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公开(公告)号：CN111895997B
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202010117861.3
申请日：2020-02-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种无需标准矫正姿势的基于惯性传感器的人体动作采集方法。步骤1：安置IMU，并建立关节生理运动学约束；步骤2：利用步骤1的IMU，当IMU的采样点数超过100个时，根据约束方程，运行优化程序，利用高斯‑牛顿法估算关节轴线及关节位置向量；步骤3：利用求解出的关节轴线和关节位置向量，通过加速度信息和角速度积分，分别求得两组关节角度；步骤4：通过互补滤波对步骤3中两个关节角度求加权平均，求解出的关节角度。本发明目的在于对人体下肢IMU信号进行解码，并根据人体下肢运动学模型实时解算下肢髋关节、膝关节以及踝关节角度。
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公开(公告)号：CN111895997A
公开(公告)日：2020-11-06
申请号：CN202010117861.3
申请日：2020-02-25
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本发明公开了一种无需标准矫正姿势的基于惯性传感器的人体动作采集方法。步骤1：安置IMU，并建立关节生理运动学约束；步骤2：利用步骤1的IMU，当IMU的采样点数超过100个时，根据约束方程，运行优化程序，利用高斯-牛顿法估算关节轴线及关节位置向量；步骤3：利用求解出的关节轴线和关节位置向量，通过加速度信息和角速度积分，分别求得两组关节角度；步骤4：通过互补滤波对步骤3中两个关节角度求加权平均，求解出的关节角度。本发明目的在于对人体下肢IMU信号进行解码，并根据人体下肢运动学模型实时解算下肢髋关节、膝关节以及踝关节角度。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN212706779U
公开(公告)日：2021-03-16
申请号：CN202020919188.0
申请日：2020-05-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B25J9/18 , F16F15/073
Abstract: 本实用新型提出一种基于板簧的变刚度执行器，该执行器分为三部分：变刚度机构、变刚度传动机构和轴向传动机构，变刚度部件一端固定连接伺服电机输出轴，另一端传递力矩到轴向传动部件，其中变刚度部件的刚度控制由固定在伺服电机周边的变刚度传动部件完成，并且变刚度传动机构固定在伺服电机周边，扭矩轴向传动部件负责将变刚度的扭矩传递给负载。解决了现有的变刚度机构重量大、结构布置限制能量利用，刚度范围变化不大的问题。本实用新型质量轻，变刚度范围大，变刚度时间短，额定输出扭矩可达30N.m，力控精度高，结构小，结构形式便于布置安装，适合在各种场合下使用。
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公开(公告)号：CN212265830U
公开(公告)日：2021-01-01
申请号：CN202020544275.2
申请日：2020-04-14
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本实用新型提出了一种助力下肢多关节的踝关节外骨骼装置，属于外骨骼机械领域。解决了现有踝关节助力机构只能对踝关节单关节进行助力的问题。它包括支架和助力机构，所述助力机构包括固定装置和传动装置，所述固定装置与支架侧面固定相连，所述固定装置顶部开设有两个螺纹孔，通过螺纹孔螺接两个固线头，两个固线头内分别穿过回复钢丝绳和拉伸钢丝绳，所述传动装置包括大滑轮机构、小滑轮机构、直线运动系统、柔性机构和导向机构，所述大滑轮机构包括通过第一塞打螺钉相连的大滑轮支架和大滑轮，所述大滑轮支架顶端与回复钢丝绳相连，所述小滑轮机构包括通过第二塞打螺钉相连的小滑轮支架和小滑轮。它主要用于踝关节外骨骼。
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公开(公告)号：CN212729803U
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202020401136.4
申请日：2020-03-26
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: A61B5/22
Abstract: 本实用新型提出了一种膝关节等距肌力测试仪，属于膝关节测试器械领域。解决了现有关节力矩的测试设备结构复杂、测试困难、准备时长、设备价格高的问题。它包括固定连接盘、传感器、内盘、外盘、外杆、内杆、多边形轴、第一螺钉和第二螺钉，所述固定连接盘一端与传感器固定连接，所述内盘一端为四方形方孔，方孔中心开设有通孔，所述传感器的旋转端与内盘的方孔紧密配合，所述传感器与信号处理机构相连，所述内盘与外盘紧密配合并固定连接，所述外盘与外杆固定连接，所述外杆与内杆配合相连，外杆与内杆沿长度方向相对滑动并锁定相对位置，所述内杆上设有多边形轴，所述多边形轴一端设置有第一螺钉。它主要用于膝关节等距肌力的测试。
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公开(公告)号：CN212736067U
公开(公告)日：2021-03-19
申请号：CN202020920443.3
申请日：2020-05-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 本实用新型提出一种绳驱动髋关节结构，属于外骨骼机器人领域，旨在提供一个康复助力平台。该结构分为电控驱动与机械安装两个部分，两者之间由鲍登绳传递动力，电控驱动机构采集机械安装机构中的力传感器和光电编码器的信息。电控驱动部分负责输出动力、整理传感信号以及控制处理。机械部分负责将外骨骼固定在腰部以及对髋关节进行助力。解决了现有髋关节助力结构存在关节轴不对齐、冗余自由度设计、髋关节上质量大的问题。此机构能精确测得髋关节运动角度以及助力力矩，内置宽度可调机构适用于大部分人群使用，并且由于采用电控驱动于机械安装分离的方式，便于模块化更换，具有较高的应用价值。
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公开(公告)号：CN212265829U
公开(公告)日：2021-01-01
申请号：CN202020543749.1
申请日：2020-04-14
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: B25J9/00
Abstract: 本实用新型提出了一种拮抗式可变刚度膝关节外骨骼装置，属于外骨骼机械领域。解决了传统刚性下肢外骨骼质量和体积较大，助力方式简单，使用者易受到损伤，关节易错位的问题。它包括固定机构和助力机构，所述助力机构包括固定组件、柔性组件、测量组件和驱动组件，所述固定组件包括大腿基板、第一小腿基板和第二小腿基板，所述柔性组件包括弹簧杆、压缩弹簧和弹簧后端盖，所述测量组件包括旋转编码器和压力传感器，所述驱动组件包括膝关节槽轮和驱动器；所述膝关节槽轮与大腿基板转动连接，所述第一小腿基板同轴心固定在膝关节槽轮上，所述大腿基板和第二小腿基板上均设置有固定机构。它主要用于辅助人类行走或劳动。
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