技术领域
[0001] 本实用新型涉及足式
机器人和外骨骼
机器人技术领域，特别涉及一种足底传感装置和穿戴式外骨骼。
背景技术
[0002] 穿戴式外骨骼应用于一些下肢瘫痪或行动不便的患者上，为防止患者的关节
变形等
疾病的发生，使患者关节在受到一定的保护下，进行康复运动。由于穿戴者者穿上穿戴式外骨骼时，穿戴者不是直接与地面发生
接触的，而是通过穿戴式外骨骼的足底与地面直接接触。这就需要实时检测出人体与穿戴式外骨骼足底的接触状态，以及穿戴式外骨骼与地面的接触状态，从而达到准确判断系统当前运动状态的目的。
现有技术中，足底采用
单层的
传感器对系统的运动状态进行检测，导致不能实时检测出穿戴式外骨骼足底与人体的接触状态，以及穿戴式外骨骼与地面的接触状态，不方便用户使用。实用新型内容
[0003] 本实用新型的主要目的是提供一种足底传感装置，旨在实时检测出穿戴式外骨骼足底与人体的接触状态，以及穿戴式外骨骼与地面的接触状态，方便用户使用。
[0004] 为实现上述目的，本实用新型提供的足底传感装置，用于穿戴式外骨骼，所述穿戴式外骨骼包括外骨骼
支架，所述外骨骼支架与所述足底传感装置固定连接，所述足底传感装置包括：
[0005] 底座，所述底座内形成有收容腔，所述外骨骼支架与所述底座固定连接；
[0006] 第一检测组件，所述第一检测组件容置于所述收容腔内，并抵接于所述收容腔的下腔壁，所述第一检测组件用于检测所述底座与地面的接触状态；
[0007] 第二检测组件，所述第二检测组件容置于所述收容腔内，并抵接于所述收容腔的上腔壁，所述第二检测组件用于检测所述底座与穿戴者的接触状态。
[0008] 可选地，所述第一检测组件包括第一
基板和至少一第一检测模组，所述第一检测模组设于所述第一基板朝向所述收容腔的下腔壁的表面，所述第一检测模组抵接于所述收容腔的下腔壁；
[0009] 所述第二检测组件包括第二基板和至少一第二检测模组，所述第二检测模组设于所述第二基板朝向所述收容腔的上腔壁的表面，所述第二检测模组抵接于所述收容腔的上腔壁。
[0010] 可选地，所述第一检测组件包括多个第一检测模组，多个所述第一检测模组间隔分布于所述第一基板的表面；
[0011] 且/或，所述第二检测组件包括多个第二检测模组，多个所述第二检测模组间隔分布于所述第二基板的表面。
[0012] 可选地，所述第一检测模组和所述第二检测模组均包括多个通断式接触
开关，多个所述通断式接触开关相互电性连接。
[0013] 可选地，所述足底传感装置还包括压
力检测组件，所述压力检测组件包括第三基板和多个
压力传感器模组，多个所述压力传感器模组均匀分布于所述第三基板的表面，所述第三基板贴合固定于所述底座，所述压力传感器模组抵接于所述底座；
[0014] 或者，所述第三基板位于所述第一检测组件和所述第二检测组件之间，并与所述第一基板和所述第二基板固定连接，所述压力传感器模组抵接于所述第一基板和所述第二基板。
[0015] 可选地，所述底座包括
底板、侧板和上盖，所述侧板自所述底板的边缘延伸，所述上盖盖合于所述侧板背离所述底板的一侧，所述底板、所述侧板和所述上盖共同形成所述收容腔，所述第一检测组件邻近所述底板设置，所述第一检测模组抵接于所述底板朝向所述收容腔的表面，所述第二检测组件邻近所述上盖设置，所述第二检测模组抵接于所述上盖朝向所述收容腔的表面。
[0016] 可选地，所述底座的垂直投影呈
鞋垫状设置，所述底座的
鞋后跟的侧板向远离所述底板的方向延伸形成连接部，所述外骨骼支架与所述连接部固定连接。
[0017] 可选地，所述足底传感装置还包括环绕所述底座设置的至少一固定带，所述固定带的两端分别与所述底座相对的两侧固定连接。
[0018] 可选地，所述足底传感装置包括多个固定带，一所述固定带的两端分别与相对的所述侧板固定连接，一所述固定带环绕所述连接部设置，并与所述连接部固定连接；且/或，所述底座、所述连接部、所述固定带、所述第一基板、所述第二基板和所述第三基板均采用柔性材料制作。
[0019] 本实用新型还提出一种穿戴式外骨骼，所述穿戴式外骨骼包括外骨骼支架，所述外骨骼支架与所述足底传感装置固定连接，所述足底传感装置包括：
[0020] 底座，所述底座内形成有收容腔，所述外骨骼支架与所述底座固定连接；
[0021] 第一检测组件，所述第一检测组件容置于所述收容腔内，并抵接于所述收容腔的下腔壁，所述第一检测组件用于检测所述底座与地面的接触状态；
[0022] 第二检测组件，所述第二检测组件容置于所述收容腔内，并抵接于所述收容腔的上腔壁，所述第二检测组件用于检测所述底座与穿戴者的接触状态。
