结构简单的助力省力搬运装置.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202010867989.1 (22)申请日 2020.08.26 (71)申请人 区子丰 地址 430205 湖北省武汉市江夏区武汉纺 织大学机械工程与自动化学院机械 11904班 (72)发明人 区子丰 (74)专利代理机构 武汉泰山北斗专利代理事务 所(特殊普通合伙) 42250 代理人 程千慧 (51)Int.Cl. B62D 57/02(2006.01) B60B 19/00(2006.01) (54)发明名称 一种结构简单的助力省力搬运装置 (57)摘要 本发明涉及一。

2、种结构简单的助力省力搬运 装置， 包括足部省力机构、 动力机构、 背带机构、 负重装载机构和控制系统， 背带机构内设置有重 心调节机构， 足部省力机构可以实时监测小腿的 运动情况， 背带机构可以实时监测人体上身的运 动情况， 控制系统可以根据小腿的运动情况和人 体上身运动情况计算出人体运动情况， 根据人体 运动情况对负重重心位置进行实时调整， 使得负 重重心位置与人体运动状态始终相适应， 可减轻 负重对人体的压力， 本发明的动力机构包括识别 机构和可变性适应地形的轮子， 控制系统可根据 识别机构拍摄的道路图像数据分析得到道路情 况， 并根据道路情况对可变性适应地形的轮子的 形状进行调节， 轮子。

3、可以变换不同状态， 使用方 便， 适应性强。 权利要求书2页 说明书6页 附图9页 CN 112092935 A 2020.12.18 CN 112092935 A 1.一种结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 包括足部省力机构(1)、 动力机构 (2)、 负重装载机构(3)、 背带机构(4)和控制系统， 所述动力机构(2)设置在负重装载机构 (3)下方， 所述背带机构(4)设置在负重装载机构(3)一侧， 所述足部省力机构(1)通过连接 线连接在负重装载机构(3)下方， 所述动力机构(2)带动负重装载机构(3)向前移动， 所述负 重装载机构(3)用于装载物品； 所述背带机构(4)内设置有。

4、重心调节机构、 减震机构和人体上身状态监测机构， 重心调 节机构用于按照控制系统的指令调整负重重心位置， 减震机构用于按照控制系统的指令调 整负重对背部的压力， 人体上身状态监测机构用于对人体重心位置和上身运动情况进行实 时监测并将人体重心位置和上身运动情况发送到控制系统， 还用于根据控制系统的指令对 负重重心位置进行调整； 所述足部省力机构(1)用于在足部运动时起到缓冲作用， 同时对小 腿的运动情况进行实时监测并将小腿的运动情况发送到控制系统， 所述控制系统用于根据 小腿的运动情况和人体上身运动情况计算出人体运动情况， 还用于根据人体的身高、 体重 和人体运动情况计算出人体重心位置， 根据负。

5、重的形状、 质量和高度计算负重中心位置， 根 据人体运动情况和人体重心位置对负重重心位置和负重对背部的压力进行实时调整； 所述动力机构(2)包括识别机构和可变性适应地形的轮子(21)， 所述识别机构用于识 别道路图像并将道路图像数据发送到控制系统， 所述控制系统用于根据道路图像数据分析 得到道路情况， 并根据道路情况对可变性适应地形的轮子(21)的形状进行调节。 2.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述足部省力机 构(1)包括脚撑(11)、 省力弹簧(12)和小腿绑带(13)， 所述省力弹簧(12)设置在小腿绑带 (13)和脚撑(11)之间且两端分别固定在小腿绑。

6、带(13)和脚撑(11)上， 所述脚撑(11)内设置 有脚撑(11)压力计， 所述小腿绑带(13)内设置有加速计、 速度计、 角速度计、 陀螺仪和肌腱 压力计， 所述足部省力机构(1)用于监测小腿的运动方向、 加速度、 倾斜角度和肌肉运动情 况， 并将检测结果发送到控制系统。 3.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述负重装载机 构(3)包括U形重物托盘(31)， 所述U形重物托盘(31)两侧通过减震弹簧与背带机构(4)连 接。 4.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述减震机构包 括背带架(41)、 活塞(43)、 充气机构和浮动弹。

