本發(fā)明涉及運動助力裝置，尤其是一種人體下肢運動助力裝置。

背景技術(shù)：

可穿戴式外骨骼裝置中需要準(zhǔn)確實時測量穿戴者下肢運動意圖，以感知穿戴者當(dāng)前運動狀況，從而實施相關(guān)驅(qū)動控制，以實現(xiàn)良好的人機協(xié)調(diào)及為穿戴者提供運動助力功能。

現(xiàn)有技術(shù)中，有許多采用足底壓力傳感器、多個傾角傳感器或腰部背部壓力傳感共同判斷穿戴者下肢運動意圖，如專利CN200680006514.1、CN201310711420.6、CN201410491075.4等，這些技術(shù)方案過于復(fù)雜，尤其是在穿戴者運動時帶來人機相互受力的異常復(fù)雜受力及傾角變化情況，控制系統(tǒng)難以有效實施控制。

另一些技術(shù)提到采用角度傳感器輔助實施控制，如哈爾濱工業(yè)大學(xué)2011年碩士論文《外骨骼下肢助力機器人技術(shù)研究》中提到通過采用航姿傳感器測量穿戴者大小腿之間傾角差來計算穿戴者膝關(guān)節(jié)角度，該方法沒有提及測量角速度，也沒有提及測量人體下肢角度與外骨骼腿部相對偏差，其結(jié)論是穿戴者感覺不適，距離運動助力尚有距離；專利201410491096.6中提到采用角度傳感器，安裝在足部用來計算小腿桿受力情況，其控制系統(tǒng)獲取穿戴者運動意圖仍然是基于足部、腰部及背部壓力傳感，控制系統(tǒng)復(fù)雜、難以達到較好效果；專利CN201180061461.4和US007153242B2中提到每個關(guān)節(jié)配備有角度傳感器，用來測量各個關(guān)節(jié)的角度，其系統(tǒng)獲取穿戴者下肢運動意圖則是基于穿戴者操作拐杖的動作，該方法不適合本發(fā)明所涉及的穿戴者不需要使用拐杖情形。

還有一些技術(shù)采用角速度傳感器探測外骨骼裝置腿部運動并實施控制，專利CN201380058337.1提到在外骨骼的腿部安裝傳感器測量其夾角、夾角變化速度以及相對于重力線的絕對角度。該技術(shù)探測的是外骨骼裝置的腿部伸展及彎曲變化及變化趨勢，并不能探測穿戴者人體運動變化狀況，從而也無從得知穿戴者運動意圖，該裝置難以達到較好的穿戴體驗。專利CN201310384919.0提到在外骨骼大腿和小腿處設(shè)置角速度陀螺儀，用來測量膝關(guān)節(jié)彎曲角速度，該方法探測的也是外骨骼裝置的膝關(guān)節(jié)彎曲角速度，無法獲知穿戴者運動意圖。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可以及時準(zhǔn)確地檢測穿戴者腿部相對于助力裝置的運動趨勢，能夠消除穿戴者運動時助力裝置與穿戴者之間的相互作用力影響的運動助力裝置。

一種人體下肢運動助力裝置，包括腿部連桿，所述腿部連桿包括大腿桿和小腿桿，所述大腿桿的底端與小腿桿的頂端通過膝關(guān)節(jié)軸連接；還包括用于將所述腿部連桿固定于穿戴者腿部上的固定裝置，所述固定裝置通過轉(zhuǎn)軸與所述腿部連桿連接；在所述轉(zhuǎn)軸或所述固定裝置上安裝有能夠測量所述固定裝置旋轉(zhuǎn)角速度的固定裝置角速度傳感器；所述固定裝置角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)；動力系統(tǒng)能夠在所述控制系統(tǒng)的控制下驅(qū)動所述腿部連桿的伸展或彎曲。

本發(fā)明的有益效果是：由于固定裝置與穿戴者的腿部是固定連接的，所以固定裝置角速度傳感器測得的固定裝置的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的腿部旋轉(zhuǎn)角速度；穿戴者下肢通過固定裝置與腿部連桿耦合，由于固定裝置是通過轉(zhuǎn)軸與腿部連桿連接，因此固定裝置相對于腿部連桿可以自由轉(zhuǎn)動，從而可以傳遞腿部連桿的轉(zhuǎn)動趨勢，也就能傳遞穿戴者的運動意圖；轉(zhuǎn)軸還可以承受徑向方向的拉力和壓力，可以有效傳遞固定裝置的助力或其他力量； 固定裝置角速度傳感器能夠準(zhǔn)確的測量固定裝置的旋轉(zhuǎn)角速度，也就是穿戴者腿部的旋轉(zhuǎn)角速度，進而捕獲穿戴者運動意圖；采用角速度傳感器感知運動意圖較靈敏，可以加快動力系統(tǒng)響應(yīng)速度，避免了剛性的動力系統(tǒng)阻礙穿戴者運動意圖，提高其與穿戴者運動協(xié)調(diào)性，有效地解決了運動時各種力對穿戴者傳達運動意圖的干擾。

