一种异构式外骨骼机器人

1.本发明涉及一种外骨骼机器人，具体涉及一种异构式外骨骼机器人。


背景技术：

2.目前，外骨骼机器人技术是当前机器人技术领域的热门方向，而当前外骨骼机器人大都属于同构式，即外骨骼与人体通过多个捆绑进行刚性固定连接。由于人体与外骨骼存在结构差异，同构式常会导致外骨骼力作用关节与人体关节存在偏差。并且在大负重工况下，外骨骼机器人无法处于一个最佳的负重状态，且当前外骨骼机器人常采用电机直接驱动关节，导致关节自重较大，电机无法实现最大输出效率。还有很多负重外骨骼需要有电子足底检测，限制了活动，并且足底检测装置容易损坏，适应性差。更重要的是现有外骨骼机器人均无考虑人体自身重量对能量消耗的影响，在行走过程中，人体需要克服地面反作用力和重力，使身体保持稳定并前进，这个过程需要消耗能量，其中约60％的能量被用于克服重力。


技术实现要素：

3.本发明为克服现有技术的不足，提供一种异构式外骨骼机器人。该外骨骼机器人克服了人体自身重量对行走影响以及同构式结构复杂，人体与机器人关节错位，电机力矩无法作用在人体关节等问题。
4.一种异构式外骨骼机器人包含背部和两个腿部，背部与两个腿部转动连接；
5.其特征在于：还包含可调跨部绑带和用于腋下支撑的可调上肢结构；
6.每条腿部包含动力驱动结构、可伸缩腿、触地检测结构和柔性压力检测结构；
7.所述柔性压力检测结构包含液压检测模块和液压传感器模组；
8.所述背部的两侧分别安装有可调上肢结构、两条可调跨部绑带和两条腿部；
9.所述动力驱动结构与所述背部转动连接，以实现所述可伸缩腿可前后摆动；
10.所述可伸缩腿的上端连接动力驱动结构的输出部，用于驱动可伸缩腿的竖直伸缩平移运动，以适应步态周期；
11.所述触地检测结构布置在所述可伸缩腿的下端，以辅助判断腿部的步态周期；
12.所述液压检测模块布置在触地检测结构上，并与布置在可伸缩腿上的液压传感器模组相连，柔性压力检测结构用于检测人体步态数据。
13.进一步地，所述动力驱动结构包含腿部基座、电机、腿部外壳、导轨组件、滑块组件、带轮一和带轮二；
14.导轨组件固定在腿部基座上，腿部基座可转动地设置在背部的侧部，电机固定在腿部基座上，带轮一固定在电机的输出轴上，带轮二可转动地设置在预紧滑块上，预紧滑块可滑动地设置在腿部基座的下部，预紧滑块与布置在腿部基座上的螺钉螺纹连接，带轮一通过皮带与带轮二传动连接，腿部外壳将带轮一和带轮二罩住，滑块组件可滑动地设置在导轨组件上，并固定在皮带上，可伸缩腿的上端固定在滑块组件上。
15.进一步地，每套可折叠上肢结构包含滑轨滑块组件、上肢旋转座、下传感器底座、伸缩杆、竖杆和上肢支撑件；下传感器底座安装在背部上，下传感器底座与上肢旋转座转动连接，伸缩杆的两端分别连接上肢旋转座和竖杆，竖杆的上端固定有上肢支撑件，滑轨滑块组件的滑轨安装在背部，下传感器底座与滑轨滑块组件的滑块连接。
16.进一步地，所述液压检测模块包含柔性软管和上下两层鞋垫，在上下两层鞋垫之间排布有被固定的柔性软管，柔性软管的一端封闭，另一端敞口，且所述另一端并引出与液压传感器模组相连，所述柔性软管内填充有不导电的硅油。
17.本发明相比现有技术的有益效果是：
18.一、本发明基于二力杆的原理的连杆伸缩方式实现外骨骼负重作业的同时可减少人体的重量。通过胯部可调柔性绑带和可折叠上肢结构实现对人体重量的减少，极大减少了人体在运动中克服重力消耗的能量，形如太空漫步一般轻松。
19.二、设计的柔性足底检测装置，可实时检测人体步态信息，足底表面所受压力值，相较于电子检测其具有结构紧凑、重量轻、可靠性高，成本低，精度高、易穿戴的优势。对于外骨骼工作环境复杂性的要求有极强的适应能力。