7、簧(44)， 所述背带架(41)内部开设有密闭空 腔， 活塞(43)设置在密闭空腔内， 活塞(43)上方设置有连杆， 连杆和支架之间设置有浮动弹 簧(44)， 所述活塞(43)下方的密闭空腔连接气泵入口， 所述气泵用于通过向密闭空腔充气 或抽气， 使活塞(43)在竖直方向上移动， 通过调节活塞(43)的高度调节负重对背部的压力； 所述人体上身运动情况包括人体上身的运动方向、 加速度、 倾斜角度和人体上身运动 姿态， 所述人体上身状态监测机构包括加速计、 速度计、 角速度计、 陀螺仪和在背带机构(4) 不同位置放置的多个位置传感器， 所述加速计、 速度计、 角速度计和陀螺仪用于监测人体上 身的运。

8、动方向、 加速度和倾斜角度， 所述位置传感器用于监测人体上身运动姿态。 5.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 还包括支撑机构 和伸缩机构， 所述负重装载机构(3)下方设置有支撑机构， 支撑机构下方通过伸缩机构与动 力机构(2)上方连接， 支撑机构两端分别与负重装载机构(3)和伸缩机构铰接， 通过调节支 撑机构的倾斜角度和伸缩机构的长度能调节负重重心高度。 权利要求书 1/2 页 2 CN 112092935 A 2 6.根据权利要求4所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 当判断人体运动 情况为静止时， 控制系统调节活塞高度为人体重心高度150mm的范围。

9、； 当判断人体运动情 况为静止时， 调节负重重心位置为自然状态； 当判断人体运动情况为跳跃时， 竖直方向通过 气泵调节人体在到达最高点前弹簧为自由伸缩状态在到达最高点后， 活塞缓慢排出腔体中 的空气保证p腔 内 瞬 时 压 强*s腔 体 圆 形 横 截 面 积F弹 簧 形 变 力， 即活塞提供抵消弹簧形变产生的弹力， 水平方向 动力机构2提供动力使V负 重 部V人 水 平 方 向， 负重重心位置为自然直立状态； 当判断人体运动情况 为上/下楼梯或跨越障碍坡时， 调节活塞高度为人体重心高度， 控制负重重心与轮接触点连 线垂直于水平面， 较坡面高度为:h-tan d， 其中h为人重心高度， 为坡度。

10、； d为人与负重部 水平距离； 当判断人体运动情况为平地疾跑或频率不规则运动时， 控制气泵仅在弹簧拉伸 极限范围附近对弹簧进行减速， 负重重心位置保持在弹簧轨道中点水平高度。 7.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述识别机构包 括设置在动力机构(2)前后两侧的各两个摄像头， 所述道路情况包括是否有障碍物、 障碍物 形状、 障碍物位置和道路形状， 所述可变性适应地形的轮子(21)上还设置有加速度计、 陀螺 仪和速度计， 所述加速度计、 陀螺仪和速度计用于监测可变性适应地形的轮子(21)的运动 情况并将轮子的实时运动情况数据发送到控制系统， 所述控制系统用于根据轮子。

11、的实时运 动情况和道路情况对轮子的形状进行调节。 8.根据权利要求1所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述可变性适应 地形的轮子(21)包括内轮毂(211)、 环状支撑架(212)、 轮胎支架(213)和外轮毂条形块 (214)， 多个所述环状支撑架(212)并排平行设置在内轮毂(211)外侧， 且所有环状支撑架 (212)的直径相同且圆心均位于内轮毂(211)中轴线上， 每个环状支撑架(212)上都均匀设 置有N个轮胎支架(213)， 所述轮胎支架(213)贯穿环状支撑架(212)且一端通过内轮毂连接 器(5)可拆卸安装在内轮毂(211)上， 另一端上与外轮毂条形块(214)。

12、固定， 设环状支撑架 (212)的数量为M， 则相邻的M/2个轮胎支架(213)固定在同一个外轮毂条形块(214)上。 9.根据权利要求7所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所述轮胎支架 (213)的长度可伸缩， 所有所述外轮毂条形块(214)均位于同一个圆柱面上。 10.根据权利要求1-9中任一项所述的结构简单的助力省力搬运装置， 其特征在于， 所 述连接器为可转动卡榫， 所述内轮毂(211)上设置有卡槽， 所述可转动卡榫能与卡槽配合， 使得连接器与内轮毂(211)相对固定或解除固定。 权利要求书 2/2 页 3 CN 112092935 A 3 一种结构简单的助力省力搬运装置。

