具体实施方式

下面结合各实施方式对本发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。

本发明一实施例提供一种外骨骼机器人，其包括：上肢机构、下肢机构以及安装于上肢机构、下肢机构上的有源外骨骼运动模组。上肢机构、下肢机构可被穿戴于人体的肢体上，有源外骨骼运动模组为所在的肢体机构助力时的动力。

如图1所示，有源外骨骼运动模组100包括：本体10、电池20、主控板30、姿态传感器40以及至少一个驱动组件50。

电池20、主控板30、姿态传感器40以及驱动组件50集成于本体10上。电池20与主控板30、姿态传感器40以及驱动组件50电连接，进而电池20为主控板30、姿态传感器40以及驱动组件50供电。此外，有源外骨骼运动模组还包括一启动开关60，启动开关60控制电源的开启和关闭。

一个实施方式中，驱动组件50集成于本体10一面的中间位置，电池20、主控板30、姿态传感器40嵌入于本体10中。此外，为了便于使用者的穿戴，本体10的另一面还设置有绑腹带70。

如图2所示，驱动组件50包括：电机51、连杆52以及配重块53。其中，电机51的输出端与连杆52的一端垂直连接，配重块53与连杆52的另一端相连接，电机51能够通过连杆52带动配重块53进行非匀速圆周运动。为了使得电机51能够带动配重块53进行非匀速圆周运动，电机51的输出功率是非恒定的。

如此，当电机51朝一个方向做变速运动时，与之传动连接的配重块53能够进行非匀速圆周运动，从而产生不同方向、不同大小的向心力，进而为所在肢干提供助力，不会影响到穿戴者本身的关节自由度，穿戴舒适感强。此外，由于电机51始终朝一个方向做变速运动，不会因为频繁切换方向带来迟滞和能量损耗，该方式也更加适用于穿戴者高速运动的场合。

同时，由于不采用传统的在关节处安装电机51直接施加力矩或者通过钢绳等牵引机构进行助力，本实施例的有源外骨骼运动模组不需要进行关节对位和尺寸调节，直接绑缚在需要助力的肢干即可，其结构简单、使用方便。该模组配置方式十分灵活，可以对单个肢干进行助力，也可以多个肢干安装进行组合助力，不需要依赖负载的外骨骼系统。且模组化设计，也有利于降低制造成本。

当驱动组件50被配置为多个时，为了便于多个驱动组件50的组装连接，驱动组件50还包括一外壳，驱动组件50收容于外壳中，且距离所在外壳的两端均保持一定的距离，以便于后续多个驱动组件50组装时不会发生干涉。外壳靠近电机51的一端的内侧壁设置有内螺纹，外壳靠近配重块53的一端的外侧壁设置有外螺纹。此时，多个驱动组件50通过其两端的螺纹依次组装连接，且各驱动组件50保持同轴设置。

如此，本实施例的有源外骨骼运动模组的助力大小可以通过增减驱动组件50的数量进行，便于用户针对不同的场景进行不同的配置，使用灵活方便，不会因为系统较大的助力上限而造成系统自重增加。

姿态传感器40用于采集模组所在肢干的姿态信息，分析肢干的运动情况。主控板30用于采集姿态传感器40数据，并控制驱动组件50按照根据姿态传感器40数据计算得到的助力轨迹提供对应的助力。

其中，姿态传感器40可测得所在肢干的俯仰角、横滚角、航向角，进而姿态传感器40在肢干做周期运动时，可根据前几个周期的姿态角预测出后续的运动情况。助力轨迹在相位上超前于预测的肢干运动轨迹。对于电机而言与控制电机的加速度相对应，且根据牛顿第二定律可得到不同方向的力。

本实施例的外骨骼机器人工作时，首先打开启动开关，此时驱动组件不运行，人体运动时姿态传感器记录并分析肢干运动规律并得出助力轨迹。之后，驱动组件按照助力轨迹控制配重进行非匀速圆周运动，得到不同方向和大小的向心力，该力为肢干提供助力。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。