基于电磁驱动的便携式动力辅助外骨骼研究

外骨骼助力机器人研究现状及应用领域展望摘要：总结性的介绍了当前外骨骼助力机器人的研究和发展现状，对典型的外骨骼助力机器人进行了结构和性能等的分析，并结合当前探讨了该装置在未来的应用前景，展望了未来的人体外骨骼助力机器人能达到的科技水平。

关键词：外骨骼机器人助力1 现状人体外骨骼助力机器人起源于美国1966年的哈德曼助力机器人的设想及研发，到今天整体仍处于研发阶段，能源供给装置以及高度符合人体动作敏捷及准确程度要求的控制系统和力的传递装置都有待大力投入研发和试验尝试[1]。

以下是近些年有代表性的研究成果。

1.1 日本外骨骼机器人HAL3 它由筑波大学研发，功能为：帮助人行走、起立、坐下等下肢动作的动力辅助机器“机器人套装（Robot suit）”HAL（Habrid Assist Legs），该机器人主要由无线LAN（局域网）系统、电池组、电机及减速器、传感器（地板反应力传感器、表面肌电传感器、角度传感器）、执行机构等组成，总重约17千克，设备较重，动力传动采用电机-减速器-外骨骼机构的方法。

能够根据人体的动作意愿自动调整装置的助力大小。

市场规划：将主要面向高龄护理、残疾人辅助、消防及警察等危险作业的用途，并且加强运动娱乐用途市场的开发力度，将针对各种用途进行HAL的设计生产[2]。

具体产品可见以下链接网址：/show/hkJUlIx1wbzsJMYV.html1.2 以色列：“外骨骼”助力装置ReWalk 埃尔格医学技术公司研发的“ReWalk”用一副拐杖帮助维持身体平衡，由电动腿部支架、身体感应器和一个背包组成，背包内有一个计算机控制盒以及可再充电的蓄电池。

使用者可以用遥控腰带选定某种设置，如站、坐、走、爬等，然后向前倾，激活身体感应器，使机械腿处于运动之中。

主要用来助瘫痪者恢复行走能力[3]。

动力传动采用电机-减速器-外骨骼机构的方法，运动模式主要是装置带动人体动作，装置的助力大小由控制系统设定，不能跟随人的动作意愿而随时改变。

轻便型助行外骨骼机器人研制与步态生成方法汇报人：2023-12-19•引言•轻便型助行外骨骼机器人系统设计目录•步态生成方法研究•轻便型助行外骨骼机器人实验研究•总结与展望01引言人口老龄化随着社会老龄化趋势加剧，行动不便的老年人口数量逐渐增多，对辅助行走工具的需求增加。

