【技术实现步骤摘要】
本申请涉及外骨骼，特别涉及一种关节角度调节装置，还涉及一种关节角度调节方法，还涉及一种助力外骨骼。
技术介绍
1、在实现本申请过程中，专利技术人发现现有技术中至少存在如下问题，目前，现有的助力外骨骼在穿戴使用过程中，活动关节具有前后转动的自由度以及内外摆动的自由度，旋转自由度较大，如此，容易导致肢体在旋转过程中接触到人体胸口，存在安全隐患。
2、在穿戴助力外骨骼作业时，操作人员需要控制活动关节内外摆动的幅度，尽量避免肢体在旋转过程中接触到人体胸口，这无疑增加了助力外骨骼的操作复杂性及使用难度。
技术实现思路
1、本申请旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本申请实施例提供一种关节角度调节装置，能实时控制第二旋转关节的内收角度，提高抬举重物过程中的柔顺性与稳定性，提高助力外骨骼的安全性。
2、本申请实施例还提供一种关节角度调节方法，用于控制上述关节角度调节装置。
3、本申请实施例还提供一种应用上述关节角度调节装置的助力外骨骼。
4、根据本申请第一方面的实施例，提供一种关节角度调节装置，包括肢体主体，所述肢体主体包括肢体主体连接部；第一旋转关节，所述第一旋转关节包括与所述肢体主体连接部转动连接的第一关节连接块以及安装在肢体主体连接部的第一关节电机，所述第一关节电机的驱动轴连接所述第一关节连接块，以驱动所述第一关节连接块前后转动，所述第一关节电机具有用于获取所述第一关节电机实时角度的第一编码器；第一肢体结构，所述第一肢
5、根据本申请第一方面的实施例，提供一种关节角度调节装置，所述角度调节块直接或间接安装有位移传感器，以识别所述角度调节块的实时位置，所述位移传感器与所述反馈系统通信连接。
6、根据本申请第一方面的实施例，提供一种关节角度调节装置，述限位支撑面为圆弧面。
7、根据本申请第一方面的实施例，提供一种关节角度调节装置，所述关节角度调节机构还包括移动构件，所述移动构件通过第三滑移组件安装在所述第二肢体结构，以使所述移动构件可沿所述第二肢体结构的长度方向滑动，所述驱动单元的驱动端连接所述移动构件的一端，所述角度调节块设置在所述移动构件的另一端。
8、根据本申请第一方面的实施例，所述驱动单元为电动推杆，所述电动推杆固定在所述第二肢体结构上，所述电动推杆的驱动推杆与所述移动构件固定。
9、根据本申请第一方面的实施例，所述关节角度调节装置还包括所述末端执行机构，所述末端执行机构安装在所述第二肢体结构的下端，所述三维力传感器安装在所述末端执行机构。
10、根据本申请第二方面的实施例，提供一种关节角度调节方法，使用本申请第一方面实施例所述的关节角度调节装置，包括以下步骤：
11、采集第一编码器的信号，获取第一关节电机的实时角度；采集第二编码器的信号，获取第二关节电机的实时角度；采集三维力传感器的信号，获取三维力传感器的实时数据；通过第一关节电机的实时角度、第二关节电机的实时角度以及三维力传感器的实时数据确定第二关节内收需求角度；
12、根据所述第二关节内收需求角度，确定所述角度调节块的目标位置，通过所述位移传感器获取所述角度调节块的实时位置，比较所述实时位置与所述目标位置，根据所述实时位置与所述目标位置的比较结果，所述驱动单元驱动所述角度调节块移动移动至所述目标位置，从而限定出所述第二关节内收需求角度。
13、根据本申请第二方面的实施例，基于第一公式确定第二关节内收需求角度，第一公式：
14、
15、其中，是第二关节内收需求角度，μ是重量系数，f是三维力传感器的实时数据，α是第一关节电机的实时角度，β是第二关节电机的实时角度。
16、根据本申请第二方面的实施例，基于第二公式确定角度调节块的目标位置，第二公式：
17、
18、其中，l是角度调节块的目标位置数据，a是第二旋转关节的外轮毂长度，d是角度调节块的直径，是第二关节内收需求角度。
19、根据本申请第三方面的实施例，提供一种助力外骨骼，包括本申请第一方面实施例所述的关节角度调节装置。
20、基于上述技术方案，本申请实施例至少具有以下有益效果：上述技术方案，首先，通过获取第一关节电机的实时角度、第二关节电机的实时角度以及三维力传感器的实时数据，确定出第二关节内收需求角度；然后对角度调节块进行移动，改变限位支撑面与第三限位块的位置关系，从而改变对第二肢体结构的内收的角度限位，限定出第二关节内收需求角度。本申请能实时控制第二旋转关节对第二肢体结构的内收角度限位，提高抬举重物过程中的柔顺性与稳定性，提高助力外骨骼的安全性，特别适用于电网行业抬杆等需要高强度作业的场景，有效缓解工人劳动强度，提高工作效率。
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1.一种关节角度调节装置，其特征在于：包括肢体主体，所述肢体主体包括
2.根据权利要求1所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述角度调节块直接或间接安装有位移传感器，以识别所述角度调节块的实时位置，所述位移传感器与所述反馈系统通信连接。
3.根据权利要求2所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述限位支撑面为圆弧面。
4.根据权利要求3所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述关节角度调节机构还包括移动构件，所述移动构件通过第三滑移组件安装在所述第二肢体结构，以使所述移动构件可沿所述第二肢体结构的长度方向滑动，所述驱动单元的驱动端连接所述移动构件的一端，所述角度调节块设置在所述移动构件的另一端。
5.根据权利要求4所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述驱动单元为电动推杆，所述电动推杆固定在所述第二肢体结构上，所述电动推杆的驱动推杆与所述移动构件固定。
6.根据权利要求3至5任意一项所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述关节角度调节装置还包括所述末端执行机构，所述末端执行机构安装在所述第二肢体结构的下端，所述三维力传感器安
7.一种关节角度调节方法，其特征在于，使用权利要求3至6任意一项所述的关节角度调节装置，包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的关节角度调节方法，其特征在于，基于第一公式确定第二关节内收需求角度，第一公式：
9.根据权利要求8所述的关节角度调节方法，其特征在于，基于第二公式确定角度调节块的目标位置，第二公式：
10.一种助力外骨骼，其特征在于：包括权利要求1至6任意一项所述的关节角度调节装置。
...【技术特征摘要】
1.一种关节角度调节装置，其特征在于：包括肢体主体，所述肢体主体包括
2.根据权利要求1所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述角度调节块直接或间接安装有位移传感器，以识别所述角度调节块的实时位置，所述位移传感器与所述反馈系统通信连接。
3.根据权利要求2所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述限位支撑面为圆弧面。
4.根据权利要求3所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述关节角度调节机构还包括移动构件，所述移动构件通过第三滑移组件安装在所述第二肢体结构，以使所述移动构件可沿所述第二肢体结构的长度方向滑动，所述驱动单元的驱动端连接所述移动构件的一端，所述角度调节块设置在所述移动构件的另一端。
5.根据权利要求4所述的关节角度调节装置，其特征在于：所述驱动单元为电动推杆，所述电...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛楠，李钢，张亚晨，刘学文，
申请(专利权)人：国网冀北电力有限公司，
类型：发明
国别省市：
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