一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，涉及外骨骼装置技术领域，以解决现有外骨骼足底传感系统体积大、集成度不高，可靠性差的问题。包括智能传感鞋、压力传感器、脚底跟结构板、传感信息采集板、采集板壳体以及连接踝关节结构件；压力传感器安装在智能传感鞋内，脚底跟结构板设置在智能传感鞋根部的一侧，采集板壳体安装在脚底跟结构板上，传感信息采集板安装在采集板壳体内，传感信息采集板与压力传感器通信连接，连接踝关节结构件设置在采集板壳体上，连接踝关节结构件与外骨骼系统连接。上述传感系统结构简单，集成化程度高，结构和电路可靠性和稳定性高，提高了整机系统的灵便性、可靠性，具有很高的实用性。高的实用性。高的实用性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统


[0001]本技术涉及外骨骼装置
，尤其涉及一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统。

技术介绍

[0002]柔性外骨骼进几年来得到快速发展，足底传感系统是外骨骼运动意图识别最为关键的部分之一。为提高外骨骼的运动跟随能力，增强人机相容性，改善外骨骼无法同时兼顾步态识别灵敏性和准确性的缺点，要求设计一种高集成的足底传感系统，将鞋体结构、绑缚结构、传感器、信息采集系统一体化设计，使得足底传感系统轻便、安装简单方便。一旦足底传感系统设计不合理，外骨骼就十分笨重，降低人机匹配性和穿戴舒适度，严重制约外骨骼的步态识别的效果。
[0003]随着外骨骼技术发展，特别是针对体积、质量、人机工程、步态识别、助力效率等方面的需求，迫切要求柔性外骨骼足底传感系统向集成化、轻量化、高可靠性和舒适性的方向发展。
[0004]近几年国内柔性外骨骼研究刚起步，相比国际外骨骼高技术水平，工程化与实用化程度低，离实用尚有较大差距。国内研制的柔性外骨骼足底传感系统体积大、重量重、结构复杂，集成度不高，可靠性差，穿戴舒适度和助力效率都急需提高。