康复医学需求存在肢体运动功能障碍的患者需要辅助行走装置帮助恢复行走能力，提高生活质量。

技术发展趋势机械外骨骼作为新一代辅助行走工具，具有便携、轻便、适应性强等优点，逐渐受到关注。

研究背景与意义国内外研究现状及发展趋势国外研究以美国、日本等国家为代表，技术起步早，研发实力强，拥有多项核心技术专利。

国内研究近年来国内企业及科研院所开始关注外骨骼机器人技术，逐渐涌现出一批优秀的研究成果。

发展趋势随着人工智能、传感器等技术的不断发展，外骨骼机器人在智能化、适应性、舒适性等方面有更大的发展空间。

研究目标：针对轻便型助行外骨骼机器人的研制，研究一种适应不同用户需求的步态生成方法，提高机器人的行走稳定性和舒适性。

主要内容轻便型助行外骨骼机器人结构设计：基于人体工学和机械设计原理，设计一种轻便、舒适、可靠的外骨骼结构。

步态生成算法研究：分析人体行走步态规律，建立数学模型，研究一种自适应于不同用户的步态生成算法。

控制系统设计：根据机器人的运动需求，设计一种高效、稳定的控制系统，实现机器人与用户的协同行走。

实验验证与优化：通过实验验证外骨骼机器人的性能和舒适性，根据实验结果对外骨骼结构和步态生成算法进行优化。

研究目标与主要内容02轻便型助行外骨骼机器人系统设计人体工学设计根据人体工学原理，优化机器人结构，提高穿戴舒适度和安全性。

关节设计与运动范围合理设计机器人的关节，确保足够的运动范围和灵活性，适应不同人群的行走需求。

结构轻量化采用高强度材料和结构设计，降低机器人整体重量，提高便携性。

机器人结构设计与优化控制系统设计及实现控制系统架构采用分布式控制系统架构，实现机器人各部分协同工作。

基于人体外骨骼便携按摩助力装备作者：陈新全应捷来源：《科学导报·科学工程与电力》2019年第40期【摘; 要】随着社会的发展，越来越多的子女选择离开家乡和父母。

导致了社会上越来越多的空巢老人问题，而随着年龄增加，这些老人行动时愈发困难。

为了解决老人们由于行动不便带来的种种问题，本项目根据人体基本构造原理，设计了帮助老人更好地走路、运动的“外骨骼按摩助力装置”。

在为老年人助力行走的同时起到辅助按摩的效果。

本作品根据单片机自动控制技术和机械设计原理，设计基于人体外骨骼便携助力按摩装备。

该装置是针对在当前社会背景中暴露出的问题设计的一款辅助行动不便老年人行走，缓解其身体压力的按摩助力仪器。

主要功能：①辅助老年人正常行走，上坡、爬楼等日常活动。

②对老年人背部按摩，缓解身体疲劳。

【关键词】外骨骼;髋关节助力;按摩一、引言自2020年起，中国进入了小康时代，但与此而来的是越来越多的老龄化人口。

根据《2019-2025中国人口老龄化市场研究及发展趋势研究报告》的调查，目前我國已进入老龄化阶段，2020年我国65岁及以上老年人口比例达11.70%，即将步入深度老龄化，预计2040年我国65岁及以上老年人口比例超过20%，进入超老龄化社会。

同时也伴随着一系列的社会问题，其中老年人的行动困难，无人帮助就是其中之一。

调查目前市场上现存的助力方式，可以发现外骨骼技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。

目前，全球有不少研发生产外骨骼机器人的企业。

但当下直接读取操作者意图的传感器还不够成熟，比如EMG的数据噪音、建模口校准的难度都很大，比如说Hybrid Assistive Limb（HAL5）这款外骨骼采用了EMG信号控制机器人，但是需要2个月的时间来标定肌电信号。

而且在动态环境中保持传感器的精确度是个很大的挑战，同样在使用交互力来控制外骨骼也有类似的问题。

专利名称：一种便携式可穿戴下肢外骨骼机器人专利类型：发明专利
发明人：潘正源,王浩平,刘景逸,陈毅,韩帅帅
申请号：CN201810478312.1
申请日：20180518
公开号：CN108578174A
公开日：
20180928
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种便携式可穿戴下肢外骨骼机器人，包括腰部支撑板，髋关节组件、大腿支撑杆、膝关节组件、小腿支撑杆、足底支撑板；髋关节组件包括第一驱动电机、第一法兰盘、第一减速器；支撑板下端两侧连接有第一法兰盘；腰部支撑板与第一法兰盘固连；第一驱动电机与第一法兰盘外端面固连第一驱动电机与第一减速器相连；第一减速器固定在第一法兰盘内；大腿支撑杆上端固连有第一转盘，第一转盘与第一减速器相连；第一驱动电机通过第一减速器带动大腿支撑杆摆动；膝关节组件连接及工作方式与髋关节组件相似；大腿支撑杆、小腿支撑杆上均设有绑定机构；小腿支撑杆下端通过第一转轴与足底支撑板相连，小腿支撑杆摆动带动脚步摆动。

本发明便携性好、功能性强。

申请人：南京理工大学
地址：210094 江苏省南京市孝陵卫200号
国籍：CN
代理机构：南京理工大学专利中心
代理人：马鲁晋
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第３１卷第５期２０１２年１０月Ｖｏｌ．３１Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２０１２４１　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＮａｔｕｒａｌ　Ｓｃｉｅｎｃｅ能量辅助骨骼服的研究现状及发展趋势杨智勇１，归丽华２，张　静３，方登建１（１．海军航空工程学院七系，山东烟台２６４００１；２．总后勤部华东军用物资采购局，上海２００４３７；３．海军航空工程学院电子信息工程系，山东烟台２６４００１）摘　要：借助外部智能装置提高自身能力是人类不断追求的目标，其表现形式之一为通过穿戴人机同型机器人（骨骼服）以增强人体能力。

