一种电动拐杖、姿态检测装置及机器人制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种电动拐杖、姿态检测装置及机器人，包括随动连接件，用于与待平衡部连接并与待平衡部保持联动；弹性支撑件，连接于随动连接件与运动机构之间，用于承载随动连接件并为随动连接件提供一活动空间；姿态传感器，安装在随动连接件或待平衡部上，用于感知待平衡部的姿态变化并反馈给主控板。在多种使用场景行进中，如前进、后退、左转、右转，待平衡部能够在随动连接件的支撑下，自身以及同步带动随动连接件向任意方向发生倾斜，进而使得姿态传感器能够检测得到向前、向后、向左、向右的倾斜分量，以更准确地检测其倾斜姿态变化，从而更有利于控制运动机构补偿待平衡物的姿态变化，提升多种使用场景下的平衡性提高。

An electric crutch, posture detecting device and robot

【技术实现步骤摘要】
一种电动拐杖、姿态检测装置及机器人
本专利技术涉及检测与控制
，尤其是涉及一种电动拐杖、姿态检测装置及机器人。
技术介绍
拐杖，也称之为拐棍，是一种辅助行走的简单器械，通常是一根由木材或金属材料制作而成的棍体，对于腿脚不方便的老人或病人，拐杖对其外出活动以及保持身体平衡起到重要的辅助作用。一般拐杖，其活动需要依靠人力，即使用者需要不断地抬起和落下拐杖，才能让拐杖跟随使用者行进并对其身体进行支撑，这是会消耗使用者额外的体力。为了解决上述技术问题，现有技术中出现了经过改进的电动拐杖，如公布号为CN109276001A的中国专利，公开了一种自动跟随和安全助力的平衡手杖，它包括握把、杖体和平衡装置，杖体上设置电池组以提供电能，平衡装置包括控制组件、电机、减速器、差速器以及脚轮，控制组件能够对杖体的倾斜进行姿态感知，并通过调速控制和电机驱动以控制脚轮转动，进而补偿杖体的姿态变化，使手杖恢复并动态地维持平衡状态，从而实现跟随及助力使用者的功能。但是即使采用上述现有技术方案，依旧会在实际应用中遇到难题，例如在使用者需要靠电动拐杖进行转弯时，这种电动拐杖就无法很好地跟随及助力使用者，还可能出现转弯角过大或过小，影响使用者行走的情况。导致这种情况的原因在于，如上述专利的附图3至5所示意的，这种电动拐杖虽然能够对杖体向前或向后方向的倾斜进行较为准确的检测，但是在转弯的情况下，杖体不只有向前或向后倾斜的趋势，还存在向左或向右（依据拐弯的方向）的倾斜趋势，而受制于这种电动拐杖的结构限制，这种向转弯方向的倾斜无法得到准确的检测，因此无法控制脚轮补偿杖体的姿态变化，平衡性不好。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本专利技术的目的一在于提供一种电动拐杖，具备能够对杖体的倾斜姿态进行准确的检测进而提高多种使用场景下的平衡性的优点。本专利技术的上述专利技术目的一是通过以下技术方案得以实现的：一种电动拐杖，包括握把、杖体和平衡装置，所述平衡装置包括运动机构以及控制所述运动机构运动的主控板，所述杖体与运动机构之间连接有姿态检测装置，所述姿态检测装置包括：随动连接件，与所述杖体连接并与杖体保持联动；弹性支撑件，连接于随动连接件与运动机构之间，用于承载随动连接件并为随动连接件提供一活动空间；姿态传感器，安装在随动连接件或杖体上，用于感知杖体的姿态变化并反馈给主控板。通过采用上述技术方案，当电动拐杖的使用者在多种使用场景行进，如前进、后退、左转、右转，操作者施加给杖体相应方向的倾斜趋势，由于杖体连接在随动连接件上，而随动连接件在弹性支撑件的支撑下能够在活动空间内向任意方向倾斜，由此区别于现有技术的电动拐杖，杖体能够在随动连接件的支撑下，自身以及同步带动随动连接件向任意方向发生倾斜，进而使得姿态传感器能够检测得到杖体向前、向后、向左、向右的倾斜变化分量，以更准确地检测到杖体的倾斜姿态变化，获知使用者的行进意图，从而更有利于控制运动机构补偿杖体的姿态变化，使得电动拐杖在多种使用场景下的平衡性提高。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述姿态传感器为九轴惯性传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴电子罗盘中的一种或多种的组合。通过采用上述技术方案，可直接选用九轴惯性传感器，或根据应用需要，选取三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴电子罗盘或其组合，具备较好的可选择性与扩展性。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述杖体与所述随动连接件通过固定结构实现固定连接。通过采用上述技术方案，杖体与随动连接件固定来接以实现两者的联动，杖体的姿态变化直接转化为随动连接件的姿态变化，更加同步与及时。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述随动连接件为板体，所述杖体连接在所述板体的几何中心处。通过采用上述技术方案，板体为固定结构以及杖体提供了较为平整以及充裕的连接空间，将杖体连接在板体的几何中心处，更有利于电动拐杖的平衡与稳定。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述板体包括用于水平安装姿态传感器的安装部，所述姿态传感器安装在所述安装部上。通过采用上述技术方案，安装部提供了水平的安装平面，方便姿态传感器的安装与调试。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹性支撑件为弹簧。通过采用上述技术方案，弹簧具备较好的承载力以及弹性形变与恢复力，能够良好地支撑随动连接件，且使其能够在活动空间内变化姿态。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹簧设置为多个且分布连接在所述随动连接件的外周边。通过采用上述技术方案，弹簧是沿其轴向产生弹性形变的部件，将弹簧设置在板体状的随动连接件的外周边，相当于让弹簧远离随动连接件的几何中心，当随动连接件发生倾斜时候，能够增加沿弹簧轴向的力矩，减少水平向的扭矩，在为随动连接件提供活动空间的同时，弹簧自身的使用寿命得以延长，同时沿着外周边分布的多个弹簧的共同支撑，使得随动连接件无论是姿态变化时或维持自然平衡状态时对力的传递能力更加可靠。本专利技术的目的二在于提供一种姿态检测装置，具备能够对待平衡部的倾斜姿态进行准确的检测进而提高多种使用场景下的平衡性的优点。本专利技术的上述专利技术目的二是通过以下技术方案得以实现的：一种姿态检测装置，包括：随动连接件，用于与待平衡部连接并与待平衡部保持联动；弹性支撑件，连接于随动连接件与运动机构之间，用于承载随动连接件并为随动连接件提供一活动空间；姿态传感器，安装在随动连接件或待平衡部上，用于感知待平衡部的姿态变化并反馈给主控板。通过采用上述技术方案，可以将姿态检测装置应用于多种包含了待平衡部和平衡装置的机器中，在多种使用场景的行进中，如前进、后退、左转、右转，待平衡部能够在随动连接件的支撑下，待平衡部自身以及同步带动随动连接件向任意方向发生倾斜，进而使得姿态传感器能够检测得到向前、向后、向左、向右的倾斜分量，以更准确地检测其倾斜姿态变化，从而更有利于控制运动机构补偿待平衡部的姿态变化，提升多种使用场景下的平衡性提高。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述姿态传感器为九轴惯性传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴电子罗盘中的一种或多种的组合。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述随动连接件上设有用于固定连接待平衡部的固定结构。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述随动连接件为板体，所述板体的几何中心处用于连接待平衡部。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述板体包括用于水平安装姿态传感器的安装部，所述姿态传感器安装在所述安装部上。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹性支撑件为弹簧。本专利技术在一较佳示例中可以进一步配置为：所述弹簧设置为多个且分布连接在所述随动连接件的外周边。本专利技术的目的三在于提供一种机器人，具备能够对待平衡部的倾斜姿态进行准确的检测进而提高多种使用场景下的平衡性的优点。本专利技术的上述专利技术目的三是通过以下技术方案得以实现的：一种机器人，包括待平衡部和平衡装置，所述平衡装置包括运动机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动拐杖，包括握把(1)、杖体(2)和平衡装置，所述平衡装置包括运动机构以及控制所述运动机构运动的主控板(4)，其特征在于，/n所述杖体(2)与运动机构之间连接有姿态检测装置，所述姿态检测装置包括：/n随动连接件，与所述杖体(2)连接并与杖体(2)保持联动；/n弹性支撑件，连接于随动连接件与运动机构之间，用于承载随动连接件并为随动连接件提供一活动空间；/n姿态传感器(51)，安装在随动连接件或杖体(2)上，用于感知杖体(2)的姿态变化并反馈给主控板(4)。/n

