻质金属材料；肩关节采用无源柔顺助力方式，在弯腰搬运及行走复杂作业中，对髋关节采用关节模组直驱助力方式，将有源外骨骼智能自适应的优势与无源外骨骼低成本、高可靠的优势相融合。
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公开(公告)号：CN114145540B
公开(公告)日：2024-07-09
申请号：CN202111005167.3
申请日：2021-08-30
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种基于无线通信的人体步态监测鞋垫，包括电气单元、压力采集鞋垫、缓冲与防滑鞋垫，电气单元包括主控板和电池，主控板包括MCU和无线射频模块；压力采集鞋垫上布置有薄膜压力传感器，用于将脚底不同部位对地面的压力信号转变为模拟电压信号；MCU与无线射频模块电连接，MCU中的AD转换模块开始接收模拟电压信号，将模拟电压信号转换为数字电压信号后，经无线射频模块发送至上位机；缓冲与防滑鞋垫包括位于压力采集鞋垫和电气单元两侧的上层缓冲鞋垫和下层缓冲鞋垫，用于包覆压力采集鞋垫和电气单元，缓冲人体重力负载。本发明中步态监测鞋垫，结构简单、传输速率快、续航时间长、穿戴方便快捷，能够准确识别出人体运动过程中的步态。
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公开(公告)号：CN113974263A
公开(公告)日：2022-01-28
申请号：CN202111246082.4
申请日：2021-10-26
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明提供了一种低功耗无线数据传输脚底压力采集鞋垫及其数据传输方法，鞋垫通过柔性天线边缘布置的方式实现脚底压力数据的无线射频传输，当鞋垫处于工作状态时，主控芯片为正常工作模式，射频模块处于发送模式，主控芯片采集薄膜压力传感器的数据并发送至射频模块,射频模块通过柔性天线将数据无线发送至外部控制器；鞋垫处于低功耗待机状态时，主控芯片处于睡眠模式，射频模块在接收模式与睡眠模式间循环切换。本发明的技术方案有效地解决了现有技术中的外骨骼的脚底压力信息无线传输速率低、绕射能力差，以及采集功耗不能满足要求的问题。
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公开(公告)号：CN112372625A
公开(公告)日：2021-02-19
申请号：CN202011378683.6
申请日：2020-11-30
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
IPC: B25J9/00
Abstract: 本发明提供了一种肩关节助力无源外骨骼机器人，包括背板、腰板、背杆组件、臂组件和助力关节组件，所述背板和腰板为穿戴者的背部和腰部提供符合人体工程学的支撑；所述背杆组件用于连接背板和腰板，与背板和腰板共同组成基于人体工程学的仿生背脊机构；所述臂组件固定在背板后部，包括至少一个单臂组件，用于支撑助力关节组件，并将手臂负载有效传递到背部；所述助力关节组件与臂组件末端抱紧连接，产生用于重力补偿的辅助转矩以支撑穿戴者手臂负载。本发明外骨骼机器人通过对助力关节组件的设计，具备了超大辅助转矩的柔顺输出能力，可以在任意工作角度输出适当的辅助转矩，不产生突变或冲击，且输出转矩相比现有同类型外骨骼有数倍的提高。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115741637B
公开(公告)日：2024-08-30
申请号：CN202211351450.6
申请日：2022-10-31
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 一种髋关节外骨骼搬抬与行走助力混合控制方法，包括：S1、利用髋关节外骨骼左右两侧的角度和角速度传感器得到左右髋关节的角度和角速度，基于左右髋关节的角度确定第一联动状态变量x以及第二联动状态变量y；S2、基于两个联动状态变量x、y确定穿戴者的运动模式，所述运动模式包括行走运动和搬抬运动；S3、根据穿戴者所处的行走运动或搬抬运动模式，助力控制器控制外骨骼进入相应左右髋关节助力状态，根据左右髋关节角速度，助力控制器对左右髋关节施加辅助力。本发明可以对行走与弯腰搬抬两种运动模式进行有效识别，根据运动模式对髋关节进行相应的助力，提升了助力效率，降低了搬运者的体能消耗。
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公开(公告)号：CN115519563B
公开(公告)日：2024-07-23
申请号：CN202211065785.1
申请日：2022-08-31
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明涉及基于髋关节搬抬助力外骨骼的控制手套，属于智能装备、机器人、穿戴装备领域；包括手套、5个柔性压力传感器、5个弹性传感器和无线通信模块；其中，手套为5指手套结构；手套的每个指腹处安装1个柔性压力传感器；手套的每个手指的背部安装1个弹性传感器；无线通信模块设置在手套的手腕处；佩戴者穿戴控制手套和外部骨骼；控制手套与外部骨骼之间通过无线通信模块实现通信；本发明实现一种可控、可调节的外骨骼主动助力方法，搬抬外骨骼主动助力可以用于减少穿戴者长时间重复作业造成的腰膝劳损。
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公开(公告)号：CN114224326B
公开(公告)日：2024-05-03
申请号：CN202111370761.2
申请日：2021-11-18
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明公开了一种穿戴式步态相位和动作识别装置及方法，该装置包括：下肢测量模块，用于测量得到人体下肢的大小腿运动数据；脚底测量模块，用于测量得到人体的脚底运动数据；控制器模块，用于根据深度神经网络地形识别模型对大小腿运动数据和脚底运动数据进行解算、识别，得到预测步态相位和预测动作；结果输出模块，用于输出预测步态相位和预测动作；固定装置，用于将穿戴式步态相位和动作识别装置与外骨骼机器人进行固定。本发明基于多传感器的数据，在实现步态相位划分的同时实现人体运动模式识别，并且可以通过压力传感器给出步态相位真实结果。
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公开(公告)号：CN115758203A
公开(公告)日：2023-03-07
申请号：CN202211352273.3
申请日：2022-10-31
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 一种基于滑动窗口方差的外骨骼运动信号峰谷检测方法及系统，包括：S1、设定滑动窗口，S2、计算滑动窗口方差，S3、波峰波谷检测的进入与退出，S4、波峰波谷检测类型确认，S5、波峰波谷数据更新，S6、判断是否退出当前峰谷检测流程，并进入下一次峰谷检测流程。本发明对运动信号数据变化过程中产生的波峰与波谷值进行检测，并通过窗口的实时向前滑动实现在线波峰波谷值的实时检测。本发明能够针对规律步态下的联动状态变量的峰谷进行在线实时有效检测并剔除非规律步态下的联动状态变量峰谷，并且峰谷检测延时间隔在可接受范围内，并具备可靠性与有效性。
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公开(公告)号：CN114224326A
公开(公告)日：2022-03-25
申请号：CN202111370761.2
申请日：2021-11-18
Applicant: 北京精密机电控制设备研究所
Abstract: 本发明公开了一种穿戴式步态相位和动作识别装置及方法，该装置包括：下肢测量模块，用于测量得到人体下肢的大小腿运动数据；脚底测量模块，用于测量得到人体的脚底运动数据；控制器模块，用于根据深度神经网络地形识别模型对大小腿运动数据和脚底运动数据进行解算、识别，得到预测步态相位和预测动作；结果输出模块，用于输出预测步态相位和预测动作；固定装置，用于将穿戴式步态相位和动作识别装置与外骨骼机器人进行固定。本发明基于多传感器的数据，在实现步态相位划分的同时实现人体运动模式识别，并且可以通过压力传感器给出步态相位真实结果。
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