综合国内外文献发现，当前能量辅助骨骼服的研究已逐渐进入高潮期，但是仍然有许多亟待解决的关键技术，例如人体意图判断、骨骼服机械结构设计、能耗的降低以及穿戴舒适性的提高等。

详细阐述了能量辅助骨骼服，特别是下肢能量辅助骨骼服在国内外的研究现状，探讨了骨骼服在结构形式、能源驱动、生物传感等方面的发展方向。

关键词：外骨骼机器人；骨骼服；能量辅助；人机结合中图分类号：ＴＰ２４２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７２－３７６７（２０１２）０５－００４１－０９收稿日期：２０１２－０５－３１基金项目：山东省自然科学基金项目（ＺＲ２０１０ＦＭ００９）作者简介：杨智勇（１９７７—），男，河南洛阳人，讲师，博士，主要从事智能控制和人机交互系统方面的研究．Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｚｙ９１３＠ｓｉｎａ．ｃｏｍＲｅｓｅａｒｃｈ　Ｓｔａｔｕｓ　ａｎｄ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　Ｔｒｅｎｄ　ｏｆ　Ｅｎｅｒｇｙ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　Ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ＳｕｉｔＹＡＮＧ　Ｚｈｉｙｏｎｇ１，ＧＵＩ　Ｌｉｈｕａ２，ＺＨＡＮＧ　Ｊｉｎｇ３，ＦＡＮＧ　Ｄｅｎｇｊｉａｎ１（１．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　７，Ｎａｖａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６４００１，Ｃｈｉｎａ；２．Ｈｕａｄｏｎｇ　Ｍｉｌｉｔａｒｙ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｐｒｏｃｕｒｅｍｅｎｔ　Ａｇｅｎｃｙ，Ｔｈｅ　Ｇｅｎｅｒａｌ　Ｌｏｇｉｓｔｉｃｓ　Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　ＰＬＡ，Ｓｈａｎｇｈａｉ　２００４３７，Ｃｈｉｎａ；３．Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｎａｖａｌ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ　ｏｆ　Ａｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｙａｎｔａｉ，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　２６４００１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｅｘｔｅｒｎａｌ　ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｄｅｖｉｃｅｓ　ｔｏ　ｉｍｐｒｏｖｅ　ｔｈｅ　ａｂｉｌｉｔｙ　ｏｆ　ｈｕｍａｎ　ｂｅｉｎｇｓ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｃｏｎｓｔａｎｔ　ｐｕｒｓｕｉｔ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｇｏａｌｏｆ　ｍａｎｋｉｎｄ，ｉｔｓ　ｍａｎｉｆｅｓｔａｔｉｏｎｓ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ－ｍａｃｈｉｎｅ　ｒｏｂｏｔ　ｓｉｍｉｌａｒ　ｔｏ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｏｄｙ，ｉ．ｅ．，ｔｈｅｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ　ｗｏｒｎ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｂｏｄｙ　ｔｏ　ｅｎｈａｎｃｅ　ｈｕｍａｎ　ｃａｐａｃｉｔｙ．Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ　ｆｏｕｎｄ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓｅｎｅｒｇｙ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ　ｈａｓ　ｇｒａｄｕａｌｌｙ　ｒｅａｃｈｅｄ　ａ　ｃｌｉｍａｘ　ｐｅｒｉｏｄ，ｂｕｔ　ｓｔｉｌｌ　ｔｈｅｒｅ　ａｒｅ　ｍａｎｙ　ｋｅｙ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ　ｔｏ　ｂｅｓｏｌｖｅｄ，ｓｕｃｈ　ａｓ　ｔｈｅ　ｈｕｍａｎ　ｉｎｔｅｎｔ　ｊｕｄｇｍｅｎｔ，ｔｈｅ　ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ，ｔｈｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆｅｎｅｒｇｙ　ｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ　ｏｆ　ｗｅａｒｉｎｇ　ｃｏｍｆｏｒｔｉｂｌｅｎｅｓｓ，ｅｔｃ．Ｔｈｅ　ｅｎｅｒｇｙ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ　ｗａｓｅｌａｂｏｒａｔｅｄ，ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ，ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｓｔａｔｕｓ　ｏｆ　ｌｏｗｅｒ　ｌｉｍｂ　ｅｎｅｒｇｙ－ａｓｓｉｓｔｅｄ　ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ　ａｔ　ｈｏｍｅ　ａｎｄ　ａｂｒｏａｄ，ａｎｄ　ｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｓｔｙｌｅ，ｅｎｅｒｇｙ　ｄｒｉｖｅ　ａｎｄ　ｂｉｏｓｅｎｓｉｎｇ　ｗｅｒｅ　ａｌｓｏ　ｅｘｐｌｏｒｅｄ．Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｒｏｂｏｔ；ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ　ｓｕｉｔ；ｅｎｅｒｇｙ　ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ；ｍａｎ－ｍａｃｈｉｎｅ　ｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ 生物学中，外骨骼（ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ）指为生物提供保护和支持的坚硬的外部结构。

