一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统

摘要

一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，包括外骨骼踝关节控制系统，外骨骼膝关节控制系统和外骨骼髋关节系统，三个系统进行独立的控制，三个系统均包括信号采集与反馈部分，信号处理部分和液压动力部分；信号采集与反馈部分包括各关节信号采集与反馈传感器和信号转换器，信号转换器包括AD模数转换器和DA数模转换器；信号处理部分包括模拟比较器，在模拟比较器环节还加入PID控制环节；液压动力部分包括双极电液伺服阀和各关节液压驱动器。该系统分别在踝关节、膝关节、髋关节设置传感器，三关节分别采用单独的控制环节和动力环节，对三关节同时动作时，可有效避免控制混乱，对单关节具有反应迅速，感应准确的特点。

主权项

一种基于机械外骨骼动作状态的随动系统，包括外骨骼踝关节控制系统，外骨骼膝关节控制系统和外骨骼髋关节系统，其特征在于：所述外骨骼踝关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅰ，所述信号采集与反馈传感器Ⅰ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节踝关节液压驱动器（17），所述踝关节液压驱动器（17）驱使机械外骨骼踝关节动作；所述外骨骼膝关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅱ，所述信号采集与反馈传感器Ⅱ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节膝关节液压驱动器（18），所述膝关节液压驱动器（18）驱使机械外骨骼膝关节动作；所述外骨骼髋关节控制系统包括信号采集与反馈传感器Ⅲ，所述信号采集与反馈传感器Ⅲ与AD模数转换器（12）相连接，所述AD模数转换器（12）与模拟比较器（13）相连接，所述模拟比较器（13）与DA数模转换器（14）相连接，所述DA数模转换器（14）与信号放大器（15）相连接，所述信号放大器（15）与双极电液伺服阀（16）相连接，所述双极电液伺服阀（16）通过调节其阀门的开度和方向来调节髋关节前液压驱动器（19）和髋关节后液压驱动器（20），所述髋关节前液压驱动器（19）和髋关节后液压驱动器（20）共同驱使机械外骨骼髋关节动作。