[0023] 本实用新型的技术方案通过在底座设置收容腔，并在收容腔11容置抵接于收容腔的下腔壁第一检测组件和抵接于收容腔的上腔壁的第二检测组件，当穿戴者穿戴穿戴式外骨骼，此时，穿戴式外骨骼进入
支撑状态，底座与地面先接触，底座与穿戴者后接触，从而第一检测组件先发出接触
信号，第二检测组件后发出接触信号；当穿戴者穿戴穿戴式外骨骼运动，此时穿戴式外骨骼由支撑状态变成摆动状态，底座与穿戴者先分离，底座与地面后分离，从而第二检测组件先发出分离信号，第一检测组件后发出分离信号。如此，本实用新型的技术方案可以实时检测出穿戴式外骨骼足底与人体的接触状态，以及穿戴式外骨骼与地面的接触状态，方便用户使用。
附图说明
[0024] 为了更清楚地说明本实用新型
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0025] 图1为本实用新型足底传感装置一实施例的分解示意图；
[0026] 图2为本实用新型足底传感装置的第一基板、第二基板、第三基板和上盖一实施例的堆叠示意图；
[0027] 图3为本实用新型足底传感装置的压力检测组件一实施例的结构示意图。
[0028] 附图标号说明：
[0029]标号 名称 标号 名称
100 足底传感装置 331 通断式接触开关
10 底座 50 第二检测组件
11 收容腔 51 第二基板
13 底板 53 第二检测模组
131 防滑槽 70 压力检测组件
15 侧板 71 第三基板
17 上盖 73 压力传感器模组
30 第一检测组件 80 连接部
31 第一基板 81 安装孔
33 第一检测模组 90 固定带
[0030] 本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0031] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0032] 需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定
姿态(如附图所示)下各部件之间的相对
位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0033] 另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为
基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。
[0034] 本实用新型提出一种足底传感装置100。
[0035] 参照图1至图3，本实用新型技术方案提出的足底传感装置100用于穿戴式外骨骼(未图示)，所述穿戴式外骨骼包括外骨骼支架(未图示)，所述外骨骼支架与所述足底传感装置100固定连接，所述足底传感装置100包括：
[0036] 底座10，所述底座10内形成有收容腔11，所述外骨骼支架与所述底座10固定连接；
[0037] 第一检测组件30，所述第一检测组件30容置于所述收容腔11内，并抵接于所述收容腔11的下腔壁，所述第一检测组件30用于检测所述底座10与地面的接触状态；
[0038] 第二检测组件50，所述第二检测组件50容置于所述收容腔11内，并抵接于所述收容腔11的上腔壁，所述第二检测组件50用于检测所述底座10与穿戴者的接触状态。
[0039] 本实用新型的技术方案通过在底座10设置收容腔11，并在收容腔11容置抵接于收容腔11的下腔壁第一检测组件30和抵接于收容腔11的上腔壁的第二检测组件50，当穿戴者穿戴穿戴式外骨骼，此时，穿戴式外骨骼进入支撑状态，底座10与地面先接触，底座10与穿戴者后接触，从而第一检测组件30先发出接触信号，第二检测组件50后发出接触信号；当穿戴者穿戴穿戴式外骨骼运动，此时穿戴式外骨骼由支撑状态变成摆动状态，底座10与穿戴者先分离，底座10与地面后分离，从而第二检测组件50先发出分离信号，第一检测组件30后发出分离信号。如此，本实用新型的技术方案可以实时检测出穿戴式外骨骼足底与人体的接触状态，以及穿戴式外骨骼与地面的接触状态，方便用户使用。
[0040] 可以理解的是，收容腔11的垂直投影的垂直投影的形状与第一检测组件30和第二检测组件50的形状相互适配，如此可以使第一检测组件30与第二检测组件50避免不必要的晃动，减少检测的噪音，从而使检测结果更精确。在本
申请的一实施例中，可以将第一检测组件30和第二检测组件50固定于收容腔11内，或直接将第一检测组件30和第二检测组件50放置在收容腔11，只要能方便第一检测组件30和第二检测组件50检测即可。
