(19)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 202210878591.7 (22)申请日 2022.07.25 (71)申请人 贵州航天控制技 术有限公司 地址 550009 贵州省贵阳市经济技 术开发 区红河路7号 (72)发明人 宋定安　李阳阳　胡静　张勇　 杨义光　冉浩　强利刚　李林　 (74)专利代理 机构 中国航天科工集团公司专利 中心 11024 专利代理师 张国虹 (51)Int.Cl. B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种助力外骨骼设备及其控制方法、 助力外 骨骼系统 (57)摘要 本发明属于助力外骨骼 技术领域， 具体公开 了一种助力外骨骼设备及其控制方法、 助力外骨 骼系统。 该助力外骨骼设备主体结构、 两个大腿 连接结构、 驱动结构、 第一运动检测部件、 两个第 二运动检测部件以及控制器， 主体结构具有用于 与使用者躯干连接的连接部； 驱动结构安装于主 体结构， 驱动结构分别通过两个传动件与两个大 腿连接结构一一对应地连接， 以通过驱动结构驱 动两个大腿 连接结构运动； 第一运动检测部件安 装于主体结构； 两个第二运动检测部件一一对应 地安装于两个大腿连接结构； 控制器与第一运动 检测部件、 两个第二运动检测部件、 驱动结构均 通信连接。 本发 明的技术方案解决了相关技术中 的助力外骨骼使用时与人体之间的协调性较差 的问题。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115213870 A 2022.10.21 CN 115213870 A 1.一种助力外骨骼设备， 其特 征在于， 包括： 主体结构(1)， 所述主体结构(1)具有用于与使用者躯 干连接的连接 部； 大腿连接结构(2)， 所述大腿连接结构(2)为两个， 两个所述大腿连接结构(2)用于对应 地连接至使用者的两腿； 驱动结构(3)， 所述驱动结构(3)安装于所述主体结构(1)， 所述驱动结构(3)分别通过 两个传动件(4)与两个所述大腿连接结构(2)一一对应地连接， 以通过所述驱动结构(3)驱 动两个所述大腿连接结构(2)运动； 第一运动检测部件， 所述第一 运动检测部件安装于所述主体结构(1)； 两个第二运动检测部件， 两个所述第 二运动检测部件一一对应地安装于两个所述大腿 连接结构(2)； 控制器， 所述控制器与所述第 一运动检测部件、 两个所述第 二运动检测部件、 所述驱动 结构(3)均通信连接 。 2.如权利要求1所述的助力 外骨骼设备， 其特征在于， 所述第 一运动检测部件包括第 一 IMU传感器， 所述第二 运动检测部件 包括第二 IMU传感器。 3.如权利要求2所述的助力 外骨骼设备， 其特征在于， 所述第 一运动检测部件还包括角 位移传感器。 4.如权利要求3所述的助力 外骨骼设备， 其特征在于， 所述第 二运动检测部件还包括拉 力传感器， 所述拉力传感器与相应的所述传动件(4)和所述大腿连接结构(2)均连接， 以检 测所述传动件(4)对所述大腿连接结构(2)施加的拉力。 5.如权利要求1至4中任一项所述的助力外骨骼设备， 其特征在于， 所述助力外骨骼设 备包括连接件(5)， 两个所述大腿 连接结构(2)均通过所述连接件(5)与所述主体结构(1)柔 性连接。 6.如权利要求1至4中任一项所述的助力 外骨骼设备， 其特征在于， 所述主体结构(1)包 括仿生结构背架； 和/或， 所述大腿连接结构(2)为 柔性绑缚结构。 7.如权利要求1至4中任一项所述的助力 外骨骼设备， 其特征在于， 所述传动件(4)为鲍 登线。 8.一种助力 外骨骼设备的控制方法， 适用于权利要求1至7中任一项所述的助力 外骨骼 设备， 其特 征在于， 所述方法包括： 获取所述助力外骨骼设备的第一 运动检测部件和第二 运动检测部件的检测数据； 根据所述检测数据， 确定使用者的运动状态； 根据所述 运动状态， 生成控制指令； 将所述控制指令发送至所述助力外骨骼设备的驱动结构(3)。 9.如权利要求8所述的助力外骨骼设备的控制方法， 其特征在于， 根据所述运动状态， 生成控制指令， 包括： 在使用者的任意一条腿进入支撑态 的情况下， 生成针对相应的所述大腿连接结构(2) 的助力指令； 在使用者的任意一条腿的运动达到预设状态时， 生成针对相应的所述大腿连接结构 (2)的停止助力指令； 其中， 所述预设状态包括所述腿的运动达到全步态周期的预设比例， 或者， 所述腿进入权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115213870 A 2摆动态。 10.如权利要求8所述的助力 外骨骼设备的控制方法， 其特征在于， 根据 所述运动状态， 生成控制指令， 包括： 根据公式 生成所述控制指令； 其中， Forder为所述控制指令； t为当前步态周期的时刻； k为预设斜率系数； b为助力 指令 的初始预设值； T为上一个的步态周期的时间长度； α 为预设比例系数。 11.一种助力 外骨骼系统， 其特征在于， 所述助力 外骨骼系统包括权利要求1至7中任一 项所述的助力外骨骼设备， 所述助力外骨骼设备 的控制器中存储有计算机程序， 所述计算 机程序被所述控制器执行时实现权利要求8 至10中任一项 所述的助力外骨骼设备的控制方 法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115213870 A 3