進一步的，固定裝置包括大腿綁帶和/或小腿綁帶；所述大腿綁帶通過大腿綁帶軸與所述大腿桿連接，所述小腿綁帶通過小腿綁帶軸與所述小腿桿連接；所述大腿綁帶或所述大腿綁帶軸上設(shè)置有能夠測量所述大腿綁帶旋轉(zhuǎn)角速度的大腿綁帶角速度傳感器和/或所述小腿綁帶或所述小腿綁帶軸上設(shè)置有能夠測量所述小腿綁帶旋轉(zhuǎn)角速度的小腿綁帶角速度傳感器；所述大腿綁帶角速度傳感器和/或所述小腿綁帶角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：由于大腿綁帶和小腿綁帶與穿戴者的腿部是固定連接的，所以大腿綁帶角速度傳感器測得的大腿綁帶的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的大腿部旋轉(zhuǎn)角速度；小腿綁帶角速度傳感器測得的小腿綁帶的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的小腿部旋轉(zhuǎn)角速度。穿戴者下肢通過大腿綁帶和小腿綁帶與大腿桿和小腿桿耦合，由于大腿綁帶和小腿綁帶是通過大腿綁帶軸和小腿綁帶軸與大腿桿和小腿桿連接，因此大腿綁帶和小腿綁帶相對于大腿桿和小腿桿可以自由轉(zhuǎn)動，從而可以傳遞腿部連桿的轉(zhuǎn)動趨勢，也就能傳遞穿戴者的運動意圖；大腿綁帶軸和小腿綁帶軸還可以承受徑向方向的拉力和壓力，可以有效傳遞大腿桿和小腿桿的助力或其他力量；大腿綁帶角速度傳感器和/或所述小腿綁帶角速度傳感器能夠準(zhǔn)確的測量大腿綁帶和/或小腿綁帶的旋轉(zhuǎn)角速度，也就是穿戴者大腿和/或大腿的旋轉(zhuǎn)角速度，進而捕獲穿戴者運動意圖；采用角速度傳感器感知運動意圖較靈敏，可以加快動力系統(tǒng)響應(yīng)速度，避免了剛性的動力系統(tǒng)阻礙穿戴者運動意圖，提高其與穿戴者運動協(xié)調(diào)性，有效地解決了運動時各種力對穿戴者傳達運動意圖的干 擾。

進一步的，在所述大腿綁帶或所述大腿綁帶軸上設(shè)置有能夠測量所述大腿綁帶旋轉(zhuǎn)角度的大腿綁帶角度傳感器和/或在所述小腿綁帶或所述小腿綁帶軸上設(shè)置有能夠測量所述小腿綁帶旋轉(zhuǎn)角度的小腿綁帶角度傳感器；所述大腿綁帶角度傳感器和/或所述小腿綁帶角度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：設(shè)置大腿綁帶角度傳感器和/或小腿綁帶角度傳感器，對穿戴者的大腿和/或小腿相對于大腿桿和/或小腿桿的旋轉(zhuǎn)角度得到有效的測試，并反饋給控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)更加準(zhǔn)確的控制動力系統(tǒng)驅(qū)動腿部連桿的伸展或彎曲。進一步的避免了剛性的動力系統(tǒng)阻礙穿戴者運動意圖，提高其與穿戴者運動協(xié)調(diào)性，有效地解決了運動時各種力對穿戴者傳達運動意圖的干擾。

進一步的，所述大腿桿或所述小腿桿或所述膝關(guān)節(jié)軸上設(shè)置有能夠測量大腿桿與小腿桿夾角的膝關(guān)節(jié)軸角度傳感器；所述膝關(guān)節(jié)軸角度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：所述膝關(guān)節(jié)軸角度傳感器可以測量大、小腿桿之間的夾角并傳輸給控制系統(tǒng)，控制系統(tǒng)通過對比大、小腿桿的夾角與腿部連桿的轉(zhuǎn)動角度可以檢測出人機協(xié)同性，避免產(chǎn)生累計誤差，提高人體下肢運動助力裝置與穿戴者的協(xié)調(diào)性，提高人體下肢運動助力裝置的穩(wěn)定性和可靠性。

