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CN105643609B - 一种人机交互力检测装置 - Google Patents

一种人机交互力检测装置 Download PDF

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CN105643609B
CN105643609B CN201610231529.3A CN201610231529A CN105643609B CN 105643609 B CN105643609 B CN 105643609B CN 201610231529 A CN201610231529 A CN 201610231529A CN 105643609 B CN105643609 B CN 105643609B
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董为
龙亿
张志明
高永卓
王伟东
于洪健
闫志远
吴冬梅
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Harbin Institute of Technology Shenzhen
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Harbin Institute of Technology Shenzhen
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/02—Sensing devices

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)

Abstract

一种人机交互力检测装置，它涉及一种检测，具体涉及一种人机交互力检测装置。本发明为了解决现有交互力检测方式稳定性差、准确性低、人体舒适性不好的问题。本发明的第一外骨骼杆的下端与第一关节头的上端连接，第一关节头一侧外侧壁通过所述第一连接组件与第二关节头一侧内侧壁转动连接，第一关节头另一侧外侧壁通过所述第二连接组件与第二关节头另一侧内侧壁转动连接，连接轴的一端通过螺栓与第二关节头一侧外侧壁连接，磁编码器、第二轴承、弹性体由外至内依次套装在连接轴上，且弹性体通过键与连接轴的外侧壁连接，绑缚杆的上端套装在第二轴承上。属于机器人领域或医疗装备领域。

