[发明专利]一种外骨骼系统的控制系统及外骨骼系统

权利要求书

1.一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取小腿的偏转角度和大腿的偏转角度，其中小腿的偏转角度为小腿相对初始位置的偏转角度，大腿的偏转角度为大腿相对初始位置的偏转角度，初始位置为平躺时腿部处于伸直状态并且未抬起时的位置；

第一判断模块，用于根据小腿的偏转角度和大腿的偏转角度判断腿是否为伸直状态；

第二获取模块，用于当一次直抬腿过程中腿为伸直状态时，获取一次直抬腿的最大角度，其中直抬腿的最大角度为直抬腿时腿与初始位置的最大偏转角度；

存储模块，用于存储预设角度；

第二判断模块，用于判断所述最大角度是否大于等于预设角度；

驱动模块，用于当第二判断模块的判断结果为否时，确定所述最大角度与预设角度的差值；根据所述差值确定致动信号，并将所述致动信号发送至致动器，以使所述致动器根据所述致动信号对小腿施加伸展力，实现腿与初始位置的角度达到预设角度，其中所述致动器位于小腿处；

所述系统还包括：

统计模块，用于统计一次训练的训练时间和直抬腿的次数；

计算模块，用于在所述一次训练中，当所述训练时间大于等于第一时间阈值，并且直抬腿的次数中存在至少N次直抬腿的最大角度大于等于预设角度时，则所述一次训练满足直抬腿训练要求；当连续M次训练均满足直抬腿训练要求时，计算新的第一预设角度；

存储模块，还用于将所述新的第一预设角度替换预设角度进行存储作为下一次训练的预设角度；

计算新的第一预设角度为：

其中θ_i表示一次训练中，满足直抬腿的最大角度大于等于预设角度的N次直抬腿中第i次直抬腿的最大角度；θ_v表示一次训练中，满足直抬腿的最大角度大于等于预设角度的N次直抬腿中N个直抬腿的最大角度的平均角度；θ_t0表示预设角度，θ_t表示新的第一预设角度，j表示连续M次训练均满足直抬腿训练要求时的第j次训练，θ_v(j)表示所述第j次训练时，满足直抬腿的最大角度大于等于预设角度的N次直抬腿中N个直抬腿的最大角度的平均角度。

2.根据权利要求1所述的一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，根据小腿的偏转角度和大腿的偏转角度判断腿是否为伸直状态包括：比较同一时刻下小腿的偏转角度和大腿的偏转角度，当同一时刻下，小腿的偏转角度等于大腿的偏转角度时，在该时刻腿为伸直状态，当同一时刻下，小腿的偏转角度小于大腿的偏转角度时，在该时刻腿为弯曲状态。

3.根据权利要求1所述的一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，所述计算模块还用于：在所述一次训练中，直抬腿的次数中存在至少T次直抬腿的最大角度小于预设角度时，其中T为大于2的正整数，TNum-N，Num为一次训练中直抬腿的次数；计算新的第二预设角度；

存储模块还用于：将所述新的第二预设角度替换预设角度作为下一次训练的预设角度。

4.根据权利要求1或3所述的一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，统计直抬腿的次数具体为：

腿保持伸直状态，腿与初始位置的角度由0°增大再减小为0°，记为一次直抬腿，将直抬腿的次数加1。

5.根据权利要求4所述的一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，统计一次训练的训练时间包括：

在所述一次训练中，当腿为伸直状态，并且腿第一次与初始位置的角度大于0°时开始计时，当完成一次直抬腿之后在第二时间阈值内未开始进行下一次直抬腿或者当一次直抬腿的训练时间大于等于第三时间阈值时，结束本次训练，则结束计时，从所述开始计时到结束计时的时间段为所述一次训练的训练时间。

6.根据权利要求3所述的一种外骨骼系统的控制系统，其特征在于，计算新的第二预设角度为：

其中θ_k表示一次训练中，直抬腿的最大角度小于预设角度的T次直抬腿中第k次直抬腿的最大角度；θ_t0表示预设角度，θ_t2表示新的第二预设角度。