腰部助力型外骨骼研究现状分析腰部助力型外骨骼是一种新型的辅助设备，旨在帮助人们减轻腰部负担，提高工作效率，并改善工作生活品质。

随着科技的不断进步和人们对健康关注的增加，腰部助力型外骨骼的研究和应用受到了越来越多的关注。

本文将对腰部助力型外骨骼的研究现状进行分析，以期更好地了解这一新型辅助设备的发展趋势和应用前景。

目前，腰部助力型外骨骼的研究主要集中在以下几个方面：一、动力源技术的发展腰部助力型外骨骼的功能主要是通过动力源来实现的，因此动力源技术的发展是腰部助力型外骨骼研究的关键。

目前，常见的动力源技术包括液压技术、气压技术、电机技术等。

随着材料科学和电子技术的不断进步，腰部助力型外骨骼所采用的动力源技术也在不断提升，从而提高了外骨骼的使用效果和舒适度。

二、传感器技术的应用腰部助力型外骨骼需要通过传感器获取用户的动作信息，从而实现对用户的辅助和支持。

目前，传感器技术的应用已经成为腰部助力型外骨骼研究的重要组成部分。

传感器技术的不断进步使得外骨骼对用户动作的感知能力得到了提升，从而使外骨骼更加智能化和个性化。

三、控制算法的优化腰部助力型外骨骼的控制算法直接影响了外骨骼的性能和稳定性。

目前，针对腰部助力型外骨骼的控制算法进行了大量的研究和优化，其中包括姿态控制算法、运动规划算法、力控制算法等。

这些控制算法的不断优化为腰部助力型外骨骼的使用提供了更加可靠和稳定的支持。

四、穿戴舒适度的改善腰部助力型外骨骼的舒适度直接关系到用户体验和长时间佩戴的可行性。

穿戴舒适度的改善一直是腰部助力型外骨骼研究的重点之一。

目前，研究者采用了多种方法来改善外骨骼的穿戴舒适度，如采用轻质材料、人体工学设计、智能调节等，从而使外骨骼更加符合人体工程学和个体需求。

腰部助力型外骨骼的研究现状表明，这一新型辅助设备在技术水平和性能表现上都取得了长足的进步，未来的发展趋势也值得期待。

腰部助力型外骨骼的应用前景将主要体现在以下几个方面：一、工业生产领域对于需要长时间站立和承受腰部负担的工人来说，腰部助力型外骨骼可以起到非常重要的辅助作用。

外骨骼助力器的设计及应用研究随着科技的进步和医疗技术的发展，外骨骼助力器作为一种辅助治疗设备，逐渐受到人们的重视。

外骨骼助力器是一种穿戴式机械装置，由伺服电机、传感器、电池、储能元件以及控制系统等组成，可以为行动不便的人提供力量和稳定性，使其能够在日常生活中更加独立地进行活动。

本文将重点介绍外骨骼助力器的设计和应用研究。

一、外骨骼助力器的设计外骨骼助力器的设计非常复杂，需要结合人体工程学和机械原理进行综合分析和研究。

下面我们将从外骨骼助力器的结构、动力学和控制系统三方面进行介绍。

1. 结构设计外骨骼助力器的结构设计需要考虑到以下因素：材料、人体工程学、功能和制造成本等。

目前，常用的外骨骼结构有骨架式、软体式和混合式等。

其中，骨架式外骨骼结构最常见，其特点是具有稳固的骨架结构和高度的可靠性，适用于高强度的活动；软体式外骨骼结构则适用于需要更高柔韧性的场合，但受到制造成本的限制；混合式外骨骼结构则是骨架式和软体式结构的组合，可以结合二者的优点来设计。

