[發明專利]基于腳部壓力傳感器的康復裝置的行走觸發控制方法

在審

• 申請號: 201510834977.8
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105342808A
• 公開（公告）日: 2016-02-24
• 發明（設計）人: 史景倫;王燕芳;黃懷;趙偉健
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61H3/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 羅觀祥

1.基于腳部壓力傳感器的康復裝置的行走觸發控制方法，其特征在于包括如下步驟：

1)平行站立姿態的判斷：控制模塊分析處理傳感器采集到的數據，判斷是否同時滿足以下4個條件：C1：∠前后＝-5°～+5°，∠左右＝-5°～+5°；C2：∠髖＝170°～180°，∠膝＝170°～180°；C3：|Fpl-Fpr|/Fp<10％；C4：FC>0，|Fcl–Fcr|/Fc<5％；若控制模塊檢測到傳感器數據同時滿足條件C1、C2、C3、C4，則用戶處于平行站立姿態；若不滿足上述4個條件中的任一條件，則不是平行站立姿態；

2)行走觸發條件的判斷：控制模塊分析處理傳感器采集到的數據，判斷是否滿足以下條件：C5：∠前后＝+5°～+15°，∠左右＝-10°～+10°；C6：Fpl>>Fpr或C7：Fpl<<Fpr；C8：FC>0，Fcl>Fcr或C9：Fc>0，Fcl<Fcr；若同時滿足條件C5、C6、C8，則滿足先邁右腿的觸發條件；若同時滿足條件C5、C7、C9，則滿足先邁左腿的觸發條件；若未同時滿足條件C5、C6、C8或未同時滿足條件C5、C7、C9，控制模塊持續檢測傳感器數據，判斷用戶姿態；

3)行走觸發控制：若控制模塊檢測到用戶滿足邁右腿的觸發條件，控制模塊向右腿髖部電機和右腿膝部電機發出指令，執行邁右腿動作：右腿髖部電機開始以加速度a0從靜止勻加速至速度v0，然后以速度v0轉動，帶動用戶軀干與大腿產生相對角度運動，使軀干支架與大腿支架之間角度∠右髖減?。煌瑫r右腿膝部電機開始以加速度a1從靜止勻加速至速度v1，然后以速度v1轉動，帶動大腿與小腿產生相對角度運動，使大腿支架與小腿支架之間的角度∠右膝減小，直至控制模塊檢測到∠右膝＝145°～140°，控制右腿膝部電機以加速度-a1勻減速至靜止；右腿髖部電機持續轉動，直至控制模塊檢測到∠右髖＝165°～160°，控制右腿膝部電機反向轉動，以加速度a1勻加速至速度v1，然后以速度v1轉動，帶動大腿與小腿產生相對角度運動，使大腿支架與小腿支架之間的角度∠右膝增大；控制模塊持續檢測∠右髖，直至檢測到∠右髖＝160°～155°，控制右腿髖部電機以加速度-a0勻減速至靜止；右腿膝部電機持續以速度v1轉動，直至控制模塊檢測到∠右膝＝170°～175°，控制右腿膝部電機以加速度-a1勻減速至靜止，邁步動作結束，用戶進入右腳前左腳后姿態；所述a0的取值為30°/s2～40°/s2，a1的取值為100°/s2～120°/s2，v0的取值為30°/s～40°/s，v1的取值為70°/s～80°/s；

若控制模塊檢測到用戶滿足邁左腿的觸發條件，控制模塊向左腿髖部電機和左腿膝部電機發出指令，執行邁左腿動作，直至動作結束，進入左腳前右腳后狀態；執行邁左腿動作與邁右腿動作相同，為左右腿互換，控制方式相同；

4)控制模塊繼續檢測判斷軀干傾角、腳底壓力和拐杖壓力傳感器的數據，進入步態維持狀態；

所述∠前后為軀干前后傾角；所述∠左右為軀干左右傾角；Fpl為左腳單獨壓力；Fpr為右腳單獨壓力；Fp為腳底總壓力；Fcl為去除拐杖自身重力后的左拐杖壓力；Fcr.為去除拐杖自身重力后的右拐杖壓力；FC為去除拐杖自身重力后的兩拐杖壓力和；∠膝為大腿支架與小腿支架之間的夾角；∠髖為大腿支架與軀干支架之間的夾角；∠左膝為左膝關節角度；∠右膝為右膝關節角度；∠左髖為左髖關節角度；∠右髖為右髖關節角度。