20.三、相对于同构式外骨骼机器人，异构式外骨骼机器人减少了由于外骨骼捆绑导致关节错位问题，极大提高了人体运动的舒适性，减少人体额外的能量消耗，并且伸缩杆式的外骨骼对不同身高的人适应性更强，通过力反馈控制策略可实现自适应腿部长度，更加智能化。
21.下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：
附图说明
22.图1为从正面看的本发明的异构式外骨骼机器人的示意图；
23.图2为从背面看的本发明的异构式外骨骼机器人的示意图；
24.图3为腿部的示意图；
25.图4为背部及可折叠上肢结构的示意图；
26.图5为可折叠上肢结构的示意图；
27.图6为触地检测结构的示意图；
28.图7为背部与腿部相连接的示意图；
29.图8为传感器及控制器布置示意图；
30.图9为刚性足底布置示意图；
31.图10为液压检测模块一种布置方式的示意图；
32.图11为液压检测模块另一种布置方式的示意图。
具体实施方式
33.下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。需要注意的是，除非另有说明，本技术使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
34.结合图1、图2及图10说明，一种异构式外骨骼机器人包含背部a和两个腿部b，背部a与两个腿部b转动连接；还包含可调跨部绑带27和用于腋下支撑的可折叠上肢结构3；
35.每条腿部b包含动力驱动结构b1、可伸缩腿b2、触地检测结构b3和柔性压力检测结构b4；
36.所述柔性压力检测结构b4包含液压检测模块47和液压传感器模组57；
37.所述背部a的两侧分别安装有可调上肢结构3、两条可调跨部绑带27和两条腿部f；
38.所述动力驱动结构b1与所述背部a转动连接，以实现所述可伸缩腿b2可前后摆动；
39.所述可伸缩腿b2的上端连接动力驱动结构b1的输出部，所述动力驱动结构b1接收布置于背部a上的主控器执行指令，用于驱动可伸缩腿b2的竖直伸缩平移运动，以适应步态周期；
40.所述触地检测结构b3布置在所述可伸缩腿b2的下端，以辅助判断腿部f的步态周期；
41.所述液压检测模块47布置在触地检测结构b3上，并与布置在可伸缩腿b2上的液压传感器模组57相连，柔性压力检测结构b4用于检测人体步态数据，并将步态数据传输于主控器。
42.本实施方式的方案不仅可以减少负载重量，还可以通过可调胯部绑带27和腋下支撑人体的可折叠上肢结构3减少人体自身重量，克服重力对人体行走带来的影响，如同在太空中行走，减少人体能量消耗。然后还有柔性压力检测结构b4，通过液压方式实现步态检测，可靠性高。动力驱动结构b1可自适应人体腿部长度，不需要手动调节。
43.设计的基于同步带传动伸缩杆机构的异构式外骨骼机器人。相较于同构式外骨骼减少了小腿和大腿的绑带，极大地提高了外骨骼穿戴的舒适性。本发明设计的异构式外骨骼机器人基于二力杆的原理，外骨骼将负载质量和人体质量直接传递到地面，起到静态卸荷的目的。可调胯部绑带27和用于腋下支撑的可折叠上肢结构3通过可伸缩腿b2实现提拉人体的作用，减少人体作用于地面的重量，形如太空漫步一般达到减少人体能量消耗的目的。
44.通常，如图3所示，可伸缩腿b2包含伸缩杆一34和伸缩杆二36；伸缩杆一34的上端与驱动结构b1的输出部固接，伸缩杆一34的下端与伸缩杆二36的上端固接，伸缩杆二36的下端与触地检测结构b3连接。