2. 动力学设计外骨骼助力器的动力学问题是关键因素，需要考虑到人体关节角度、骨骼肌力量、运动速度等因素。

在设计中，需要通过实验和仿真模拟来研究动力学性能，并优化设计方案。

在动力学设计方面，需要考虑到外骨骼助力器的控制精度、反应速度和功率消耗等问题。

3. 控制系统设计外骨骼助力器的控制系统是其重要组成部分，需要保证实时性、准确性和稳定性。

在控制系统设计中，需要考虑到传感器、执行器、控制器、通信设备等多方面因素，并通过控制算法来优化系统性能，实现较好的运动控制效果。

二、外骨骼助力器的应用研究外骨骼助力器作为一种辅助治疗设备，可以帮助行动不便的人更好地完成日常活动，提高其生活质量和自主能力。

下面我们将从医疗、军事、运动和航空领域四个方面进行介绍。

1. 医疗领域应用外骨骼助力器在医疗领域的应用主要集中在康复治疗领域。

例如，对于有肢体残疾的患者，可以通过穿戴外骨骼助力器来进行正常行走和站立训练，帮助其增强骨骼肌力量和平衡控制能力。

外骨骼助力器的设计及应用研究首先，外骨骼助力器的设计原理主要包括传感模块、控制模块和执行模块。

传感模块是外骨骼助力器的感知系统，通过各种传感器对人体动作进行实时监测和数据采集。

例如，惯性测量单元（IMU）可以测量人体的重心位置和加速度，压力传感器可以测量力的大小和分布，肌电传感器可以感知肌肉活动，以及摄像头和深度传感器可以感知人体的位置和环境信息。

