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[发明专利]用于检测人体下肢膝关节运动信息的穿戴型外骨骼机构-CN201110454122.4有效
发明人：李剑锋;邓楚慧;肖博;张自强 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2011-12-30 - 公布日： 2012-07-04 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于检测人体下肢膝关节运动信息的穿戴型外骨骼机构，主要由大腿构件、小腿构件、膝转动关节、大腿穿戴具、小腿穿戴具、滑块和膝下转动关节组成，外骨骼机构通过大腿穿戴具和小腿穿戴具与人体下肢紧致联接在人体直立行走过程中，下肢带动外骨骼机构作随动运动，并通过安置于膝转动关节和膝下转动关节处的第一光电编码器和第二光电编码器检测人体下肢膝关节的运动信息。人体下肢紧致穿戴外骨骼机构后，外骨骼机构与下肢构成运动恰定的封闭运动链，外骨骼机构与人体下肢之间不存在运动干涉。还由于在膝转动关节和膝下转动关节的检测信息中包含人体下肢膝关节轴线滑移对膝关节转动运动的影响，可获得更为准确的人体膝关节运动信息。
用于检测人体下肢膝关节运动信息穿戴骨骼机构

[实用新型]用于检测人体下肢膝关节运动信息的穿戴型外骨骼机构-CN201120566802.0有效
发明人：李剑锋;邓楚慧;肖博;张自强 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2011-12-30 - 公布日： 2012-11-07 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本实用新型涉及一种用于检测人体下肢膝关节运动信息的穿戴型外骨骼机构，主要由大腿构件、小腿构件、膝转动关节、大腿穿戴具、小腿穿戴具、滑块和膝下转动关节组成，外骨骼机构通过大腿穿戴具和小腿穿戴具与人体下肢紧致联接在人体直立行走过程中，下肢带动外骨骼机构作随动运动，并通过安置于膝转动关节和膝下转动关节处的第一光电编码器和第二光电编码器检测人体下肢膝关节的运动信息。人体下肢穿戴外骨骼机构后，外骨骼机构与下肢构成运动恰定的封闭运动链，外骨骼机构与人体下肢之间不存在运动干涉。还由于在膝转动关节和膝下转动关节的检测信息中包含人体下肢膝关节轴线滑移对膝关节转动运动的影响，可获得更准确的人体膝关节运动信息。
用于检测人体下肢膝关节运动信息穿戴骨骼机构

[发明专利]用于检测人体下肢髋关节运动信息的穿戴型外骨骼机构-CN201210094719.7无效
发明人：李剑锋;邓楚慧;肖博;张自强 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2012-04-01 - 公布日： 2012-08-01 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本发明涉及一种用于检测人体下肢髋关节运动信息的穿戴型外骨骼机构，主要由髋弯板、大腿板、髋收展转动关节、髋屈伸转动关节、大腿穿戴具和髋旋转转动关节组成。在人体直立行走过程中，下肢带动外骨骼机构作随动运动，并通过安置于髋收展转动关节、髋屈伸转动关节和髋旋转转动关节处的髋收展光电编码器、髋屈伸光电编码器和髋旋转光电编码器检测人体下肢髋关节的运动信息。人体下肢紧致穿戴外骨骼机构后，外骨骼机构与下肢构成运动恰定的封闭运动链，可直接获得更为准确的人体髋关节运动信息。
用于检测人体下肢髋关节运动信息穿戴骨骼机构

[实用新型]一种具有回力结构的人体下肢外骨骼-CN201620475519.X有效
发明人： -专利权人：
申请日： 2016-05-23 - 公布日： 2017-01-11 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：一种具有回力结构的人体下肢外骨骼，属于涉及人体仿生外骨骼技术领域。包括人体下肢仿形结构，人体下肢仿形结构包括下肢仿形结构和髋部仿形结构；下肢仿形结构包括大腿仿形结构、小腿仿形结构和足部仿形结构；大腿仿形结构与小腿仿形结构通过膝关节转轴相连，小腿仿形结构与足部仿形结构通过踝关节转轴相连；髋部仿形结构与下肢仿形结构通过髋关节转轴相连；左、右髋关节转轴中分别设置有一个髋关节外摆回力弹簧；踝关节转轴中设置有脚踝回力弹簧。本实用新型在腰部、髋关节、大腿、小腿以及脚踝部位分别增加回力结构，使其能够减轻穿戴者的负荷和增加穿戴者的舒适感，可广泛用于各种“助力”、“助残”、“健康矫正”领域。
一种具有结构人体下肢骨骼