45.进一步地，如图2和图3所示，所述动力驱动结构b1包含腿部基座30、电机38、腿部外壳31、导轨组件32、滑块组件33、带轮一39和带轮二41；
46.导轨组件32和腿部外壳31分别固定在腿部基座30上，腿部基座30可转动地设置在背部a的侧部，电机38固定在腿部基座30上，带轮一39固定在电机38的输出轴上，带轮二41可转动地设置在预紧滑块40-2上，预紧滑块40-2可滑动地设置在腿部基座30的下部，预紧滑块40-2与布置在腿部基座30上的螺钉螺纹连接，带轮一39通过皮带与带轮二41传动连接，腿部外壳31固定在腿部基座30上并将带轮一39和带轮二41罩住，滑块组件33可滑动地设置在导轨组件32上，并固定在皮带上，可伸缩腿b2的上端固定在滑块组件33上。
47.本实施方式的带轮二41为可调节件，安装在预紧滑块40-2上，预紧滑块40-2沿着腿长度方向可滑动地设置在腿部基座30的下部，预紧滑块40-2与布置在腿部基座30上的螺钉螺纹连接，通过螺钉旋转带动预紧滑块40-2及带轮二41上下运动，进而实现皮带的张紧变化。
48.可选地，滑块组件33通过螺钉将伸缩杆一34与导轨组件32上的滑块固连。伸缩杆
一34在电机38的驱动下带动皮带轮一39旋转，进而带动伸缩杆一34做竖直平移运动。人体腿部部分只有脚底与外骨骼机器人连接，极大减少了捆绑数量，提高了外骨骼机器人穿戴的舒适度。
49.电机38通过螺钉与腿部基座30固连。腿部基座30通过髋关节轴与髋关节连接件26形成旋转副，腿部基座30可绕髋关节连接件26做旋转运动。
50.作为一个可能的实施方式，如图4所示，每套可折叠上肢结构3包含滑轨滑块组件14、上肢旋转座16、下传感器底座17、伸缩杆18、竖杆20和上肢支撑件21；下传感器底座17安装在背部a上，下传感器底座17与上肢旋转座16转动连接，伸缩杆18的两端分别连接上肢旋转座16和竖杆20，竖杆20的上端固定有上肢支撑件21，滑轨滑块组件14的滑轨安装在背部a，下传感器底座17与滑轨滑块组件14的滑块连接。
51.如图5所示，本实施方式中的伸缩杆18包含空心连接杆一18-1和空心连接杆二18-2，连接管二18-2插装在连接管一18-1内，二者通过各自上设置的通孔利用螺栓实现长度调整。
52.本实施方式工作时，上肢旋转座16通过销钉与下传感器底座17连接，形成转动副实现旋转运动，同时，下传感器底座17上安装拉压传感器，安装在背部a的下传感器底座17在受到支撑于上肢支撑件21上的人体重力时，拉压传感器能检测作用于上肢支撑件21上的作用力，如此布置，有助于减少人体自身重量，克服重力对人体行走带来的影响。可折叠上肢结构主要实现对人体腋窝支撑，它可以根据使用者的习惯和需求实现快速折叠收纳与展开。
53.基于上述实施方案，如图4所示，所述背部a包含背板12、两条肩带4和两个背部检测装置；每条肩带4的一端固定在背板12的前背面上，每条肩带4跨过背板12，每条肩带4的另一端可滑动地设置在背板12的后背面上，每条肩带4的另一端与固定于背板12后背面上的背部检测装置相连。
54.进一步地，每个所述背部检测装置包含上传感器底座11和拉压传感器；上传感器底座11安装在背板12的背面上，拉压传感器安装在上传感器底座11上，肩带4的另一端通过柔性绳与拉压传感器相连。
55.肩带4可调并穿过肩带约束件1保证肩带不会滑落。肩带4一端固连在上传感器底座11上的拉压传感器上，另一端固连在背板12上，为了保证肩带4作用在传感器上的力只有拉力，在背板12上增设两个对称的滑块滑轨组件2，将肩带4通过螺钉固连在滑块上，在滑块的约束下，肩带4作用在拉压传感器上的力将只有拉力。背板12前面装用柔性背部护垫，保证人体穿戴的舒适度。
