技術摘要
本發明係提供一種氣動式上肢外骨骼助力系統，其設置有至少一關節裝置，每一所述關節裝置包含：一驅動裝置，其係對應連結並一氣壓肌肉致動裝置；一軸關節模組；該氣壓肌肉致動裝置係透過驅動裝置之供氣致動以樞轉傳動於該軸關節模組；一扭力彈性元件，其係配置於該軸關節模組，且該扭力彈性元件係施加一對應於該軸關節模組樞轉方向之彈性扭力於該軸關節模組；藉此，本發明係可藉由扭力彈性元件之設置，使可透過單一之氣壓肌肉致動裝置進行軸關節模組之驅動，並配合充氣裝置及儲氣瓶之設置，可透過壓力感測器自動精準控壓，精準維持設定目標壓力，藉可保留氣壓肌肉致動裝置之被動安全性能外，亦可降低氣壓肌肉致動裝置與驅動裝置（如：比例調壓閥與氣壓肌肉致動器）之數量，藉使簡化對於關節輔助之配置；而於主動安全之配置而言，本發明係可藉由線性擴張狀態觀測器的新型代理滑模控制器NPSMC進行主動式安全之系統控制，並藉由評估氣壓肌肉致動裝置之壓力值、軸關節模組樞轉之角度值及使用者之肌電訊號，以迴授控制該驅動裝置驅動該氣壓肌肉致動裝置之壓力，使對於新型的單一氣壓肌肉致動裝置搭配扭力彈性元件之關節控制可發揮良好的補償效果，使本發明同時具有主動及被動安全性與助力效果，並可降低其製作成本，藉以於應用於上肢外骨骼時，可令其輕量化，以利於使用者進行穿戴，並可提供助力以輔助使用者進行施力，使可利於進行上肢復健訓練，並可進行角度軌跡追蹤控制，且亦可用於進行負荷、力量控制之作業，以降低相關職業傷害，與此同時，仍具有高度之安全性及穩定性者。
成果來源
國科會
申請專利國家
中華民國（發明）
專利證號
I815659