13、 技术领域 0001 本发明运输辅助器械领域， 具体的讲是一种结构简单的助力省力搬运装置。 背景技术 0002 搬运重物使经常需要用到搬运装置， 但是常规搬运装置的状态固定， 二人在行走 过程中运动状态是变化的， 搬运装置并不能根据人的运动状态进行适应性调整， 不能合理 进行省力， 而且常规搬运装置的轮子只能在平地上使用， 也有一些爬楼专用的搬运装置， 但 是没有可以兼顾平地爬楼功能的搬运装置。 发明内容 0003 本发明要解决的技术问题是针对以上不足， 提供一种结构简单的助力省力搬运装 置。 0004 为解决以上技术问题， 本发明采用以下技术方案： 0005 一种结构简单的助力省力搬运装置，。

14、 包括足部省力机构、 动力机构、 负重装载机 构、 背带机构和控制系统， 所述动力机构设置在负重装载机构下方， 所述背带机构设置在负 重装载机构一侧， 所述足部省力机构通过连接线连接在负重装载机构下方， 所述动力机构 带动负重装载机构向前移动， 所述负重装载机构用于装载物品； 0006 所述背带机构内设置有重心调节机构、 减震机构和人体上身状态监测机构， 重心 调节机构用于按照控制系统的指令调整负重重心位置， 减震机构用于按照控制系统的指令 调整负重对背部的压力， 人体上身状态监测机构用于对人体重心位置和上身运动情况进行 实时监测并将人体重心位置和上身运动情况发送到控制系统， 还用于根据控制系。

15、统的指令 对负重重心位置进行调整； 所述足部省力机构用于在足部运动时起到缓冲作用， 同时对小 腿的运动情况进行实时监测并将小腿的运动情况发送到控制系统， 所述控制系统用于根据 小腿的运动情况和人体上身运动情况计算出人体运动情况， 根据人体的身高、 体重和人体 运动情况计算出人体重心位置， 根据负重的形状、 质量和高度计算负重中心位置， 根据人体 运动情况和人体重心位置对负重重心位置和负重对背部的压力进行实时调整； 0007 所述动力机构包括识别机构和可变性适应地形的轮子， 所述识别机构用于识别道 路图像并将道路图像数据发送到控制系统， 所述控制系统用于根据道路图像数据分析得到 道路情况， 并根。

16、据道路情况对可变性适应地形的轮子的形状进行调节。 0008 进一步的， 所述足部省力机构包括脚撑、 省力弹簧和小腿绑带， 所述省力弹簧设置 在小腿绑带和脚撑之间且两端分别固定在小腿绑带和脚撑上， 所述脚撑内设置有脚撑压力 计， 所述小腿绑带内设置有加速计、 速度计、 角速度计、 陀螺仪和肌腱压力计， 所述足部省力 机构用于监测小腿的运动方向、 加速度、 倾斜角度和肌肉运动情况， 并将检测结果发送到控 制系统。 0009 进一步的， 所述负重装载机构包括U形重物托盘， 所述U形重物托盘两侧通过减震 弹簧与背带机构连接。 说明书 1/6 页 4 CN 112092935 A 4 0010 进一步的。

17、， 所述减震机构包括背带架、 活塞、 充气机构和浮动弹簧， 所述背带架内 部开设有密闭空腔， 活塞设置在密闭空腔内， 活塞上方设置有连杆， 连杆和支架之间设置有 浮动弹簧， 所述活塞下方的密闭空腔连接气泵入口， 所述气泵用于通过向密闭空腔充气或 抽气， 使活塞在竖直方向上移动， 调节活塞的高度， 通过调节活塞的高度调节负重对背部的 压力； 0011 所述人体上身运动情况包括人体上身的运动方向、 加速度、 倾斜角度和人体上身 运动姿态， 所述人体上身状态监测机构包括加速计、 速度计、 角速度计、 陀螺仪和在背带机 构不同位置放置的多个位置传感器， 所述加速计、 速度计、 角速度计和陀螺仪用于监测。