56.基于上述实施方案，背板4、空心连接杆一18-1、空心连接杆二18-2和竖杆20均为碳纤维材质。空心连接杆二18-2可以在空心连接杆一杆18-1内伸缩，根据人腋窝与背板12的长度关系调节合适的长度并通过弹簧销钉实现固定连接。上肢旋转座16与空心连接杆一18-1通过螺钉连接，空心连接杆二18-2与竖杆20通过上肢连接件19及螺钉连接。
57.更进一步地，如图7所示，背板12的下部安装有髋关节外摆连接件23，髋关节外摆连接件23的一端与背板12转动连接，转动轴垂直背板12，髋关节外摆连接件23的另一端安装有髋部连接杆28，可调跨部绑带27安装在髋部连接杆28上，髋部连接杆28的末端安装有髋关节连接件26，腿部基座30通过髋关节旋转轴37与髋关节连接件26转动连接，髋关节外
摆连接件23的转动端上安装有编码器62。
58.背板12的下端装有髋关节外摆连接件23，髋关节外摆转轴61上装有无油衬套，髋关节外摆连接件23与无油衬套通过髋关节外摆转轴61末端的轴用卡簧连接，实现髋关节外摆连接件23的旋转运动，如图7所示。髋关节外摆转轴61上装有磁铁，髋关节外摆连接件23上装有编码器62，编码器62外侧装有编码器外壳22。编码器62采用霍尔原理实现旋转角度的检测。髋关节外摆连接件23外侧装有髋部连接杆28，髋部连接杆28上装有胯部绑带固定件25和线缆保护件24，髋部连接杆28的末端装有髋关节连接件26，胯部绑带固定件25通过螺钉与可调胯部绑带27固连。支撑板底座6与支撑板7通过销轴连接。支撑板7绕着销轴做旋转运动。负载可以放置在支撑板上起到支撑作用。当不用支撑板7时可旋转支撑板收纳为竖直状态。腰带5固定在背板12的下部。
59.进一步地，如图6所示，所述触地检测结构b3包含光电开关48、腿部端盖51、弹簧52、刚性足底55、支撑杆60和足底支撑件63；
60.腿部端盖51固定在可伸缩腿b2的下端，支撑杆60可滑动地设置在伸缩杆二36的中空腔内，并被设置于伸缩杆二36内的至少一对销钉50径向限位，光电开关48定位在伸缩杆二36内并设于支撑杆60的顶部，支撑杆60的下端与足底支撑件63固接，足底支撑件63与刚性足底55铰接，支撑杆60上套有弹簧52，弹簧52两端抵靠在腿部端盖51下表面和足底支撑件63上表面上。
61.伸缩杆一34的末端装有可伸缩的支撑杆60，支撑杆60外侧装有可减震的弹簧52，减少地面对本体的冲击力，支撑杆60在足底触地后会触发光电开关48，以检测触地状态，限位销钉50保证支撑杆60只能沿竖直方向运动，如图6所示。刚性足底55通过螺钉与球铰54固连，可实现沿轴线方向的旋转范围为
±
360度，倾斜角度
±
15度的运动，满足人体足部正常活动范围。如图10所示，液压检测模块47放置在鞋子46里面。前绑带45和后绑带49约束鞋子，并且可以根据鞋子46大小调节松紧状态。
62.如图8和10所示。所述液压检测模块47包含柔性软管47-1和上下两层鞋垫，在上下两层鞋垫之间排布有被固定的柔性软管47-1，柔性软管47-1的一端封闭，另一端敞口，且所述另一端并引出与液压传感器模组57相连，所述柔性软管47-1内填充有不导电的硅油。柔性软管47-1末端部分通过软管固定件43约束与液压传感器模组57固连，液压传感器模组57放置在液压传感器保护壳56内，液压传感器保护壳56通过螺钉与碳纤维杆连接基座58固连，伸缩杆一34与伸缩杆二36通过碳纤维杆连接基座58固连。
