(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 202210607888.X (22)申请日 2022.05.31 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 (72)发明人 王继来　郭树标　饶静　李取浩　 史振宇　李宜姗　高兴　陈安　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 专利代理师 赵敏玲 (51)Int.Cl. B25J 9/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) G06F 3/01(2006.01) (54)发明名称 可行走的主动式机 械装置 (57)摘要 本发明公开了一种可行走的主动式机械装 置， 具有可穿戴结构以穿戴在操作者的全身， 操 作者在佩戴可行走的主动式机械装置时， 可提升 和搬运重物同时进行行走操作； 所述可行走的主 动式机械装置包括可穿戴部、 控制器、 传感器组 件和动力源； 传感器组件包括肌电图传感器， 所 述肌电图传感器附接到操作者的皮肤并且用于 测量肌电图信号， 所述肌电图信号是通过使用电 极感测肌肉收缩时肌肉纤维中出现的微小电位 差而获得的信号； 所述肌电图传感器附接到操作 者的位置基于操作者的步态周期来确定。 该可行 走的主动式机械装置， 可 以穿戴在操作者全身， 且设置相应的传感器和控制器， 可 实现重物的搬 运和操作者行 走的精确控制。 权利要求书2页 说明书8页 附图2页 CN 114932536 A 2022.08.23 CN 114932536 A 1.可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 包括可穿戴部、 控制器、 传感器组件和动力 源； 所述的可穿戴部包括上穿戴支撑部、 腰带、 腿部支撑和底鞋， 所述上穿戴支撑部佩戴在 操作者的肩部和背部， 其高于操作者头部， 且头部前方位置延伸， 上穿戴支撑部与腰带固定 连接， 用于提升和搬运重物的作用， 所述腰带佩戴在操作者的腰部， 所述动力源和控制器均 固定连接在腰带上； 所述腿部支撑用于支撑操作者的腿， 且设置在操作者的左腿和右腿的 外侧； 腿部支撑 设有膝关节， 腿部支撑通过踝关节与 底鞋相连， 腿部支撑通过髋关节与腰带 相连； 所述传感器组件包括超声波传感器、 陀螺仪传感器、 加速度传感器和肌电图传感器； 所 述超声波传感器设置在上穿戴支撑部上， 用于测量重物的位置； 所述的陀螺仪传感器测量 操作者上身的倾斜度； 所述肌电图传感器附接到操作者的皮肤并测量肌电图信号； 控制器 与传感器组件相连， 控制可穿戴部进行相应的动作。 2.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的腰带包括支撑操 作者腰部的柔性支撑垫和连接 到支撑垫以围绕操作者胃部的腰带固定 部分。 3.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述上穿戴支撑部包括 靠背、 肩带、 支撑臂， 所述靠背、 肩带、 支撑臂均与腰带连接， 所述靠背和肩带分别固定在操 作者身体相应的肩部、 背部， 所述支撑臂高于操作者的头部， 且向头部的前方位置伸出， 所 述支撑臂用于提升和搬运重物， 所述肩带一端与腰带 连接， 另一端与靠背可调节连接 。 4.如权利要求3所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述支撑臂内设置支撑 臂驱动电机、 卷筒和钢丝绳， 所述钢丝绳一端固定在卷筒上， 另一端穿过支撑臂内部和设置 在支撑臂末端的滑轮后， 通过连接装置连接重物， 所述的支撑臂驱动电机根据控制器提供 的控制信号向卷筒提供动力。 5.如权利要求3所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的腿部支撑包括结 构相同的左腿支撑和右腿支撑， 各自包括通过膝关节相连 的第一支撑部和第二支撑部； 所 述第一支撑部支撑操作者的大腿， 所述第一支撑部连接到腰带； 所述第二支撑部支撑操作 者的小腿； 所述第二支撑 部连接底鞋。 6.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述陀螺仪传感器安装 在腰带的对应于操作者上身的位置处。 7.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的加速度传感器安 装在腰带的对应于操作者的上身或骨盆的位置处。 8.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的肌电图传感器包 括第一肌电图传感器和 第二肌电图传感器， 第一肌电图传感器和 第二肌电图传感器附接到 操作者左腿或者右腿的小腿上， 第一、 第二肌电图传感器附接到操作者的位置基于操作者 的步态周期来确定 。 9.如权利要求1所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的控制器包括接收 器、 边界值处理器、 开始/偏移检测器、 行走辅助起点检测器和扭矩计算器； 所述的接收器接 收由超声波传感器、 陀螺仪传感器、 加速度传感器肌电图传感器检测到的信号； 边界值处理 器对第一和第二肌电图信号中的每一个执行边界值处理； 起始/偏移检测器从对其执行边 界值处理的第一肌电图信号检测起始点和偏移 点； 行走辅助起始点检测器基于从第一肌电权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114932536 A 2图信号检测到的起始点和偏移点以及从第二肌电图信号检测到的起始点和偏移点来检测 行走辅助起始点； 扭矩计算器基于行走辅助起始 点产生扭矩以施加到驱动电机以在行走辅 助时间辅助操作者的肌肉力量。 10.如权利要求9所述的可行走的主动式机械装置， 其特征在于， 所述的控制器基于从 超声波传感器发送的信号中确定重物的位置从而产生控制信号以控制支撑臂驱动电机动 作； 控制器基于从陀螺仪传感器和加速度传感器发送的信号中的至少一个产生控制信号以 控制相应的关节驱动电机 辅助操作者的行 走。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114932536 A 3