[发明专利]基于穿戴式助行外骨骼的下肢关节运动控制方法

摘要

基于穿戴式助行外骨骼的下肢关节运动控制方法，属于外骨骼关节运动控制领域，基于穿戴式助行外骨骼的下肢关节运动复现方法具体为，力矩补偿：外骨骼处于力矩控制模式；信息采集：通过外骨骼的驱动器采集健康人典型动作时的各关节运动数据，将数据处理后，便获得各典型动作的关节运动数据参考；控制模式转换：设计基于状态机的外骨骼位置控制方法；轨迹输出：截瘫患者穿戴助行外骨骼，外骨骼主动带动患者按照参考的关节轨迹运动，同时通过状态机的状态切换实现患者在不同状态下的下肢关节运动复现。利用本发明实现的步态更加自然、舒适，本发明运动复现过程简单。穿戴式助行外骨骼关节运动的自然性、舒适性差与患者关节运动的适配性好。

主权项

1.基于穿戴式助行外骨骼的下肢关节运动复现方法，所述穿戴式助行外骨骼的控制和驱动系统包括上位机、主控制器和关节，关节包括髋关节和膝关节；所述髋关节和膝关节所用的驱动系统分别包括传动系统、电机和驱动器；上位机实现多种信息的采集及与主控制器的通讯；其特征在于：所述下肢关节运动复现方法为：力矩补偿：外骨骼处于力矩控制模式，各关节的电机驱动各自关节输出一定的力矩，补偿外骨骼的重力、惯性、以及关节摩擦力矩，健康人带动外骨骼运动；信息采集：通过外骨骼的驱动器采集健康人在进行站起、坐下、行走、上下楼梯典型动作时的各关节运动数据，将数据处理后，便获得各典型动作的关节运动数据参考；控制模式转换：设计基于状态机的外骨骼位置控制方法，将获得的各典型动作的关节运动数据参考导入到状态机中，将外骨骼设置为位置控制模式，电机按照预定的位置运动；轨迹输出：截瘫患者穿戴助行外骨骼，外骨骼主动带动患者按照参考的关节轨迹运动，同时通过状态机的状态切换实现患者在不同状态下的下肢关节运动复现。