63.在一个实施例中，液压检测模块47这样的设计，柔性软管47-1在上下两层鞋垫中间，上下两层鞋垫用网格状单面胶带固定，可选地，柔性软管47-1的尺寸为内径2mm，外径3mm。柔性软管47-1内注有不导电的硅油。柔性压力检测布置有两种，一种是只有一根柔性软管47-1的简便检测，如图10所示；另一种是多点检测布置，多点检测如图11所示，分别布置在足后跟1个、足前端1个以及中间两个，柔性软管47-1末端在足后跟处引出并使用更粗的软管包裹。如图8所示，鞋子后跟有软管保护件59防止软管破坏导致压力变化检测错误。
64.基于上述方案，背板12的背面还安装有控制盒10和电池盒9，伸缩杆二36的下端安装有imu传感器42和控制器35，电池盒9给动力驱动结构b1、触地检测结构b3和液压传感器模组57供电，控制器35将imu传感器42和液压传感器模组57的数据传输于主控盒10，主控盒10将电机力矩数据发送给控制器35，控制器控制电机38启停。控制盒中放置imu传感器、主
控制器、变压模块等。结构整体上(腿部和背板)采用碳纤维材料，强度好，重量轻，关键部件(轴、支撑件等)采用铝合金材料并进行轻量化处理，使外骨骼整体重量包括电气系统不超过7kg。主体采用碳纤维材料，关键复杂零部件均采用铝合金材料。异构式外骨骼机器人通过可调节肩带、腰带、胯部绑带以及足部绑带与人体固连。相较于同构式外骨骼减少了小腿和大腿的绑带，极大地提高了外骨骼穿戴的舒适性。
65.具体原理及运转过程：
66.电机38(例如盘式电机)转动带动皮带轮及皮带旋转，驱动可伸缩腿b2做上下运动，进而带动人体腿部运动。足底的柔性压力检测结构b4用以检测人体步态状态。光电开关辅助判断腿部支撑相和摆动相。当足底的柔性压力检测结构b4的检测力大于设定的阈值1时，外骨骼将处于支撑相，此时盘式电机走力矩环。设定外骨骼机器人两个腿部提供支持力总和为20kg(可自行修改设置)，通过两脚压力比例分配20kg的支持力。公式如下所示：
67.f1+f2＝200n
[0068][0069][0070]
其中，f1是外骨骼施加于人左脚的力，f2是外骨骼施加于人体右脚的力，f
left
是柔性压力检测结构检测左脚的力，f
right
表示柔性压力检测结构检测右脚的力。
[0071]
此时效果是可伸缩腿b2向下运动进而带动背板12和髋部连接杆28向上运动，通过可调胯部绑带27和可折叠上肢结构3提拉人体向上运动，减轻人体自身重量。工况模式1如：登山时，摆动相切换到支撑相时，可伸缩腿b2增长提升人体向上运动，起到辅助爬山的功能；下山时，支撑腿弯曲的同时还需要支撑人体重量，外骨骼辅助支撑减少对膝关节损伤。工况模式2如：人体下蹲后通过外骨骼机器人可调髋部绑带27和可折叠上肢结构3支撑重量，如同椅子，减少对膝盖的损伤。由于电机处于力矩环模式，人体背负的负载仍可卸荷，下肢助力装置(外骨骼机器人)等效为一个二力杆，使负载有效地传递到地面，起到静力卸荷的作用。
[0072]
当足底柔性压力检测结构b4检测的力小于设定的阈值2时，外骨骼机器人处于摆动相状态，电机38仍处于力矩环。此时电机38通过电机编码器判断人体腿部运动方向辅助人体抬腿和落地。其中阈值1和阈值2中间有一定的空档区，防止外骨骼状态切换过快导致程序错误。
[0073]
本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。

技术特征：