Description

一种人机交互力检测装置
技术领域
本发明涉及一种检测，具体涉及一种人机交互力检测装置，属于机器人领域或医疗装备领域。
背景技术
可穿戴外骨骼机器人使得人增强了人的负重行走能力，而在其应用之中，对人体与外骨骼间的交互力检测，一直是外骨骼应用的一大难点的，交互力检测的准确性与有效性是保证可穿戴外骨骼与人体运动的协调一致性的关键，目前的交互力检测方式多采用外骨骼与人体绑带处采用压力传感器获取交互力信息，由于人体肌肉为软体组织，此法不仅检测交互力具有不稳定性，且对于交互力的检测准确性和人体舒适性等方面存在缺陷。
发明内容
本发明为解决现有交互力检测方式稳定性差、准确性低、人体舒适性不好的问题，进而提出一种人机交互力检测装置。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括第一外骨骼杆、第一关节头、连接轴、键、第二轴承、磁编码器、绑缚杆、弹性体、第二关节头、第一连接组件和第二连接组件，第一外骨骼杆的下端与第一关节头的上端连接，第一关节头一侧外侧壁通过所述第一连接组件与第二关节头一侧内侧壁转动连接，第一关节头另一侧外侧壁通过所述第二连接组件与第二关节头另一侧内侧壁转动连接，连接轴的一端通过螺栓与第二关节头一侧外侧壁连接，磁编码器、第二轴承、弹性体由外至内依次套装在连接轴上，且弹性体通过键与连接轴的外侧壁连接，绑缚杆的上端套装在第二轴承上。
进一步的，所述第一连接组件包括第一轴承、支撑轴和第五轴承，第一轴承嵌装在第一关节头一侧外侧壁上，第五轴承嵌装在第二关节头一侧内侧壁上，支撑轴的一端插装在第一轴承内，支撑轴的另一端插装在第五轴承内。
进一步的，所述第二连接组件包括第三轴承、光轴和第四轴承，第三轴承嵌装在第一关节头另一侧外侧壁上，第四轴承嵌装在第二关节头另一侧内侧壁上，光轴的一端插装在第三轴承内，光轴的另一端插装在第四轴承内。
进一步的，磁编码器由芯片和磁盘组成，芯片与绑缚杆的上端连接，磁盘与连接轴的另一端连接。
进一步的，本发明还包括保护壳，保护壳扣装在绑缚杆上端外侧面上。
本发明的有益效果是：本发明可以极大地提高了交互力检测的准确性，同时有效降低了交互力检测的灵敏度并使得整体结构非常紧凑。通过检测交互力信息来控制外骨骼的，在使得外骨骼机器人实用性更强的同时可有效保障负重外骨骼与人体运动的协调一致性。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种人机交互力检测装置包括第一外骨骼杆1、第一关节头2、连接轴5、键6、第二轴承7、磁编码器8、绑缚杆9、弹性体10、第二关节头14、第一连接组件和第二连接组件，第一外骨骼杆1的下端与第一关节头2的上端连接，第一关节头2一侧外侧壁通过所述第一连接组件与第二关节头14一侧内侧壁转动连接，第一关节头2另一侧外侧壁通过所述第二连接组件与第二关节头14另一侧内侧壁转动连接，连接轴5的一端通过螺栓与第二关节头14一侧外侧壁连接，磁编码器8、第二轴承7、弹性体10由外至内依次套装在连接轴5上，且弹性体10通过键6与连接轴5的外侧壁连接，绑缚杆9的上端套装在第二轴承7上。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种人机交互力检测装置的第一连接组件包括第一轴承3、支撑轴4和第五轴承15，第一轴承3嵌装在第一关节头2一侧外侧壁上，第五轴承15嵌装在第二关节头14一侧内侧壁上，支撑轴4的一端插装在第一轴承3内，支撑轴4的另一端插装在第五轴承15内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种人机交互力检测装置的第二连接组件包括第三轴承11、光轴12和第四轴承13，第三轴承11嵌装在第一关节头2另一侧外侧壁上，第四轴承13嵌装在第二关节头14另一侧内侧壁上，光轴12的一端插装在第三轴承11内，光轴12的另一端插装在第四轴承13内。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种人机交互力检测装置的磁编码器8由芯片和磁盘组成，芯片与绑缚杆9的上端连接，磁盘与连接轴5的另一端连接。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：结合图1说明本实施方式，本实施方式所述一种人机交互力检测装置还包括保护壳16，保护壳16扣装在绑缚杆9上端外侧面上。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，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，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明的技术实质，在本发明的精神和原则之内，对以上实施例所作的任何简单的修改、等同替换与改进等，均仍属于本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种人机交互力检测装置，其特征在于：所述一种人机交互力检测装置包括第一外骨骼杆(1)、第一关节头(2)、连接轴(5)、键(6)、第二轴承(7)、磁编码器(8)、绑缚杆(9)、弹性体(10)、第二关节头(14)、第一连接组件和第二连接组件，第一外骨骼杆(1)的下端与第一关节头(2)的上端连接，第一关节头(2)一侧外侧壁通过所述第一连接组件与第二关节头(14)一侧内侧壁转动连接，第一关节头(2)另一侧外侧壁通过所述第二连接组件与第二关节头(14)另一侧内侧壁转动连接，连接轴(5)的一端通过螺栓与第二关节头(14)一侧外侧壁连接，磁编码器(8)、第二轴承(7)、弹性体(10)由外至内依次套装在连接轴(5)上，且弹性体(10)通过键(6)与连接轴(5)的外侧壁连接，绑缚杆(9)的上端套装在第二轴承(7)上。
2.根据权利要求1所述一种人机交互力检测装置，其特征在于：所述第一连接组件包括第一轴承(3)、支撑轴(4)和第五轴承(15)，第一轴承(3)嵌装在第一关节头(2)一侧外侧壁上，第五轴承(15)嵌装在第二关节头(14)一侧内侧壁上，支撑轴(4)的一端插装在第一轴承(3)内，支撑轴(4)的另一端插装在第五轴承(15)内。
3.根据权利要求1所述一种人机交互力检测装置，其特征在于：所述第二连接组件包括第三轴承(11)、光轴(12)和第四轴承(13)，第三轴承(11)嵌装在第一关节头(2)另一侧外侧壁上，第四轴承(13)嵌装在第二关节头(14)另一侧内侧壁上，光轴(12)的一端插装在第三轴承(11)内，光轴(12)的另一端插装在第四轴承(13)内。
4.根据权利要求1所述一种人机交互力检测装置，其特征在于：磁编码器(8)由芯片和磁盘组成，芯片与绑缚杆(9)的上端连接，磁盘与连接轴(5)的另一端连接。
5.根据权利要求1所述一种人机交互力检测装置，其特征在于：所述一种人机交互力检测装置还包括保护壳(16)，保护壳(16)扣装在绑缚杆(9)上端外侧面上。
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