[0041] 参照图1、图2，进一步地，所述第一检测组件30包括第一基板31和至少一第一检测模组33，所述第一检测模组33设于所述第一基板31朝向所述收容腔11的下腔壁的表面，所述第一检测模组33抵接于所述收容腔11的下腔壁；所述第二检测组件50包括第二基板51和至少一第二检测模组53，所述第二检测模组53设于所述第二基板51朝向所述收容腔11的上腔壁的表面，所述第二检测模组53抵接于所述收容腔11的上腔壁。具体地，第一检测组件30和第二检测组件50分别通过第一检测模组33和第二检测模组53，对底座10与地面和穿戴者的接触状态进行检测，该第一检测模组33可以为具备接触检测功能的电容式传感器、
电阻式传感器、电感式传感器、压电式传感器或通断式接触开关331等，只要能在穿戴式外骨骼处于支撑状态时，第一检测组件30先发出接触信号，第二检测组件50后发出接触信号，在穿戴式外骨骼由支撑状态变成摆动状态时，第二检测组件50先发出分离信号，第一检测组件30后发出分离信号即可。在本申请的一实施例中，可以采用单独的一组第一检测模组33和第二检测模组53，此时第一检测模组33和第二检测模组53可以分别布满第一基板31和第二基板51的表面，如此设置的检测效果最精确。
[0042] 在本申请的一实施例中，所述第一检测组件30包括多个第一检测模组33，多个所述第一检测模组33间隔分布于所述第一基板31的表面；且/或，所述第二检测组件50包括多个第二检测模组53，多个所述第二检测模组53间隔分布于所述第二基板51的表面。具体的，第一检测模组33和第二检测模组53分别包括5组，由于底座10、第一基板31和第二基板51是按照人体的脚部形状设置的，可以理解的是，为了降低成本，并实现较好的接触检测，分别将一组第一检测模组33和一组检测模组大致设置于适配人体脚部大脚趾的位置；将一组第一检测模组33和一组检测模组大致设置于适配人体脚部四个小脚趾的位置；将两组第一检测模组33和两组检测模组大致设置于适配人体脚部前脚掌的位置；将两组第一检测模组33和两组检测模组大致设置于适配人体脚部后脚掌的位置。如此设置可以实现较好的接触检测，使穿戴者在穿戴式外骨骼处于支撑状态时，第一检测组件30先发出接触信号，第二检测组件50后发出接触信号，在穿戴式外骨骼由支撑状态变成摆动状态时，第二检测组件50先发出分离信号，第一检测组件30后发出分离信号。当然，第一检测模组33和第二检测模组53的具体位置和数量可以根据实际需要进行设置，只要方便用户使用即可。
[0043] 进一步地，所述第一检测模组33和所述第二检测模组53均包括多个通断式接触开关331，多个所述通断式接触开关331相互电性连接。具体的，该通断式接触开关331只能发出0或1两个信号，在本申请的一实施例中，可以采用当穿戴者在穿戴式外骨骼处于支撑状态时，第一检测组件30先发出接触信号0，第二检测组件50后发出接触信号0；在穿戴式外骨骼由支撑状态变成摆动状态时，第二检测组件50先发出分离信号1，第一检测组件30后发出分离信号1；当然实际的信号输出可以根据需要进行设定。由于通断式接触开关331只能发出两个信号，可以使接触检测的响应更迅速。以及，在本申请的一实施例中，采用多个通断式接触开关331相互并联的设置，如此设置可以防止别的通断式接触开关331损坏时，不影响其他的通断式接触开关331正常工作，保证系统稳定。
[0044] 参照图1、图3，在本申请的一实施例中，所述足底传感装置100还包括压力检测组件70，所述压力检测组件70包括第三基板71和多个压力传感器模组73，多个所述压力传感器模组73均匀分布于所述第三基板71的表面，所述第三基板71贴合固定于所述底座10，所述压力传感器模组73抵接于所述底座10；或者，所述第三基板71位于所述第一检测组件30和所述第二检测组件50之间，并与所述第一基板31和所述第二基板51固定连接，所述压力传感器模组73抵接于所述第一基板31和所述第二基板51。可以理解的是，第三基板71的垂直投影的形状与底座10的垂直投影大致相似，如此设置可以使足底传感装置100的结构更紧凑，方便用户使用。可以理解的是，所述底座10、所述连接部80、所述固定带90、所述第一基板31、所述第二基板51和所述第三基板71均采用柔性材料制作，如此设置可以较好地满足穿戴式外骨骼的使用要求，并且不影响穿戴者的正常活动，以及可以使足底传感装置100的
质量较轻，方便用户使用。
[0045] 具体的，该柔性材料可以使
橡胶或