18、人体 上身的运动方向、 加速度和倾斜角度， 所述位置传感器用于监测人体上身运动姿态。 0012 进一步的， 还包括支撑机构和伸缩机构， 所述负重装载机构下方设置有支撑机构， 支撑机构下方通过伸缩机构与动力机构上方连接， 支撑机构两端分别与负重装载机构和伸 缩机构铰接， 通过调节支撑机构的倾斜角度和伸缩机构的长度能调节负重重心高度。 进一 步的， 当判断人体运动情况为静止时， 控制系统调节活塞高度为人体重心高度150mm的范 围； 当判断人体运动情况为静止时， 调节负重重心位置为自然状态； 当判断人体运动情况为 跳跃时， 竖直方向通过气泵调节人体在到达最高点前弹簧为自由伸缩状态在到达最高点 后，。

19、 活塞缓慢排出腔体中的空气保证p腔 内 瞬 时 压 强*s腔 体 圆 形 横 截 面 积F弹 簧 形 变 力， 即活塞提供抵消弹簧形 变产生的弹力， 水平方向动力机构2提供动力使V负 重 部V人 水 平 方 向， 负重重心位置为自然直立状 态； 当判断人体运动情况为上/下楼梯或跨越障碍坡时， 调节活塞高度为人体重心高度， 控 制负重重心与轮接触点连线垂直于水平面， 较坡面高度为:h-tan d， 其中h为人重心高 度， 为坡度； d为人与负重部水平距离； 当判断人体运动情况为平地疾跑或频率不规则运动 时， 控制气泵仅在弹簧拉伸极限范围附近对弹簧进行减速， 负重重心位置保持在弹簧轨道 中点水平高。

20、度。 0013 进一步的， 所述识别机构包括设置在动力机构前后两侧的各两个摄像头， 所述道 路情况包括是否有障碍物、 障碍物形状、 障碍物位置和道路形状， 所述可变性适应地形的轮 子上还设置有加速度计、 陀螺仪和速度计， 所述加速度计、 陀螺仪和速度计用于监测可变性 适应地形的轮子的运动情况并将轮子的实时运动情况数据发送到控制系统， 所述控制系统 用于根据轮子的实时运动情况和道路情况对轮子的形状进行调节。 0014 进一步的， 所述可变性适应地形的轮子包括内轮毂、 环状支撑架、 轮胎支架和外轮 毂条形块， 多个所述环状支撑架并排平行设置在内轮毂外侧， 且所有环状支撑架的直径相 同且圆心均位于内。

21、轮毂中轴线上， 每个环状支撑架上都均匀设置有N个轮胎支架， 所述轮胎 支架贯穿环状支撑架且一端通过内轮毂连接器可拆卸安装在内轮毂上， 另一端上与外轮毂 条形块固定， 设环状支撑架的数量为M， 则相邻的M/2个轮胎支架固定在同一个外轮毂条形 块上。 0015 进一步的， 所述轮胎支架的长度可伸缩。 0016 进一步的， 所有所述外轮毂条形块均位于同一个圆柱面上。 0017 进一步的， 所述连接器为可转动卡榫， 所述内轮毂上设置有卡槽， 所述可转动卡榫 能与卡槽配合， 使得连接器与内轮毂相对固定或解除固定。 0018 本发明采用以上技术方案后， 与现有技术相比， 具有以下优点： 0019 本发明的。

22、背带机构内设置有重心调节机构， 可通过气泵充气或抽气调整活塞的位 说明书 2/6 页 5 CN 112092935 A 5 置调节负载的重心， 足部省力机构可以实时监测小腿的运动方向、 加速度、 倾斜角度和肌肉 运动情况， 所述背带机构可以实时监测人体上身的运动方向、 加速度、 倾斜角度和人体上身 运动姿态， 控制系统可以根据小腿的运动情况和人体上身运动情况计算出人体运动情况， 根据人体运动情况对负重重心位置进行实时调整， 使得负重重心位置与人体运动状态始终 相适应， 可减轻负重对人体的压力， 0020 本发明的动力机构包括识别机构和可变性适应地形的轮子， 识别机构包括设置在 动力机构前后两侧。

