[发明专利]外骨骼的控制方法及装置

说明书

本申请涉及一种外骨骼的控制方法及装置，属于人工智能技术领域，该方法包括：获取人体一半的质量信息和人体的关节力矩信息，获取外骨骼一半的质量信息，根据所述人体的质量信息、所述人体的关节力矩信息以及所述外骨骼的质量信息，计算人体在蹲起、搬移和托举时外骨骼的关节力矩信息；根据所述外骨骼的关节力矩信息控制外骨骼运动，解决了负重搬运外骨骼的力矩分配难题，即为外骨骼关节电机以及液压选型提供科学依据，又帮助分析搬运的力矩及功率时序图，使得负重搬运外骨骼的机械、电气以及控制更加科学化，对整个外骨骼行业都有着极大的参考价值。

技术领域

本申请涉及外骨骼的控制方法及装置，属于人工智能技术领域。

背景技术

随着我国经济的快速发展，物流行业已经成为我国经济发展中的支柱行业，据统计，2017年我国社会物流总费用达到252.8万亿元，占同期GDP的比重为14.9％。但目前物流行业在货物仓库及装车的过程中主要还是依靠单纯的人力搬运来完成，通过某物流公司2018年618数据表明，一线仓储工人光搬运20kg的饮料酒水商品，一天就需要弯腰3000次，持续操作这样的商品对工人的腰部造成非常大的影响。所以仓储物流行业急需具备托举搬移功能的负重搬运外骨骼来提升仓储系统的运营效率，减轻员工的劳动负荷。具备托举搬移功能的全身外骨骼目前即将进入高速发展期，国内多家研究所及高效均在从事该方面的研究，随着五到十年后技术发展成熟，其将迎来广阔的市场，当下抓住时机，突破关键技术才能在未来市场内占领一席之地。

目前科研机构和公司使用类推方法，从低负载实验所得的数据，进行转换得到高负载数据。目前常用的方法是通过低负载实验数据进行倍数转换，得到目标负载的数据；如正常负载akg，所得数据为A，则直接通过简单的倍数算法，得到目标负载bkg的所需数据B＝b/a*A。因为负载的质量对人体上下肢每个关节的作用力是不一样的，所以这样的倍数转换误差非常大。

发明内容

本申请提供了一种外骨骼的控制方法及装置，可以解决现有方案中负重搬运外骨骼的力矩分配难题的问题。本申请提供如下技术方案：

第一方面，提供了一种外骨骼的控制方法，所述方法包括：

获取人体一半的质量信息和人体在搬运质量为a的货物时的关节力矩信息；所述人体一半的质量信息包括：踝关节以上质量m₁，膝关节以上质量m₂，髋关节以上质量m₃，大臂、小臂和手掌质量m₄，小臂和手掌质量m₅、手掌质量m₆以及人体的总质量m；a为人体所能搬运的货物的质量，所述人体的关节力矩信息包括：踝关节力矩T₁，膝关节力矩T₂，髋关节力矩T₃，肩关节力矩T₄，肘关节力矩T₅以及腕关节力矩T₆；

获取外骨骼一半的质量信息，所述外骨骼的质量信息包括：外骨骼踝关节以上质量M₁，外骨骼膝关节以上质量M₂，外骨骼髋关节以上质量M₃，外骨骼大臂、小臂和手掌质量M₄，外骨骼小臂和手掌质量M₅、外骨骼手掌质量M₆以及外骨骼的总质量M；

根据所述人体的质量信息、所述人体在搬运质量为a的货物时的关节力矩信息以及所述外骨骼的质量信息，计算人体在搬运所需搬运质量为b的货物且在蹲起、搬移和托举时外骨骼的关节力矩信息；b为人体所需搬运的货物的质量，所述人体的关节力矩信息包括：踝关节力矩T′₁，膝关节力矩T′₂，髋关节力矩T′₃，肩关节力矩T′₄，肘关节力矩T′₅以及腕关节力矩T′₆。

根据所述外骨骼的关节力矩信息控制外骨骼运动。