[發明專利]一種截癱助行動力外骨骼的控制方法

有效

• 申請號: 201410160962.3
• 申請日: 2014-04-21
• 公開（公告）號: CN103932868B
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 王人成;楊正東;沈強
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產權代理有限公司11246
• 代理人: 張文寶

1.一種截癱助行動力外骨骼的控制方法，該控制方法對截癱助行動力外骨骼進行控制，使其具有8種運動模式，供使用者進行選擇和切換，分別為：

模式1：坐→站；

模式2：站→坐；

模式3：站→走；

模式4：走→站；

模式5：常速平地行走；

模式6：慢速上下坡；

模式7：上樓梯；

模式8：下樓梯；

其特征在于，所述的模式1的控制流程為：患者處于坐姿的情況下，首先使得軀干前傾，且肘杖觸地向前支撐，此時截癱助行動力外骨骼的控制系統根據傳感器的數值來判斷是否滿足判據C₁₁和C₁₂，其中，C₁₁為判斷軀干的前傾角是否超過閾值θ_sit-stand，C₁₂為判斷肘杖向前支撐的地面反力是否超過閾值F_sit-stand；當滿足上述兩個判據時，截癱助行動力外骨骼的髖膝關節緩慢伸展至0°的位置；

所述的模式4的控制流程為：患者處于持續行走的狀態下，當前邁步腿著地后，截癱助行動力外骨骼的髖膝關節均緩慢恢復至0°位置，隨后對側腿跟上，具體為截癱助行動力外骨骼屈髖至一定角度，屈膝至最大角度，然后髖膝關節均恢復至0°位置，所述截癱助行動力外骨骼屈髖的角度滿足條件：患者步幅＝(患者大腿長+患者小腿長)×cos(屈髖角度)。

2.根據權利要求1所述的截癱助行動力外骨骼的控制方法，其特征在于，所述的模式2的控制流程為：患者處于站姿的情況下，首先使得軀干前傾，且肘杖觸地向后支撐，此時截癱助行動力外骨骼的控制系統根據傳感器的數值來判斷是否滿足判據C₂₁和C₂₂，其中，C₂₁為判斷軀干的前傾角是否超過閾值θ_stand-sit，C₂₂為判斷肘杖向后支撐的地面反力是否超過閾值F_stand-sit；當滿足上述兩個判據時，髖膝關節緩慢屈曲至90°的位置。

3.根據權利要求1所述的截癱助行動力外骨骼的控制方法，其特征在于，所述的模式3的控制流程為：患者處于站姿的情況下，首先使得軀干前傾，且左肘杖或右肘杖向前擺動，觸地并支撐，此時截癱助行動力外骨骼的控制系統根據傳感器的數值來判斷是否滿足判據C₃₁和C₃₂，其中，C₃₁為判斷手臂前擺角是否超過閾值θ_stand-walk，C₃₂為判斷肘杖向前支撐的地面反力是否超過閾值F_stand-walk；當滿足上述兩個判據時，根據預先設定的髖膝關節驅動數據邁右腿或左腿。

4.根據權利要求1所述的截癱助行動力外骨骼的控制方法，其特征在于，所述的模式5的控制流程為：患者首先使軀干前傾，且左肘杖向前擺動，觸地并支撐，此時截癱助行動力外骨骼的控制系統根據傳感器的數值來判斷是否滿足判據C₅₁和C₅₂，其中，C₅₁為判斷手臂前擺角是否超過閾值θ_walking，C₅₂為判斷肘杖向前支撐的地面反力是否超過閾值F_walking，當滿足上述兩個判據時，根據預先設定的髖膝關節驅動數據邁右腿，完成一次邁步，在截癱助行動力外骨骼的左髖關節向后伸展角度最大位置等待右肘杖觸地，當右手臂滿足判據C₅₁且右肘杖滿足判據C₅₂，髖膝關節驅動邁左腿，并在截癱助行動力外骨骼的右髖向后伸展最大位置處等待左手杖觸地，如此反復循環，實現持續性走。