23、的各两个摄像头， 每个摄像头各负责90 扇形区域的路面情况拍摄， 通过 拍摄道路图像并将道路图像数据发送到控制系统， 控制系统可根据道路图像数据分析得到 道路情况， 包括道路上是否有障碍物、 障碍物形状、 障碍物位置和道路形状， 并根据道路情 况对可变性适应地形的轮子的形状进行调节。 0021 本发明的可变性适应地形的轮子可以变换不同状态， 可在平地上或上楼梯时使 用， 还可适用于各种高度和宽度的楼梯， 使用方便， 适应性强。 0022 下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。 附图说明 0023 图1为本发明的总体结构示意图； 0024 图2为本发明的足部省力机构结构示意图； 0025 图。

24、3为本发明的背带机构结构示意图； 0026 图4为可变性适应地形的轮子的正常状态立体结构示意图； 0027 图5为可变性适应地形的轮子的正常状态轮胎面结构示意图； 0028 图6为可变性适应地形的轮子的爬楼状态立体结构示意图； 0029 图7为可变性适应地形的轮子的爬楼状态轮胎面结构示意图； 0030 图8为可变性适应地形的轮子的一种爬楼状态示意图； 0031 图9为可变性适应地形的轮子的另一种爬楼状态示意图。 0032 附图中， 各标号所代表的部件列表如下： 0033 1、 足部省力机构； 2、 动力机构； 3、 负重装载机构； 4、 背带机构； 11、 脚撑； 12、 省力弹 簧； 13、。

25、 小腿绑带； 21、 可变性适应地形的轮子； 31、 U形重物托盘； 41、 背带架； 42、 活塞； 43、 浮 动弹簧； 44、 支撑杆； 211、 内轮毂； 212、 环状支撑架； 213、 轮胎支架； 214、 外轮毂条形块； 215、 内轮毂连接器 具体实施方式 0034 以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述， 所举实例只用于解释本发明， 并 非用于限定本发明的范围。 0035 在本发明的描述中， 需要说明的是， 术语 “中心” 、“上” 、“下” 、“左” 、“右” 、“竖直” 、 “水平” 、“内” 、“外”“顺时针”“逆时针” 等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或 。

26、位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述， 而不是指示或暗示所指的装置或元件必 须具有特定的方位、 以特定的方位构造和操作， 因此不能理解为对本发明的限制。 0036 一种结构简单的助力省力搬运装置， 包括足部省力机构1、 动力机构2、 负重装载机 构3、 背带机构4和控制系统， 所述动力机构2设置在负重装载机构3下方， 所述背带机构4设 说明书 3/6 页 6 CN 112092935 A 6 置在负重装载机构3一侧， 所述足部省力机构1通过连接线连接在负重装载机构3下方， 所述 动力机构2带动负重装载机构3向前移动， 所述负重装载机构3用于装载物品； 0037 所述背带机构4内设置有重。

27、心调节机构、 减震机构和人体上身状态监测机构， 重心 调节机构用于按照控制系统的指令调整负重重心位置， 减震机构用于按照控制系统的指令 调整负重对背部的压力， 人体上身状态监测机构用于对人体重心位置和上身运动情况进行 实时监测并将人体重心位置和上身运动情况发送到控制系统， 还用于根据控制系统的指令 对负重重心位置进行调整； 所述足部省力机构1用于在足部运动时起到缓冲作用， 同时对小 腿的运动情况进行实时监测并将小腿的运动情况发送到控制系统， 所述控制系统用于根据 小腿的运动情况和人体上身运动情况计算出人体运动情况， 根据人体的身高、 体重和人体 运动情况计算出人体重心位置， 根据负重的形状、 。

28、质量和高度计算负重中心位置， 根据人体 运动情况和人体重心位置对负重重心位置和负重对背部的压力进行实时调整； 0038 所述动力机构2包括识别机构和可变性适应地形的轮子21， 所述识别机构用于识 别道路图像并将道路图像数据发送到控制系统， 所述控制系统用于根据道路图像数据分析 得到道路情况， 并根据道路情况对可变性适应地形的轮子21的形状进行调节。 0039 作为一种实施方式， 所述足部省力机构1包括脚撑11、 省力弹簧12和小腿绑带13， 所述省力弹簧12设置在小腿绑带13和脚撑11之间且两端分别固定在小腿绑带13和脚撑11 上， 所述脚撑11内设置有脚撑11压力计， 所述小腿绑带13内设置。