1.一种异构式外骨骼机器人，包含背部(a)和两个腿部(b)，背部(a)与两个腿部(b)转动连接；其特征在于：还包含可调跨部绑带(27)和用于腋下支撑的可调上肢结构(3)；每条腿部(b)包含动力驱动结构(b1)、可伸缩腿(b2)、触地检测结构(b3)和柔性压力检测结构(b4)；所述柔性压力检测结构(b4)包含液压检测模块(47)和液压传感器模组(57)；所述背部(a)的两侧分别安装有可调上肢结构(3)、两条可调跨部绑带(27)和两条腿部(f)；所述动力驱动结构(b1)与所述背部(a)转动连接，以实现所述可伸缩腿(b2)可前后摆动；所述可伸缩腿(b2)的上端连接动力驱动结构(b1)的输出部，用于驱动可伸缩腿(b2)的竖直伸缩平移运动，以适应步态周期；所述触地检测结构(b3)布置在所述可伸缩腿(b2)的下端，以辅助判断腿部(f)的步态周期；所述液压检测模块(47)布置在触地检测结构(b3)上，并与布置在可伸缩腿(b2)上的液压传感器模组(57)相连，柔性压力检测结构(b4)用于检测人体步态数据。2.根据权利要求1所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：所述可伸缩腿(b2)包含伸缩杆一(34)和伸缩杆二(36)；伸缩杆一(34)的上端与驱动结构(b1)的输出部固接，伸缩杆一(34)的下端与伸缩杆二(36)的上端固接，伸缩杆二(36)的下端与触地检测结构(b3)连接。3.根据权利要求1所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：所述动力驱动结构(b1)包含腿部基座(30)、电机(38)、腿部外壳(31)、导轨组件(32)、滑块组件(33)、带轮一(39)、带轮二(41)和预紧滑块(40-2)；导轨组件(32)固定在腿部基座(30)上，腿部基座(30)可转动地设置在背部(a)的侧部，电机(38)固定在腿部基座(30)上，带轮一(39)固定在电机(38)的输出轴上，带轮二(41)可转动地设置在预紧滑块(40-2)上，预紧滑块(40-2)可滑动地设置在腿部基座(30)的下部，预紧滑块(40-2)与布置在腿部基座(30)上的螺钉(40-1)螺纹连接，带轮一(39)通过皮带与带轮二(41)传动连接，腿部外壳(31)固定在腿部基座(30)上并将带轮一(39)和带轮二(41)罩住，滑块组件(33)可滑动地设置在导轨组件(32)上，并固定在皮带上，可伸缩腿(b2)的上端固定在滑块组件(33)上。4.根据权利要求1所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：每套可折叠上肢结构(3)包含滑轨滑块组件(14)、上肢旋转座(16)、下传感器底座(17)、伸缩杆(18)、竖杆(20)和上肢支撑件(21)；下传感器底座(17)安装在背部(a)上，下传感器底座(17)与上肢旋转座(16)转动连接，伸缩杆(18)的两端分别连接上肢旋转座(16)和竖杆(20)，竖杆(20)的上端固定有上肢支撑件(21)，滑轨滑块组件(14)的滑轨安装在背部(a)，下传感器底座(17)与滑轨滑块组件(14)的滑块连接。5.根据权利要求1所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：所述液压检测模块(47)包含柔性软管(47-1)和上下两层鞋垫，在上下两层鞋垫之间排布有被固定的柔性软管(47-1)，柔性软管(47-1)的一端封闭，另一端敞口，且所述另一端并引出与液压传感器模组(57)