[发明专利]一种穿戴式下肢柔性助力外衣-CN201710578143.4有效
发明人：张雷雨;李剑锋;吴强;杨东升;张子康;李国通 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2017-07-16 - 公布日： 2018-10-09 - 主分类号： A41D13/00 文献下载
摘要：本发明涉及一种穿戴式下肢柔性助力外衣，该柔性助力外衣包括外衣本体、鲍登线单元、2个直线牵引单元、步态检测单元，人体通过穿戴下肢柔性助力外衣，实现对正常行走运动的助力。外衣本体贴合在下肢皮肤或衣服表面，鲍登线单元沿外衣本体分布，根据步态检测单元的信号，直线牵引单元驱动鲍登线，在合适的时刻对人体踝关节和髋关节进行牵引助力。2个直线牵引单元重叠在一起放置在背包中，每个直线牵引单元牵引两套鲍登线单元，分别对人体下肢的髋关节和踝关节进行牵引，辅助髋关节的前屈运动和踝关节的趾屈运动，以减小大腿做抬腿动作和脚部跟腱所需要的作用力，进而缓解人体下肢相应肌肉的能量消耗，实现对下肢行走运动的助力。
牵引单元鲍登线下肢外衣本体外衣踝关节髋关节穿戴牵引步态检测人体下肢行走运动能量消耗人体通过下肢皮肤衣服表面跟腱减小脚部两套抬腿贴合大腿背包肌肉驱动缓解

[发明专利]基于惯性传感器的运动模式无关下肢动力学实时解算方法-CN202010237501.7有效
发明人：丁振;马建涛;王志鹏;张浩;尹逊峰;姜峰;杨炽夫 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-03-30 - 公布日： 2023-05-05 - 主分类号： A61B5/103 文献下载
摘要：本发明涉及基于惯性传感器的运动模式无关下肢动力学实时解算方法，属于外骨骼动力学建模技术领域。所述实时结算方法包括以下步骤：步骤一、基本假设：将人体简化为7杆9自由度模型，定义人体的相关几何参数，确定人体模型参数；步骤二、建立人体行走运动学模型；步骤三、求解人体脚底作用力；步骤四、从足部出发求解人体关节内力；步骤五、从上肢出发求解关节力矩。本发明提出了基于惯性传感器的运动模式无关下肢动力学实时解算方法，主要解决了解算人体下肢关节力矩所需的设备限制问题，利用低成本的方法实时、准确、便捷地解算人体下肢关节力矩，并提供了一种基于IMU的人体行走时的下肢逆动力学建模方法
基于惯性传感器运动模式无关下肢动力学实时方法

[发明专利]人体下肢运动的脑-肌电融合小世界神经网络预测方法-CN202010681624.X有效
发明人：张小栋;尹贵;刘广跃;李亮亮;孙沁漪;董润霖;李瀚哲 -专利权人：西安交通大学
申请日： 2020-07-15 - 公布日： 2021-09-07 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本发明公开了一种人体下肢运动的脑‑肌电融合小世界神经网络预测方法，实时检测表面肌电信号和脑电信号，提取脑电信号特征向量和表面肌电信号特征向量，融合得到新的脑‑肌特征向量O；同步记录人体下肢行走运动三维坐标，通过人体下肢运动学建模方法计算下肢关节的运动角度；将融合后的脑‑肌电特征向量和下肢关节运动角度输入小世界神经网络中，利用小世界神经网络精确解码运动，预测相应的下肢关节运动角度。本发明利用能够反映大脑神经网络复杂的结构特征和人脑神经思维的小世界特性的小世界神经网络，根据脑‑肌电融合的特征信息，实时解码受试者下肢关节的运动角度，实现人体下肢运动的连续精准预测和精细感知。
人体下肢运动融合世界神经网络预测方法

[发明专利]一种可穿戴式生物融合下肢康复机器人-CN201910824721.7有效
发明人：李艳文;王森;梁文龙;李双;栾英宝;仲崇迪;于龙龙;李赫;赵美欣;宋加涛;左朝阳 -专利权人：燕山大学
申请日： 2019-09-02 - 公布日： 2020-10-09 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种可穿戴式生物融合下肢康复机器人，其包括髋关节连接装置、膝关节连接装置、踝关节连接装置和减重装置，髋关节连接装置、膝关节连接装置和踝关节连接装置依次连接穿戴于人体下肢，减重装置的配置用于将人体上半身和康复机器人悬吊以减轻施加于人体的康复装置的重量；本发明的一种可穿戴式生物融合的下肢康复机器人提高了下肢康复效果，本发明膝关节处的康复装置采用生物融合的理念把膝关节作为机构的一部分进行分析，更贴合人体膝关节的运动规律，仿生性好。并且膝关节处的康复装置属于完全解耦的并联机构，与耦合并联机构相比控制简单方便。
一种穿戴生物融合下肢康复机器人