進一步的，所述大腿綁帶軸和/或小腿綁帶軸上設(shè)置有測量大腿綁帶和/或小腿綁帶張力的張力傳感器；所述張力傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：在綁帶軸上安裝張力傳感器，可以測量人體腿部與大腿桿和小腿桿之間的相互協(xié)調(diào)程度，人機協(xié)調(diào)差則張力傳感器測量到的張力會越大，反之則越??；通過張力傳感器可以輔助監(jiān)測控制系統(tǒng)的控制效果，使控制系統(tǒng)控制動力系統(tǒng)的動力輸出大小，避免產(chǎn)生累計 誤差，提高人體下肢運動助力裝置與穿戴者的協(xié)調(diào)性，提高人體下肢運動助力裝置的穩(wěn)定性和可靠性。

優(yōu)選的，所述張力傳感器包括至少一根應(yīng)變梁和至少兩個應(yīng)變片，所述至少兩個應(yīng)變片粘帖在所述應(yīng)變梁側(cè)面，所述應(yīng)變梁中部與所述大腿綁帶軸和/或小腿綁帶軸固定連接，所述應(yīng)變梁兩端與所述大腿綁帶和/或小腿綁帶固定連接。

采用上述進一步方案的有益效果是：提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，加工制造成本低且容易固定的張力傳感器。

進一步的，還包括大腿桿角速度傳感器和/或小腿桿角速度傳感器，所述大腿桿角速度傳感器固定安裝在大腿桿上，所述小腿桿角速度傳感器固定安裝在小腿桿上；所述大腿桿角速度傳感器和/或所述小腿桿角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：在大、小腿桿上均安裝角速度傳感器，能夠測量大、小腿桿的旋轉(zhuǎn)角速度，其測量信號傳輸至所述控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)通過計算大腿桿的旋轉(zhuǎn)角速度和大腿的旋轉(zhuǎn)角速度之差、小腿桿的旋轉(zhuǎn)角速度和小腿的旋轉(zhuǎn)角速度之差，可獲知人體腿部相對于腿部連桿的相對運動角速度；控制系統(tǒng)依據(jù)此角速度可以控制動力系統(tǒng)驅(qū)動腿部連桿跟隨或超越人體大小腿運動，從而取得隨動或助力效果。

進一步的，還包括設(shè)置在髖關(guān)節(jié)軸或腰部綁帶上能夠測量腰部綁帶旋轉(zhuǎn)角速度的腰部角速度傳感器，所述腰部綁帶通過髖關(guān)節(jié)軸與大腿桿頂部相連；所述腰部角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：穿戴者的腰部彎曲或伸展會帶動腰部結(jié)構(gòu)繞髖關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動。在腰部結(jié)構(gòu)上安裝角速度傳感器，可以測量人體腰部的轉(zhuǎn)動角速度，控制系統(tǒng)通過計算腰部角速度傳感器與大腿綁帶角速度傳感器檢測值之差，可以獲得人體腿部與人體上肢相對角速度，從而可以輔助 判斷人體運動姿態(tài)。

進一步的，還包括足部連接結(jié)構(gòu)，所述足部連接結(jié)構(gòu)通過踝關(guān)節(jié)軸與所述小腿桿底端相連，在所述踝關(guān)節(jié)軸或足部連接結(jié)構(gòu)上安裝有能夠測量足部連接結(jié)構(gòu)旋轉(zhuǎn)角速度的足部角速度傳感器；所述足部角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

采用上述進一步方案的有益效果是：足部連接結(jié)構(gòu)與穿戴者足部緊密耦合，且可以繞踝關(guān)節(jié)軸自由轉(zhuǎn)動，穿戴者足部彎曲或伸展會帶動足部連接結(jié)構(gòu)繞踝關(guān)節(jié)軸轉(zhuǎn)動。在足部連接結(jié)構(gòu)上安裝角速度傳感器，可以測量穿戴者足部的轉(zhuǎn)動角速度，控制系統(tǒng)通過計算足部角速度傳感器與小腿綁帶角速度傳感器檢測值之差，可以獲得人體腿部與人體足部相對角速度，從而可以輔助判斷人體運動姿態(tài)。

