[发明专利]一种外骨骼装置及外骨骼变导纳控制方法

权利要求书

1.一种外骨骼控制器，其特征在于，包括：用于内环位置控制的反步控制器、用于外环力控制的导纳控制器；

所述反步控制器的构建过程为：

A1、获取外骨骼的状态空间模型；

A2、根据步骤A1的状态空间设计反步控制器；

所述导纳控制器的构建过程为：

B1、建立基于关节坐标系的导纳模型；

B2、基于实时步进频率的可变导纳调整策略调整导纳模型，得到导纳控制器；

步骤B2所述基于实时步进频率的可变导纳调整策略的计算过程为：

C1、计算基于步进频率的稳定性评价指标；

C2、计算基于步进频率的人机交互评价指标；

C3、根据步骤C1的基于步进频率的稳定性评价指标与步骤C2的基于步进频率的人机交互评价指标，计算基于步进频率的穿戴舒适度指标；

C4、采用不同尺度因子固定导纳控制器在不同步频下进行测试实验；

C5、统计测试实验结果获取不同步频下的最优穿戴舒适度指标所对应的尺度因子；

C6、采用数据拟合的方式获取步频与最优尺度因子的映射关系，得到基于实时步进频率的可变导纳调整策略。

2.一种外骨骼装置，其特征在于，采用权利要求1所述的控制器进行电机驱动。

3.根据权利要求2所述的一种外骨骼装置，其特征在于，还包括多个机械连杆，其中至少一个机械连杆采用弯曲的刚性结构，在弯曲的刚性结构靠近人体一侧安装力传感器。

4.根据权利要求3所述的一种外骨骼装置，其特征在于，还包括在各关节处设置红外光电传感器与刚性限位柱，红外光电传感器用于检测各机械连杆的软限位信号；刚性限位柱用于对各机械连杆进行机械硬限位。

5.根据权利要求4所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述软限位信号的检测过程为：当外骨骼活动范围超出设定的安全区间时，刚性限位柱将会遮挡红外光电传感器从而产生了软限位信号。

6.根据权利要求5所述的一种外骨骼装置，其特征在于，所述软限位信号用于使能对应关节的电机。