【技术特征摘要】
1.一种电动拐杖，包括握把(1)、杖体(2)和平衡装置，所述平衡装置包括运动机构以及控制所述运动机构运动的主控板(4)，其特征在于，
所述杖体(2)与运动机构之间连接有姿态检测装置，所述姿态检测装置包括：
随动连接件，与所述杖体(2)连接并与杖体(2)保持联动；
弹性支撑件，连接于随动连接件与运动机构之间，用于承载随动连接件并为随动连接件提供一活动空间；
姿态传感器(51)，安装在随动连接件或杖体(2)上，用于感知杖体(2)的姿态变化并反馈给主控板(4)。


2.根据权利要求1所述的电动拐杖，其特征在于：所述姿态传感器(51)为九轴惯性传感器、三轴加速度传感器、三轴陀螺仪、三轴电子罗盘中的一种或多种的组合。


3.根据权利要求1所述的电动拐杖，其特征在于：所述杖体(2)与所述随动连接件通过固定结构(6)实现固定连接。


4.根据权利要求1或2或3所述的电动拐杖，其特征在于：所述随动连接件为板体(52)，所述杖体(2)连接在所述板体(52)的几何中心处。


5.根据权利要求4所述的电动拐杖，其特征在于：所述板体(52)包括用于水平安装姿态传感器(51)的安装部(521)，所述姿态传感器(51)安装在所述安装部(521)上。


6.根据权利要求4所述的电动拐杖，其特征在于：所述弹性支撑件为弹簧(53)。


7.根据权利要求6所述的电动拐杖，其特征在于：所述弹簧(53)设置为多个且分布连接在所述随动连接件的外周边。


8.一种姿态检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚鹏，侯增涛，张奇奇，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44