進一步的，還包括設(shè)置在所述大腿桿與所述大腿綁帶軸之間和/或所述小腿桿與所述小腿綁帶軸之間、能夠促使所述大腿綁帶軸和/或所述小腿綁帶軸回復(fù)到初始位置的扭轉(zhuǎn)回復(fù)裝置。

采用上述進一步方案的有益效果是：在所述腿部連桿與所述轉(zhuǎn)軸之間設(shè)置有扭轉(zhuǎn)回復(fù)裝置可以有助于穿戴者與助力裝置之間加快回復(fù)協(xié)調(diào)狀態(tài)，改善穿戴體驗。

優(yōu)選的，所述扭轉(zhuǎn)回復(fù)裝置為扭簧、彈簧或板簧。

優(yōu)選的，所述大腿綁帶角速度傳感器和/或所述小腿綁帶角速度傳感器和/或大腿桿角速度傳感器和/或小腿桿角速度傳感器和/或腰部角速度傳感器和/或足部角速度傳感器為陀螺儀。

優(yōu)選的，所述陀螺儀為MEMS陀螺儀。

附圖說明

圖1為本發(fā)明人體下肢運動助力裝置工作狀態(tài)時的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明中張力傳感器結(jié)構(gòu)及安裝方式結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明中大腿綁帶角速度傳感器與大腿綁帶角度傳感器安裝方式結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中，各標(biāo)號所代表的部件列表如下：

1、大腿桿，2、小腿桿，3、膝關(guān)節(jié)軸，4、大腿綁帶，5、小腿綁帶，6、大腿綁帶軸，7、小腿綁帶軸，8、髖關(guān)節(jié)軸，9、腰部綁帶，10、足部連接結(jié)構(gòu)，11、踝關(guān)節(jié)軸，12、應(yīng)變梁，13、應(yīng)變片，14、大腿綁帶角速度傳感器，15、大腿綁帶角度傳感器。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

如圖1所示，一種人體下肢運動助力裝置，包括腿部連桿，所述腿部連桿包括大腿桿1和小腿桿2，所述大腿桿1的底端與小腿桿2的頂端通過膝關(guān)節(jié)軸3連接；還包括用于將所述腿部連桿固定于穿戴者腿部上的固定裝置，所述固定裝置通過轉(zhuǎn)軸與所述腿部連桿連接；在所述轉(zhuǎn)軸或所述固定裝置上安裝有能夠測量所述固定裝置旋轉(zhuǎn)角速度的固定裝置角速度傳感器；所述固定裝置角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)；動力系統(tǒng)能夠在所述控制系統(tǒng)的控制下驅(qū)動所述腿部連桿的伸展或彎曲。由于固定裝置與穿戴者的腿部是固定連接的，所以固定裝置角速度傳感器測得的固定裝置的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的腿部旋轉(zhuǎn)角速度；穿戴者下肢通過固定裝置與腿部連桿耦合，由于固定裝置是通過轉(zhuǎn)軸與腿部連桿連接，因此固定裝置相對于腿部連桿可以自由轉(zhuǎn)動，從而可以傳遞腿部連桿的轉(zhuǎn)動趨勢，也就能傳遞穿戴者的運動意圖；轉(zhuǎn)軸還可以承受徑向方向的拉力和壓力，可以有效傳遞固定裝置的助力或其他力量；固定裝置角速度傳感器能夠準(zhǔn)確的測量固定裝置的旋轉(zhuǎn)角速度，也就是穿戴者腿部的旋轉(zhuǎn)角速度，進而捕獲穿戴者運動意圖；采用角速度傳感器感知運動意圖較靈敏，可以加快動力系統(tǒng)響應(yīng)速度，避免了剛性的動力系 統(tǒng)阻礙穿戴者運動意圖，提高其與穿戴者運動協(xié)調(diào)性，有效地解決了運動時各種力對穿戴者傳達運動意圖的干擾。本申請中的動力系統(tǒng)部分，已經(jīng)在本申請人的在先申請中詳細記載，因此在本申請中不在贅述。

在具體實施時，固定裝置包括大腿綁帶4和/或小腿綁帶5；所述大腿綁帶4通過大腿綁帶軸6與所述大腿桿1連接，所述小腿綁帶5通過小腿綁帶軸7與所述小腿桿2連接；所述大腿綁帶4或所述大腿綁帶軸6上設(shè)置有能夠測量所述大腿綁帶4旋轉(zhuǎn)角速度的大腿綁帶角速度傳感器14和/或所述小腿綁帶5或所述小腿綁帶軸7上設(shè)置有能夠測量所述小腿綁帶5旋轉(zhuǎn)角速度的小腿綁帶角速度傳感器；所述大腿綁帶角速度傳感器14和/或所述小腿綁帶角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