技术实现思路

[0005]本技术提供的基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，通过集成化的设计，将压力传感器和信息采集板集成在一起,整合在鞋上，传感鞋结构紧凑，集成度高，抗偏载能力强，不易损坏，能方便实现足底力的检测；安装和拆卸方便简单，提高了整机系统的灵便性和可靠性。
[0006]为了实现上述目的，本技术提供如下技术方案：
[0007]提供一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，包括智能传感鞋、压力传感器、脚底跟结构板、传感信息采集板、采集板壳体以及连接踝关节结构件；
[0008]所述压力传感器安装在所述智能传感鞋内，所述脚底跟结构板设置在所述智能传感鞋根部的一侧，所述采集板壳体安装在所述脚底跟结构板上，所述传感信息采集板安装在所述采集板壳体内，所述传感信息采集板与所述压力传感器通信连接，所述连接踝关节结构件设置在所述采集板壳体上，所述连接踝关节结构件与外骨骼系统连接。
[0009]本技术提供的基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统的压力传感器安装在智能传感鞋内，用于检测脚踩踏时施加的力，传感信息采集板能够对压力传感器检测到的力进行接收，进而传递给外骨骼系统。创造性的将机械结构与传感电路集成在一起，有效的提升了外骨骼机器人足底信息传感系统的可靠性和工作稳定性，通过行插对接的通讯方式有效提高通讯线在行走过程中的工作寿命，连接踝关节支撑结构通过连接销子和鞋连接，安装方便简洁，并实现人体足踝冠状面的自由度。上述传感系统结构简单，集成化程
度高，降低成本，结构和电路可靠性和稳定性高，抗偏载能力强，不易损坏，能方便实现足底力的检测，安装和拆卸方便简单，提高了整机系统的灵便性、可靠性，具有很高的实用性。
[0010]较优的，在上述技术方案中，所述智能传感鞋包括底层橡胶层以及顶层橡胶层；
[0011]所述底层橡胶层上设置有传感器凹槽和信号线槽，所述压力传感器安装在所述传感器凹槽内，信号线安装在所述信号线槽内，所述顶层橡胶层与所述底层橡胶层间固定连接。
[0012]较优的，在上述技术方案中，所述压力传感器包括足掌压力传感器和足跟压力传感器；
[0013]所述传感器凹槽分为足掌传感器凹槽和足跟传感器凹槽，所述足掌压力传感器安装在所述足掌传感器凹槽内，所述足跟压力传感器安装在所述足跟传感器凹槽内，所述足掌压力传感器与所述足跟压力传感器间的连接线安装在所述信号线槽内。
[0014]较优的，在上述技术方案中，所述智能传感鞋还包括中间刚性垫片；
[0015]所述中间刚性垫片固定安装在所述底层橡胶层以及顶层橡胶层之间。
[0016]较优的，在上述技术方案中，所述智能传感鞋还包括人脚绑缚；
[0017]所述人脚绑缚安装在所述刚性垫片层上，并向上穿过所述顶层橡胶层。
[0018]较优的，在上述技术方案中，所述底层橡胶层的厚度大于所述顶层橡胶层的厚度。
[0019]较优的，在上述技术方案中，所述足掌压力传感器所在平面高于所述足跟压力传感器所在平面。
[0020]较优的，在上述技术方案中，所述脚底跟结构板朝向所述智能传感鞋的一侧设置有过线孔。
[0021]较优的，在上述技术方案中，所述采集板壳体上设置有用于连接线穿过的通孔，所述足掌压力传感器和所述足跟压力传感器的连接线穿过所述过线孔和所述通孔，与所述采集板壳体内的传感信息采集板电连接。
[0022]较优的，在上述技术方案中，所述采集板壳体上设置有多个螺纹孔，所述传感信息采集板通过多个所述螺纹孔安装在所述采集板壳体内。
附图说明
[0023]此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
[0024]图1至图3为本专利技术提供的基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统的示意性框图；
[0025]图4为传感器凹槽和信号线槽的示意图。
[0026]附图标记：
[0027]1‑
智能传感鞋、11
‑
底层橡胶层、12
‑
中间刚性垫片、13
‑
顶层橡胶层、14
‑
足掌传感器凹槽、15
‑
足跟传感器凹槽、16
‑
信号线槽、2
‑
足掌压力传感器、3
‑
足跟压力传感器、4
‑
脚底跟结构板、5
‑
采集板壳体、6
‑
连接踝关节结构件。
具体实施方式
[0028]为了使本技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
[0029]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0030]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定。
[0031]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，其特征在于，包括智能传感鞋、压力传感器、脚底跟结构板、传感信息采集板、采集板壳体以及连接踝关节结构件；所述压力传感器安装在所述智能传感鞋内，所述脚底跟结构板设置在所述智能传感鞋根部的一侧，所述采集板壳体安装在所述脚底跟结构板上，所述传感信息采集板安装在所述采集板壳体内，所述传感信息采集板与所述压力传感器通信连接，所述连接踝关节结构件设置在所述采集板壳体上，所述连接踝关节结构件与外骨骼系统连接。2.根据权利要求1所述的基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，其特征在于，所述智能传感鞋包括底层橡胶层以及顶层橡胶层；所述底层橡胶层上设置有传感器凹槽和信号线槽，所述压力传感器安装在所述传感器凹槽内，信号线安装在所述信号线槽内，所述顶层橡胶层与所述底层橡胶层间固定连接。3.根据权利要求2所述的基于模拟式压力传感器的外骨骼足底传感系统，其特征在于，所述压力传感器包括足掌压力传感器和足跟压力传感器；所述传感器凹槽分为足掌传感器凹槽和足跟传感器凹槽，所述足掌压力传感器安装在所述足掌传感器凹槽内，所述足跟压力传感器安装在所述足跟传感器凹槽内，所述足掌压力传感器与所述足跟压力传感器间的连接线安装在所述信号线槽内。4.根据权利要求2所述的基于模拟式压力传感器的外...

【专利技术属性】
技术研发人员：冉浩，任鑫，张勇，李林，肖陶康，杨义光，
申请(专利权)人：贵州航天控制技术有限公司，
类型：新型
国别省市：