硅胶，橡胶或硅胶均具备较好的弹性形变效果，可以很好地满足穿戴式外骨骼的使用要求，并且不影响穿戴者的正常活动，方便用户使用。当所述第三基板71位于所述第一检测组件30和所述第二检测组件50之间时，可以将第三基板71与所述第一基板31和所述第二基板51胶合固定或者采用针线缝合固定，或胶合和针线缝合同时使用，并且，可以理解的是，压力传感器模组73的分布状态，与第一检测模组33和第二检测模组53的分布状态一致，如此设置可以使压力传感检测模组的检测效果更精确，当然，压力传感器模组73的分布状态可以根据实际需要进行设定，只要方便检测即可。以及，该第一检测模组33、第二检测模组53和压力传感器检测模组分别通过橡胶浇筑的方式固定于第一基板31、第二基板51和第三基板71中，如此可以使第一基板31、第二基板51和第三基板71对第一检测模组33、第二检测模组53和压力传感器检测模组进行缓冲和保护，使足底传感装置100的检测
稳定性更高。
[0046] 参照图1，进一步地，所述底座10包括底板13、侧板15和上盖17，所述侧板15自所述底板13的边缘延伸，所述上盖17盖合于所述侧板15背离所述底板13的一侧，所述底板13、所述侧板15和所述上盖17共同形成所述收容腔11，所述第一检测组件30邻近所述底板13设置，所述第一检测模组33抵接于所述底板13朝向所述收容腔11的表面，所述第二检测组件50邻近所述上盖17设置，所述第二检测模组53抵接于所述上盖17朝向所述收容腔11的表面。可以理解的是，当穿戴者穿戴所述穿戴式外骨骼时，穿戴者压合于上盖17背离收容腔11的一表面；以及，该底板13朝向收容腔11的表面即为收容腔11的下腔壁，该上盖17朝向收容腔11的表面即为收容腔11的上腔壁。在底板13背离收容腔11的一侧，还设有多个间隔设置的防滑槽131，设置防滑槽131可以增加足底传感装置100与地面的
摩擦力，从而使穿戴者的行走更方便，方便用户使用。
[0047] 进一步地，所述底座10的垂直投影呈
鞋垫状设置，所述底座10的鞋后跟的侧板15向远离所述底板13的方向延伸形成连接部80，所述外骨骼支架与所述连接部80固定连接。于脚后跟设置连接部80可以限制穿戴者踝关节相应的
自由度，并且不影响穿戴者的正常活动，以使足底传感装置100适应不同的穿戴者，方便用户使用。该连接部80还设有多个安装孔81，穿戴式外骨骼可以对应设置安装孔81和连接件，从而实现与足底传感装置100连接。
[0048] 在本申请的一实施例中，所述足底传感装置100还包括环绕所述底座10设置的至少一固定带90，所述固定带90的两端分别与所述底座10相对的两侧固定连接。设置固定带90方便穿戴者对足底传感装置100进行穿戴，方便用户使用。可以理解的是，固定带90采用柔性材料制作，如此设置方便穿戴。并且还可以设置于固定带90夹持的夹紧件(未图示)，通过夹紧件改变固定带90与穿戴者的接触状态，该固定带90的两端采用针线缝合固定，与底座10固定连接。
[0049] 进一步地，所述足底传感装置100包括多个固定带90，一所述固定带90的两端分别与相对的所述侧板15固定连接，一所述固定带90环绕所述连接部80设置，并与所述连接部80固定连接。设置多个固定带90可以使穿戴者的穿戴更方便，从而方便足底传感装置100检测底座10与穿戴者、地面的接触状态。并且在连接部80设置固定带90可以进一步对穿戴者进行保护，方便用户使用。
[0050] 本实用新型还提出一种穿戴式外骨骼，该穿戴式外骨骼包括外骨骼支架和足底传感装置100，所述外骨骼支架与所述足底传感装置100固定连接，所述足底传感装置100包括：底座10，所述底座10内形成有收容腔11，所述外骨骼支架与所述底座10固定连接；第一检测组件30，所述第一检测组件30容置于所述收容腔11内，并抵接于所述收容腔11的下腔壁，所述第一检测组件30用于检测所述底座10与地面的接触状态；第二检测组件50，所述第二检测组件50容置于所述收容腔11内，并抵接于所述收容腔11的上腔壁，所述第二检测组件50用于检测所述底座10与穿戴者的接触状态。由于本穿戴式外骨骼采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。
[0051] 以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的
专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型
说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
