[发明专利]可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的坐下模式控制方法

摘要

本发明公开了可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的坐下模式控制方法。该方法先控制模块通过采集到的信号判断用户姿态是否同时满足触发条件C1、C2、C3和C4；若控制模块检测到用户满足坐下触发条件，控制模块向髋部电机和膝部电机发出指令，髋部电机开始以加速度a0从静止匀加速至速度v0，以v0转动，∠_髋减小，带动用户躯干与大腿产生相对角度运动；同时，膝部电机也开始以加速度a0从静止匀加速至速度v0，然后以恒定速度v0转动，∠_膝减小，带动用户大腿与小腿产生相对角度运动；本发明可帮助患者初期进行坐下训练，这样可以增强关节活动度和肌肉力，同时也有利于逐步提高患者对外骨骼的适应性，为后期的行走动作打好基础。

主权项

可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的坐下模式控制方法，其特征在于包括如下步骤：1)坐下触发条件判断：控制模块通过采集到的信号判断用户姿态是否同时满足触发条件C1、C2、C3和C4；其中C1为∠_膝＝170°～175°，∠_髋＝170°～175°，C2为∠_前后＝0°～+10°，∠_左右＝‐5°～+5°，C3为F_P+F_C＝(90％～95％)G，|F_pl‐F_pr|/(F_pl+F_pr)＝0～5％，C4为F_C＝(5％～10％)G；如果控制模块检测到用户不满足坐下触发条件，通过语音模块对用户进行语音提示，直至用户满足坐下触发条件；2)若控制模块检测到用户满足坐下触发条件，控制模块向髋部电机和膝部电机发出指令，髋部电机开始以加速度a0从静止匀加速至速度v0，然后以恒定速度v0转动，躯干支架与大腿支架之间角度∠_髋减小，带动用户躯干与大腿产生相对角度运动；同时，膝部电机也开始以加速度a0从静止匀加速至速度v0，然后以恒定速度v0转动，大腿支架与小腿支架之间角度∠_膝减小，带动用户大腿与小腿产生相对角度运动；直至控制模块检测到∠_髋＝70°～80°，∠_膝＝70°～80°，控制髋部电机、膝部电机以加速度‐a0匀减速至静止；然后膝部电机不转动，髋部电机开始以加速度a1从静止匀加速至速度v1，以恒定速度v1转动，躯干支架与大腿支架之间角度∠_髋增大，带动用户躯干与大腿产生相对角度运动，直至控制模块检测到∠_髋＝80°～90°，控制髋部电机以加速度‐a1匀减速至静止；所述∠_髋为躯干支架与大腿支架之间角度；所述∠_膝为大腿支架与小腿支架之间角度；所述∠_前后为以躯干垂直地面为基准，躯干前后倾斜的角度，前倾为正，后倾为负；∠_左右为以躯干垂直地面为基准，躯干左右倾斜的角度，左倾为正，右倾为负；G为用户体重；F_C为去除拐杖自身重力后，左右拐杖触地端所受总压力；F_P为左右脚底总压力；F_pl为左脚单独压力；F_pr为右脚单独压力。