上述技術(shù)方案中包括了三種具體的技術(shù)方案：第一種是只設(shè)置有能夠測量大腿綁帶4旋轉(zhuǎn)角速度的大腿綁帶角速度傳感器14，第二種是只設(shè)置有能夠測量小腿綁帶5旋轉(zhuǎn)角速度的小腿綁帶角速度傳感器，第三種是同時設(shè)置有大腿綁帶角速度傳感器14和小腿綁帶角速度傳感器。

由于大腿綁帶4和小腿綁帶5與穿戴者的腿部是固定連接的，所以大腿綁帶角速度傳感器14測得的大腿綁帶4的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的大腿的旋轉(zhuǎn)角速度；小腿綁帶角速度傳感器測得的小腿綁帶5的旋轉(zhuǎn)角速度也就是穿戴者的小腿部旋轉(zhuǎn)角速度。穿戴者下肢通過大腿綁帶4和小腿綁帶5與大腿桿1和小腿桿2耦合，由于大腿綁帶4和小腿綁帶5是通過大腿綁帶軸6和小腿綁帶軸7分別與大腿桿1和小腿桿2連接，因此大腿綁帶4和小腿綁帶5相對于大腿桿1和小腿桿2可以自由轉(zhuǎn)動，從而可以傳遞腿部連桿的轉(zhuǎn)動趨勢，也就能傳遞穿戴者的運動意圖；大腿綁帶軸6和小腿綁帶軸7還可以承受徑向方向的拉力和壓力，可以有效傳遞給大腿桿1和小腿桿2的助力或其他力量；大腿綁帶角速度傳感器14和/或所述小腿綁帶角速度傳感器能夠準(zhǔn)確的測量大腿綁帶4和/或小腿綁帶5的旋轉(zhuǎn)角速度，也就是穿戴者 大腿和/或大腿的旋轉(zhuǎn)角速度，進而捕獲穿戴者運動意圖；采用角速度傳感器感知運動意圖較靈敏，可以加快動力系統(tǒng)響應(yīng)速度，避免了剛性的動力系統(tǒng)阻礙穿戴者運動意圖，提高其與穿戴者運動協(xié)調(diào)性，有效地解決了運動時各種力對穿戴者傳達運動意圖的干擾。

在實際應(yīng)用時，在所述大腿綁帶4或所述大腿綁帶軸6上設(shè)置有能夠測量所述大腿綁帶4旋轉(zhuǎn)角度的大腿綁帶角度傳感器和/或在所述小腿綁帶5或所述小腿綁帶軸7上設(shè)置有能夠測量所述小腿綁帶5旋轉(zhuǎn)角度的小腿綁帶角度傳感器；所述大腿綁帶角度傳感器和/或所述小腿綁帶角度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。此技術(shù)方案中也包括了三種具體的技術(shù)方案：第一種是只設(shè)置有能夠測量大腿綁帶旋轉(zhuǎn)角度的大腿綁帶角度傳感器，第二種是只設(shè)置有能夠測量小腿綁帶旋轉(zhuǎn)角度的小腿綁帶角度傳感器，第三種是同時設(shè)置有大腿綁帶角度傳感器和小腿綁帶角度傳感器。

由于角速度傳感器的設(shè)置方式有三種，角度傳感器的設(shè)置方式也有三種，因此一種有多種不同組合方式的具體技術(shù)方案。

如圖3所示，實際應(yīng)用時，在大腿綁帶軸6與大腿綁帶4緊貼的端面上設(shè)置有凹槽，將大腿綁帶角速度傳感器14設(shè)置在上述凹槽內(nèi)；在大腿綁帶軸6與大腿桿1緊貼的側(cè)面設(shè)置有凹槽，將大腿綁帶角度傳感器15設(shè)置在上述凹槽內(nèi)。小腿綁帶角速度傳感器的設(shè)置方式與大腿綁帶角速度傳感器14設(shè)置方式完全一樣，小腿綁帶角度傳感器的設(shè)置方式與大腿綁帶角度傳感器15設(shè)置方式完全一樣，因此附圖中只表示出大腿綁帶角速度傳感器14與大腿綁帶角度傳感器15的安裝結(jié)構(gòu)示意圖。