控制模块是外骨骼助力器的决策中心，根据传感模块采集到的数据进行分析和处理，并生成相应的控制策略。

控制模块可以根据用户的意图和需求，对外骨骼助力器的动作进行调整和优化，以实现高效、稳定和安全的动作控制。

执行模块是外骨骼助力器的执行器，根据控制模块生成的指令来完成相应的力和动作输出。

例如，电机和液压缸可以产生所需的力和扭矩，以实现对人体运动的辅助和增强。

在医疗康复方面，外骨骼助力器可以帮助患有运动障碍的人恢复和改善运动功能。

例如，脊髓损伤患者可以通过外骨骼助力器重新学习行走，中风患者可以通过外骨骼助力器训练肢体运动等。

外骨骼助力器可以根据患者的运动能力和康复需求，提供适量的力和支持，使患者能够进行康复训练，并逐步恢复到正常的运动功能。

在人体增强方面，外骨骼助力器可以帮助人们完成一些普通人难以完成的任务。

例如，承重外骨骼可以帮助工人搬运重物，行走外骨骼可以提供长时间的步行支持，助行外骨骼可以帮助老年人行走等。

外骨骼助力器可以增强人体的力量和耐力，提高工作效率和舒适性。

在人机交互方面，外骨骼助力器可以实现人机协同合作，帮助人们完成复杂的任务。

例如，在工业生产线上，外骨骼助力器可以与人工操作员进行配合，提高工作效率和安全性。

在虚拟现实环境中，外骨骼助力器可以与虚拟世界进行交互，提供真实感的身体反馈和互动体验。

总之，外骨骼助力器的设计和应用研究为人们提供了一种新的机会和工具，可以改善人的运动功能和生活质量。

随着技术的不断进步和创新，外骨骼助力器有望在医疗、工业和娱乐等领域发挥更多的作用，并为人们带来更多的福祉和便利。

一种下肢外骨骼助力装置及控制方法1.引言1.1 概述随着科技的发展和人们对健康的关注，下肢外骨骼助力装置作为一种创新的辅助设备，逐渐成为研究和应用的热点领域。

下肢外骨骼助力装置通过与人类身体的结合，以实现增强、辅助或替代人类下肢运动能力的目的。

本文旨在介绍一种新型的下肢外骨骼助力装置及其控制方法。

首先，我们将详细探讨下肢外骨骼助力装置的原理和结构设计。

通过深入分析装置的动力学特性和人体运动学，设计出了一种优化的装置结构，以提供更加舒适和有效的辅助能力。

其次，我们将重点研究下肢外骨骼助力装置的控制方法。

通过传感器技术和算法设计，实现对装置的实时感知和精准控制。

传感器技术能够获取人体运动的关键参数，如关节角度、力矩等，从而实现对装置的智能响应和调整。

算法设计则能够根据收集到的数据进行实时分析和计算，以实现对下肢外骨骼助力装置的精确控制。

最后，我们将通过实验结果和分析，验证该下肢外骨骼助力装置的性能和效果。

同时，我们也将对该装置的应用前景和展望进行探讨，展示其在康复医学、辅助行走和日常生活中的潜在价值。

总而言之，本文将详细介绍一种下肢外骨骼助力装置及其控制方法。

通过优化的结构设计和智能化的控制技术，该装置有望为下肢运动功能受损人群提供更加舒适、有效的辅助能力，并在康复医学和日常生活中发挥重要作用。

1.2 文章结构本文主要介绍了一种下肢外骨骼助力装置及其控制方法。

文章分为引言、正文和结论三个部分。

在引言部分，我们首先对下肢外骨骼助力装置进行了概述，介绍了其背景和意义。

随后，详细说明了整篇文章的结构安排和各个部分的内容。

最后，明确了本文的目的，即通过介绍一种新型下肢外骨骼助力装置及其控制方法，为提高人类行走能力、康复治疗和劳动辅助等领域的发展做出贡献。

在正文部分，我们首先介绍了下肢外骨骼助力装置的原理，包括主要原理和工作原理。

然后，对其结构设计进行了详细说明，包括外骨骼机械结构、电子传感器和执行机构等方面的设计与选型。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201811149929.5(22)申请日 2018.09.29(71)申请人 北京精密机电控制设备研究所地址 100076 北京市丰台区南大红门路1号申请人 中国运载火箭技术研究院(72)发明人 刘旭亮　何程函　朱晓荣　于志远　曾博　(74)专利代理机构 中国航天科技专利中心11009代理人 庞静(51)Int.Cl.A61H 3/00(2006.01)B25J 9/00(2006.01)(54)发明名称一种助力外骨骼机器人腰部辅助运动机械结构(57)摘要一种助力外骨骼机器人腰部辅助运动机械结构，胸部绑缚、髋部绑缚分别用于与人体的胸部和髋部连接固定；偏航驱动机构与髋部绑缚均连接在髋部连接底座上，扭转外壳与偏航驱动机构的输出端固连，滚转驱动机构安装在扭转外壳上，旋转滚轮与滚转驱动机构的输出端固连；脊柱结构的下端与扭转外壳铰接，并通过扭转外壳限制脊柱结构俯仰方向的运动；脊柱结构的上端固连在胸部绑缚上；脊柱结构两侧安装有滑轮，滑轮表面加工有导向槽，两根钢丝绳分别在两侧滑轮的导向槽内运动；两根钢丝绳一端固连在旋转滚轮，且沿脊柱方向分别穿过脊柱结构的两侧，另一端固连在脊柱结构的最上端，通过钢丝绳长度调整结构调整两条钢丝绳的长度。

权利要求书1页 说明书5页 附图2页CN 109223454 A 2019.01.18C N 109223454A1.一种助力外骨骼机器人腰部辅助运动机械结构，其特征在于：包括胸部绑缚(1)、髋部绑缚(2)、脊柱结构(3)、钢丝绳(4)、滑轮(5)、钢丝绳长度调整结构(6)、滚转驱动机构(7)、偏航驱动机构(8)、旋转滚轮(10)、扭转外壳(11)、髋部连接底座(12)；胸部绑缚(1)、髋部绑缚(2)分别用于与人体的胸部和髋部连接固定；偏航驱动机构(8)与髋部绑缚(2)均连接在髋部连接底座(12)上，扭转外壳(11)与偏航驱动机构(8)的输出端固连，滚转驱动机构(7)安装在扭转外壳(11)上，旋转滚轮(10)与滚转驱动机构(7)的输出端固连；脊柱结构(3)的下端与扭转外壳(11)铰接，并通过扭转外壳(11)限制脊柱结构(3)俯仰方向的运动；脊柱结构(3)的上端固连在胸部绑缚(1)上；脊柱结构两侧安装有滑轮(5)，滑轮表面加工有导向槽，两根钢丝绳(4)分别在两侧滑轮(5)的导向槽内运动；两根钢丝绳一端固连在旋转滚轮(10)，且沿脊柱方向分别穿过脊柱结构(3)的两侧，另一端固连在脊柱结构(3)的最上端，通过钢丝绳长度调整结构(6)调整两条钢丝绳的长度。