29、有加速计、 速度计、 角速度 计、 陀螺仪和肌腱压力计， 所述足部省力机构1用于监测小腿的运动方向、 加速度、 倾斜角度 和肌肉运动情况， 并将检测结果发送到控制系统。 0040 作为一种实施方式， 所述负重装载机构3包括U形重物托盘31， 所述U形重物托盘31 两侧通过减震弹簧与背带机构4连接。 0041 作为一种实施方式， 所述减震机构包括背带架41、 活塞43、 充气机构和浮动弹簧 44， 所述背带架41内部开设有密闭空腔， 活塞43设置在密闭空腔内， 活塞43上方设置有连 杆， 连杆和支架之间设置有浮动弹簧44， 所述活塞43下方的密闭空腔连接气泵入口， 所述气 泵用于通过向密闭空腔充。

30、气或抽气， 使活塞43在竖直方向上移动， 调节活塞43的高度， 通过 调节活塞43的高度调节负重对背部的压力； 0042 所述人体上身运动情况包括人体上身的运动方向、 加速度、 倾斜角度和人体上身 运动姿态， 所述人体上身状态监测机构包括加速计、 速度计、 角速度计、 陀螺仪和在背带机 构4不同位置放置的多个位置传感器， 所述加速计、 速度计、 角速度计和陀螺仪用于监测人 体上身的运动方向、 加速度和倾斜角度， 所述位置传感器用于监测人体上身运动姿态。 0043 作为一种实施方式， 还包括支撑机构和伸缩机构， 所述负重装载机构3下方设置有 支撑机构， 支撑机构下方通过伸缩机构与动力机构2上方连。

31、接， 支撑机构两端分别与负重装 载机构3和伸缩机构铰接， 通过调节支撑机构的倾斜角度和伸缩机构的长度能调节负重重 心高度。 0044 作为一种实施方式， 当判断人体运动情况为静止时， 控制系统调节活塞高度为人 体重心高度150mm的范围； 当判断人体运动情况为静止时， 调节负重重心位置为自然状 态； 当判断人体运动情况为跳跃时， 竖直方向通过气泵调节人体在到达最高点前弹簧为自 由伸缩状态在到达最高点后， 活塞缓慢排出腔体中的空气保证p腔内瞬时压强*s腔体圆形横截面积 F弹簧形变力， 即活塞提供抵消弹簧形变产生的弹力， 水平方向动力机构2提供动力使V负重部 说明书 4/6 页 7 CN 1120。

32、92935 A 7 V人 水平 方 向， 负重重心位置为自然直立状态； 当判断人体运动情况为上/下楼梯或跨越障碍坡 时， 调节活塞高度为人体重心高度， 控制负重重心与轮接触点连线垂直于水平面， 较坡面高 度为:h-tan d， 其中h为人重心高度， 为坡度； d为人与负重部水平距离； 当判断人体运动 情况为平地疾跑或频率不规则运动时， 控制气泵仅在弹簧拉伸极限范围附近对弹簧进行减 速， 负重重心位置保持在弹簧轨道中点水平高度。 0045 作为一种实施方式， 所述识别机构包括设置在动力机构2前后两侧的各两个摄像 头， 所述道路情况包括是否有障碍物、 障碍物形状、 障碍物位置和道路形状， 所述可变。

33、性适 应地形的轮子21上还设置有加速度计、 陀螺仪和速度计， 所述加速度计、 陀螺仪和速度计用 于监测可变性适应地形的轮子21的运动情况并将轮子的实时运动情况数据发送到控制系 统， 所述控制系统用于根据轮子的实时运动情况和道路情况对轮子的形状进行调节。 0046 作为一种实施方式， 所述可变性适应地形的轮子21包括内轮毂211、 环状支撑架 212、 轮胎支架213和外轮毂条形块214， 多个所述环状支撑架212并排平行设置在内轮毂211 外侧， 且所有环状支撑架212的直径相同且圆心均位于内轮毂211中轴线上， 每个环状支撑 架212上都均匀设置有N个轮胎支架213， 所述轮胎支架213贯穿。