[发明专利]仰卧起坐智能测试系统-CN200610036555.7无效
发明人：孙学川 -专利权人：孙学川
申请日： 2006-07-18 - 公布日： 2008-05-07 - 主分类号： A63B71/00 文献下载
摘要：一种专门用于测试人体仰卧起坐运动项目的仰卧起坐智能测试系统。通过视频摄像，获取人体仰卧起坐运动视频图象，传输到计算机进行处理：选取同侧身体肩关节、髋关节、膝关节、踝关节四个相应体表部位作为参照点。以髋关节与肩关节参照点连接直线为基础，构建一个同步反映人体上身运动的长方形运动环节，称为上身环节，该长方形的宽度为允许上身弯曲的变化范围或有效区间。以髋关节与膝关节和踝关节参照点连接直线为基础，构建一个同步反映人体下肢运动的长方形运动环节，称为下肢环节，该长方形的宽度为允许下肢和膝关节弯曲的变化范围或有效区间。以髋关节参照点为身体环节运动的枢纽，将上身环节与下肢环节连接起来，构成一个完整的人体仰卧起坐运动环节模式。仰卧起坐动作完成过程中，根据有效区间和上身环节与下肢环节所成的夹角判断动作是否规范进而计数。
仰卧起坐智能测试系统

[发明专利]一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置-CN201810514239.9有效
发明人：王道明;尹艺霖;杨析辞;訾斌;李伟业;穆阿龙 -专利权人：合肥工业大学
申请日： 2018-05-25 - 公布日： 2020-05-19 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明公开了一种磁流变力反馈式下肢主被动康复训练装置及控制方法，包括左下肢装置和右下肢装置，所述左下肢装置和右下肢装置为镜像对称结构，所述左下肢装置包括大腿机构、膝关节机构和小腿支撑机构，所述膝关节机构包括旋转型磁流变阻尼器和膝关节驱动机构下肢被动康复训练时，第一螺旋推杆装置、膝关节驱动机构和第二螺旋推杆装置得电并分别带动人体大腿髋关节、膝关节和踝关节做被动运动；下肢主动康复训练时，第一直线型磁流变阻尼器、旋转型磁流变阻尼器和第二直线型磁流变阻尼器得电并给人体大腿髋关节、膝关节和踝关节做主动运动增加阻力。
一种流变反馈下肢被动康复训练装置

[发明专利]一种仿人体膝关节运动曲线的穿戴式下肢助行外骨骼-CN201910851656.7在审
发明人：张建华;崔国锬;刘璇;李克祥;赵新刚;朱玲超 -专利权人：河北工业大学
申请日： 2019-09-10 - 公布日： 2019-11-19 - 主分类号： A61H3/00 文献下载
摘要：本发明公开一种仿人体膝关节运动曲线的穿戴式下肢助行外骨骼，包括背部支撑部分、髋关节部分、大腿部分、小腿部分、踝关节部分；背部支撑部分的两侧分别与髋关节部分的力传递支撑件相连，髋关节部分通过下肢支撑件与大腿部分的上端相连，大腿部分的另一端与小腿部分相连形成膝关节，小腿部分的下端通过小腿伸缩部件与踝关节部分相连。本发明仿人体膝关节运动曲线的刚性助力外骨骼，能够保证人体膝关节运动时与外骨骼膝关节运动一致，这样就可以避免单一铰链造成的膝关节对齐问题。该下肢助行外骨骼在人体穿戴一侧平滑无突起，受力面积大，使其穿戴更舒适。同时，该下肢助行外骨骼结构简单，方便穿戴和携带，不需要复杂的操作。
外骨骼小腿人体膝关节髋关节助行穿戴大腿下肢膝关节背部支撑运动曲线踝关节外骨骼膝关节人体穿戴伸缩部件下肢支撑对齐力传递支撑件上端突起平滑铰链受力下端携带保证