相连，所述柔性软管(47-1)内填充有不导电的硅油。6.根据权利要求1或4所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：所述触地检测结构(b3)包含光电开关(48)、腿部端盖(51)、弹簧(52)、刚性足底(55)、支撑杆(60)和足底支撑件(63)；腿部端盖(51)固定在可伸缩腿(b2)的下端，支撑杆(60)可滑动地设置在伸缩杆二(36)的中空腔内，并被设置于伸缩杆二(36)内的至少一对销钉(50)径向限位，光电开关(48)定位在伸缩杆二(36)内并设于支撑杆(60)的顶部，支撑杆(60)的下端与足底支撑件(63)固接，足底支撑件(63)与刚性足底(55)铰接，支撑杆(60)上套有弹簧(52)，弹簧(52)两端抵靠在腿部端盖(51)下表面和足底支撑件(63)上表面上。7.根据权利要求3所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：所述背部(a)包含背板(12)、两条肩带(4)和两个背部检测装置；每条肩带(4)的一端固定在背板(12)的前背面上，每条肩带(4)跨过背板(12)，每条肩带(4)的另一端可滑动地设置在背板(12)的后背面上，每条肩带(4)的另一端与固定于背板(12)后背面上的背部检测装置相连。8.根据权利要求7所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：每个所述背部检测装置包含上传感器底座(11)和拉压传感器；上传感器底座(11)安装在背板(12)的背面上，拉压传感器安装在上传感器底座(11)上，肩带(4)的另一端通过柔性绳与拉压传感器相连。9.根据权利要求7所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：背板(12)的下部安装有髋关节外摆连接件(23)，髋关节外摆连接件(23)的一端与背板(12)转动连接，转动轴垂直背板(12)，髋关节外摆连接件(23)的另一端安装有髋部连接杆(28)，可调跨部绑带(27)安装在髋部连接杆(28)上，髋部连接杆(28)的末端安装有髋关节连接件(26)，腿部基座(30)通过髋关节旋转轴(37)与髋关节连接件(26)转动连接，髋关节外摆连接件(23)的转动端上安装有编码器(60)。10.根据权利要求3所述一种异构式外骨骼机器人，其特征在于：背板(12)的背面还安装有控制盒(10)和电池盒(9)，伸缩杆二(36)的下端安装有imu传感器(42)和控制器(35)，电池盒(9)给动力驱动结构(b1)、触地检测结构(b3)和液压传感器模组(57)供电，控制器(35)将imu传感器(42)和液压传感器模组(57)的数据传输于主控盒(10)，主控盒(10)将数据发送给控制器(35)，控制器控制电机(38)启停。

技术总结
一种异构式外骨骼机器人，它包含背部和两个腿部，背部与两个腿部转动连接；还包含可调跨部绑带和用于腋下支撑的可调上肢结构；每条腿部包含动力驱动结构、可伸缩腿、触地检测结构和柔性压力检测结构；所述柔性压力检测结构包含液压检测模块和液压传感器模组；所述动力驱动结构与所述背部转动连接；所述可伸缩腿的上端连接动力驱动结构的输出部；触地检测结构布置在所述可伸缩腿的下端；液压检测模块布置在触地检测结构上，并与布置在可伸缩腿上的液压传感器模组相连。本发明结构紧凑，减少人体自身重量，克服重力对人体行走带来的影响，通过液压方式实现步态检测，可靠性高。可靠性高。可靠性高。


技术研发人员：朱延河 巨浩天 李洪武 荆泓玮 郭淞豪 张清华 赵杰
受保护的技术使用者：哈尔滨工业大学
技术研发日：2023.05.22
技术公布日：2023/8/13