在上述多種不同組合的具體技術(shù)方案的基礎(chǔ)上還可以進行進一步的改進。

第一種改進方法，在所述大腿桿1或所述小腿桿2或所述膝關(guān)節(jié)軸3上設(shè)置有能夠測量大腿桿1與小腿桿2夾角的膝關(guān)節(jié)軸角度傳感器；所述膝關(guān) 節(jié)軸角度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

第二種改進方法，所述大腿綁帶軸6和/或小腿綁帶軸7上設(shè)置有測量大腿綁帶4和/或小腿綁帶5張力的張力傳感器；所述張力傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

所述張力傳感器包括至少一根應(yīng)變梁12和至少兩個應(yīng)變片13，所述至少兩個應(yīng)變片13粘帖在所述應(yīng)變梁12側(cè)面，所述應(yīng)變梁12中部與所述大腿綁帶軸6和/或小腿綁帶軸7固定連接，所述應(yīng)變梁12兩端與所述大腿綁帶4和/或小腿綁帶5固定連接。

如何2所示，是張力傳感器安裝于大腿綁帶4與大腿綁帶軸6上的結(jié)構(gòu)示意圖，由于張力傳感器設(shè)置在小腿綁帶5與大腿綁帶軸7上的結(jié)構(gòu)與大腿綁帶4與大腿綁帶軸6上的結(jié)構(gòu)完全相同，因此只表示出其中一種。所述張力傳感器包括至少一根應(yīng)變梁12和至少兩個應(yīng)變片13，所述至少兩個應(yīng)變片13粘帖在所述應(yīng)變梁12側(cè)面，所述應(yīng)變梁12中部與所述轉(zhuǎn)軸固定連接，所述應(yīng)變梁12兩端與所述腿部綁帶固定連接。當(dāng)大腿綁帶4與大腿綁帶軸6相對轉(zhuǎn)動時，當(dāng)小腿綁帶5與小腿綁帶軸7相對轉(zhuǎn)動時，連接有轉(zhuǎn)軸和腿部綁帶的應(yīng)變梁12發(fā)生形變，應(yīng)變梁12上的應(yīng)變片13同樣會產(chǎn)生形變，并將所述形變信號傳輸給控制器。

第三種改進方法，還包括大腿桿角速度傳感器和/或小腿桿角速度傳感器，所述大腿桿角速度傳感器固定安裝在大腿桿1上，所述小腿桿角速度傳感器固定安裝在小腿桿2上；所述大腿桿角速度傳感器和/或所述小腿桿角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

第四種改進方法，還包括設(shè)置在髖關(guān)節(jié)軸8或腰部綁帶9上能夠測量腰部綁帶旋轉(zhuǎn)角速度的腰部角速度傳感器，所述腰部綁帶9通過髖關(guān)節(jié)軸8與大腿桿1頂部相連；所述腰部角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

第五種改進方法，還包括足部連接結(jié)構(gòu)10，所述足部連接結(jié)構(gòu)10通過 踝關(guān)節(jié)軸11與所述小腿桿2底端相連，在所述踝關(guān)節(jié)軸11或足部連接結(jié)構(gòu)10上安裝有能夠測量足部連接結(jié)構(gòu)10旋轉(zhuǎn)角速度的足部角速度傳感器；所述足部角速度傳感器電路連接控制系統(tǒng)。

第六種改進方法，還包括設(shè)置在所述大腿桿1與所述大腿綁帶軸6之間和/或所述小腿桿2與所述小腿綁帶軸7之間、能夠促使所述大腿綁帶軸6和/或所述小腿綁帶軸7回復(fù)到初始位置的扭轉(zhuǎn)回復(fù)裝置。所述扭轉(zhuǎn)回復(fù)裝置為扭簧、彈簧或板簧。具體應(yīng)用時，可以將扭簧或彈簧套設(shè)在轉(zhuǎn)軸上，并且一端與轉(zhuǎn)軸固定連接，另一端與腿部連桿固定連接；腿部連桿在旋轉(zhuǎn)時會使扭簧或彈簧的彈力發(fā)生變化，扭簧或彈簧的彈力會促使轉(zhuǎn)軸回復(fù)到初始位置。

在實際應(yīng)用中，所述大腿綁帶角速度傳感器14和/或所述小腿綁帶角速度傳感器和/或大腿桿角速度傳感器和/或小腿桿角速度傳感器和/或腰部角速度傳感器和/或足部角速度傳感器通常選用為陀螺儀。優(yōu)選的，所述陀螺儀為MEMS陀螺儀。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。