[发明专利]一种阻力扭转获得短跑时下肢关节力矩评价的智能方法-CN202310541511.3在审
发明人：蒋筱懿;顾耀东;孙冬;李蜀东;童超益 -专利权人：宁波大学
申请日： 2023-05-15 - 公布日： 2023-09-08 - 主分类号： A61B5/11 文献下载
摘要：本发明提供了一种阻力扭转获得短跑时下肢关节力矩评价的智能方法，包括如下步骤：S1、采集运动员的个人信息并输入至上位机的资料记录模块；S2、采集该运动员在运动场运动时受到阻力扭转时的下肢关节力矩数据，并将下肢关节力矩数据传递至上位机；S3、上位机根据采集的下肢关节力矩数据处理得到下肢关节力学状态；S4、比较该运动员瞬时下肢关节力学状态与已知人体正常状态的差异，若差异超过阈值，则上位机显示对应错误运动信息并发出对应警告信息。本发明通过采集运动员下肢关节力矩数据，并处理得到下肢关节力学状态信息，最后与已知人体正常状态进行比较，来评估运动员的运动信息，能够更加有效的分析运动员的运动信息。
一种阻力扭转获得短跑时下关节力矩评价智能方法

[发明专利]一种刚软一体式下肢外骨骼-CN201910846107.0在审
发明人：费燕琼;王江北;杜其通;宋立博 -专利权人：上海交通大学
申请日： 2019-09-09 - 公布日： 2020-01-03 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明提供一种刚软一体式下肢外骨骼，包括髋关节气动软体驱动器，膝关节气动软体驱动器，踝关节气动软体驱动器，腰部刚性连杆，大腿刚性连杆，小腿刚性连杆，脚刚性连杆，腰部穿戴机构，大腿穿戴机构，小腿穿戴机构和脚穿戴机构，其中：各关节气动软体驱动器采用具有双层气囊的椭圆柱形或椭圆环形结构，向不同气囊充气实现双向弯曲变形；刚性连杆将各关节气动软体驱动器连接起来，在刚性连杆上安装穿戴机构，用于将外骨骼穿戴在人体上；关节气动软体驱动器的弯曲变形和弯曲力矩，通过刚性连杆和穿戴机构传递给人体下肢，从而驱动人体下肢关节的转动，达到辅助人体下肢运动的目的。
刚性连杆穿戴驱动器软体关节大腿小腿腰部人体下肢关节椭圆环形结构驱动器连接下肢外骨骼膝关节辅助人体人体下肢双层气囊双向弯曲椭圆柱形弯曲变形弯曲力矩下肢运动外骨骼踝关节髋关节气囊充气转动变形驱动传递

[发明专利]一种无需标准矫正姿势的基于惯性传感器的人体动作采集方法-CN202010117861.3有效
发明人：衣淳植;姜峰;杨炽夫;王学嘉;张龙海;张浩;李芳卓 -专利权人：哈尔滨工业大学
申请日： 2020-02-25 - 公布日： 2022-10-25 - 主分类号： G01C21/20 文献下载
摘要：本发明公开了一种无需标准矫正姿势的基于惯性传感器的人体动作采集方法。步骤1：安置IMU，并建立关节生理运动学约束；步骤2：利用步骤1的IMU，当IMU的采样点数超过100个时，根据约束方程，运行优化程序，利用高斯‑牛顿法估算关节轴线及关节位置向量；步骤3：利用求解出的关节轴线和关节位置向量，通过加速度信息和角速度积分，分别求得两组关节角度；步骤4：通过互补滤波对步骤3中两个关节角度求加权平均，求解出的关节角度。本发明目的在于对人体下肢IMU信号进行解码，并根据人体下肢运动学模型实时解算下肢髋关节、膝关节以及踝关节角度。
一种无需标准矫正姿势基于惯性传感器人体动作采集方法

[发明专利]一种含柔性关节的下肢康复外骨骼机构-CN202110451563.2有效
发明人：董明杰;袁建平;李剑锋 -专利权人：北京工业大学
申请日： 2021-04-26 - 公布日： 2023-01-13 - 主分类号： A61H1/02 文献下载
摘要：本发明涉及一种含柔性关节的下肢康复外骨骼机构，该下肢康复外骨骼机构包括：髋关节支撑组件、左腿外骨骼系统和右腿外骨骼系统；所述左腿外骨骼系统和右腿外骨骼系统中的任一包括：引入柔性关节的髋关节驱动装置、髋关节被动转动组件、大腿伸缩组件、引入柔性关节的膝关节驱动装置以及小腿伸缩组件；柔性关节的引入使该下肢康复外骨骼机构具有柔弹性，髋关节被动转动组件、大腿伸缩组件以及小腿伸缩组件能根据不同患者的身形尺寸进行调节；同时，在引入柔性关节的髋关节驱动装置和膝关节驱动装置的相互配合下，能辅助人体下肢实现相应的运动。通过上述方式，本发明能够支撑人体的下肢并为腿部摆动伸屈提供动力，且整体结构具有柔顺性和通用性。
一种柔性关节下肢康复骨骼机构

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