34、环状支撑架212且一端通过 内轮毂连接器5可拆卸安装在内轮毂211上， 另一端上与外轮毂条形块214固定， 设环状支撑 架212的数量为M， 则相邻的M/2个轮胎支架213固定在同一个外轮毂条形块214上。 0047 作为一种实施方式， 所述轮胎支架213的长度可伸缩。 0048 作为一种实施方式， 所有所述外轮毂条形块214均位于同一个圆柱面上。 0049 作为一种实施方式， 所述连接器为可转动卡榫， 所述内轮毂211上设置有卡槽， 所 述可转动卡榫能与卡槽配合， 使得连接器与内轮毂211相对固定或解除固定。 0050 本发明的背带机构内设置有重心调节机构， 可通过气泵充气或抽气调整活塞的位。

35、 置调节负载的重心， 足部省力机构可以实时监测小腿的运动方向、 加速度、 倾斜角度和肌肉 运动情况， 所述背带机构可以实时监测人体上身的运动方向、 加速度、 倾斜角度和人体上身 运动姿态， 控制系统可以根据小腿的运动情况和人体上身运动情况计算出人体运动情况， 根据人体运动情况对负重重心位置进行实时调整， 使得负重重心位置与人体运动状态始终 相适应， 可减轻负重对人体的压力， 0051 所述动力机构包括识别机构和可变性适应地形的轮子， 所述识别机构包括设置在 动力机构前后两侧的各两个摄像头， 每个摄像头各负责90 扇形区域的路面情况拍摄， 通过 拍摄道路图像并将道路图像数据发送到控制系统， 控制。

36、系统可根据道路图像数据分析得到 道路情况， 包括道路上是否有障碍物、 障碍物形状、 障碍物位置和道路形状， 并根据道路情 况对可变性适应地形的轮子的形状进行调节。 0052 变换轮子形状时， 连接同一个外轮毂条形块的不同轮胎支架上的内轮毂连接器依 次与内轮毂解除锁定， 随着内轮毂的转动， 使得轮胎支架的相对位置发生变化， 对外轮毂条 形块的形状进行调整。 0053 如图4-图5所示为可变性适应地形的轮子在平地上使用时为正常状态， 正常状态 时， 同一排的两个外轮毂条形块的相邻端相连， 且上一排外轮毂条形块和下一排外轮毂条 形块的两个最远端在竖直方向上有重叠， 使得轮子在转动过程中始终有外轮毂条。

37、形块接触 地面， 保证轮子的运动平稳。 0054 如图6-图7所示为可变性适应地形的轮子在平地上使用时为爬楼状态， 爬楼状态 说明书 5/6 页 8 CN 112092935 A 8 时， 每个外轮毂条形块均为水平状态且相互平行， 相邻两个外轮毂条形块之间的距离根据 台阶的面积和高度调整， 可以并排也可以交错， 如图8所示为相邻两个外轮毂条形块并排时 的轮子示意图， 图9为相邻两个外轮毂条形块交错时的轮子示意图， 图8适用面积较宽的台 阶， 图9适用面积较窄的台阶， 也可以统一调整轮胎支架的长度来适应不同的台阶。 动力机 构在楼梯时采用基于zmp算法的单足模型。 以上所述为本发明最佳实施方式的。

38、举例， 其中未 详细述及的部分均为本领域普通技术人员的公知常识。 本发明的保护范围以权利要求的内 容为准， 任何基于本发明的技术启示而进行的等效变换， 也在本发明的保护范围之内。 说明书 6/6 页 9 CN 112092935 A 9 图1 说明书附图 1/9 页 10 CN 112092935 A 10 图2 说明书附图 2/9 页 11 CN 112092935 A 11 图3 说明书附图 3/9 页 12 CN 112092935 A 12 图4 说明书附图 4/9 页 13 CN 112092935 A 13 图5 说明书附图 5/9 页 14 CN 112092935 A 14 图6 说明书附图 6/9 页 15 CN 112092935 A 15 图7 说明书附图 7/9 页 16 CN 112092935 A 16 图8 说明书附图 8/9 页 17 CN 112092935 A 17 图9 说明书附图 9/9 页 18 CN 112092935 A 18 。