一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统的制作方法

技术特征：

1.一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，包括基础结构(9)，所述基础结构(9)上设置有传感装置(12)、控制装置、驱动装置(15)以及防水装置(16)，所述传感装置(12)与控制装置电连接，所述控制装置与驱动装置(15)电连接并控制驱动装置(15)运动；

所述基础结构(9)包括设置在小腿上的小腿紧固件(10)和套设在脚掌上的脚蹼(13)；所述传感装置(12)用于检测人体的运动信息以及脚蹼(13)与水的作用力，所述控制装置用于接收并处理传感装置(12)获取的信息，所述驱动装置(15)用于带动踝关节进行转动运动，从而带动脚蹼(13)划动；所述防水装置(16)用于对机器人系统的防水保护。

2.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述传感装置(12)包括防水惯性传感器(5)，所述防水惯性传感器(5)在小腿紧固件(10)和脚蹼(13)上均设置有一组，位于所述小腿紧固件(10)上的防水惯性传感器(5)用于检测小腿的运动状态，位于所述脚蹼(13)上的防水惯性传感器(5)用于检测脚部的运动状态。

3.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述传感装置(12)还包括防水力传感器(14)，所述防水力传感器(14)设置在脚蹼(13)上，且所述防水力传感器(14)用于检测脚蹼(13)与水之间的作用力。

4.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述控制装置包括微处理器(4)，所述微处理器(4)用于接收并处理传感装置(12)获取的信息，且所述微处理器(4)还用于控制驱动装置(15)运动。

5.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统。其特征在于，所述驱动装置(15)包括双向滑轮(7)、前传动线(11)、后传动线(6)以及用于驱动双向滑轮(7)转动的驱动件，所述双向滑轮(7)转动架设在小腿紧固件(10)上，所述前传动线(11)远离双向滑轮(7)的一端与脚蹼(13)的脚背位置固定连接，所述后传动线(6)远离双向滑轮(7)的一端与脚蹼(13)的脚后跟位置固定连接。

6.如权利要求5所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述驱动件包括防水电机(8)，所述防水电机(8)的输出轴与双向滑轮(7)同轴固定连接，且所述防水电机(8)与控制装置电连接。

7.如权利要求5所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述小腿紧固件(10)上还安装有两个传动线套(1)，两个所述传动线套(1)均呈弧形设置，且两个所述传动线套(1)的其一端口均朝向双向滑轮(7)另一端口均朝向脚蹼(13)，其一所述传动线套(1)与前传动线(11)呈对应设置，所述前传动线(11)穿设与之对应的传动线套(1)并与其滑移配合，另一所述传动线套(1)与后传动线(6)呈对应设置，所述后传动线(6)穿设与之对应的传动线套(1)并与其滑移配合。

8.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述小腿紧固件(10)上设置有魔术贴(17)，所述魔术贴(17)绕设使用者的小腿并将小腿紧固件(10)固定安装在使用者的小腿上。

9.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述小腿紧固件(10)上设置有动力源，所述防水装置(16)包括防水壳(2)，所述防水壳(2)固定安装在小腿紧固件(10)上并罩设控制装置和动力源，所述防水装置(16)还包括防水接头和防水连接线，所述防水接头和防水连接线用于将动力源、控制装置二者与防水壳(2)外部的电路相连接。

10.如权利要求1所述的一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统，其特征在于，所述动力源包括电池(3)。

技术总结
本发明提供了一种辅助潜水用踝关节外骨骼机器人系统,包括基础结构，基础结构上设置有传感装置、控制装置、驱动装置以及防水装置，传感装置与控制装置电连接，所述控制装置与驱动装置电连接并控制驱动装置运动；基础结构包括设置在小腿上的小腿紧固件和套设在脚掌上的脚蹼；传感装置用于检测人体的运动信息以及脚蹼与水的作用力，控制装置用于接收并处理传感装置获取的信息，驱动装置用于带动踝关节进行转动运动；防水装置用于对机器人系统的防水保护。通过传感装置检测人体的运动信息和脚蹼与水的作用力，由控制装置对信息做分析和处理，从而控制驱动装置运动，为踝关节转动助力，有助于减少水下使用者的能量消耗。

技术研发人员：夏海生;李智军
受保护的技术使用者：中国科学技术大学
技术研发日：2021.04.08
技术公布日：2021.07.13