[發(fā)明專利]步態(tài)康復機器人及用于步態(tài)康復機器人的控制方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710125082.6
• 申請日: 2017-03-03
• 公開（公告）號: CN106618979A
• 公開（公告）日: 2017-05-10
• 發(fā)明（設計）人: 劉濤;王磊;陳眾賢;董天云;韓梅梅
• 申請（專利權(quán)）人: 杭州福祉醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: A61H3/04
• 分類號: A61H3/04
• 代理公司: 浙江五星國泰律師事務所33245
• 代理人: 王磊

1.步態(tài)康復機器人，包括機器人本體、驅(qū)動輪、控制單元和可穿戴傳感器，所述可穿戴傳感器與控制單元有線或無線連接，所述可穿戴傳感器用于檢測用戶行走時的腳落地步態(tài)事件，并測量用戶的大腿及小腿在矢狀面內(nèi)站立相時的姿態(tài)角度以及運動角速度，并計算出用戶的行走速度，所述控制單元與驅(qū)動輪電連接，所述驅(qū)動輪用于驅(qū)動機器人本體移動。

2.用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于，依次包括以下步驟：

（1）可穿戴傳感器測量用戶實時的行走速度；

（2）可穿戴傳感器將測得的行走速度反饋給步態(tài)康復機器人；

（3）步態(tài)康復機器人根據(jù)反饋的行走速度實時調(diào)整自身運行速度，使自身運行速度與用戶行走速度一致。

3.如權(quán)利要求2所述的用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于：所述的可穿戴傳感器穿戴于用戶的每條大腿和每條小腿上，所述可穿戴傳感器測量用戶實時的行走速度依次包括以下步驟：

（1）檢測用戶行走時的腳落地步態(tài)事件；

（2）實時測量所綁定的大腿、小腿在站立相時的矢狀面內(nèi)的姿態(tài)角度、以及運動角速度、；

（3）通過如下幾何關(guān)系式計算得出用戶實時的行走速度：

；

式中：V為用戶行走速度，LS、LT分別為用戶的小腿、大腿長度，、分別為用戶處于站立相時小腿在矢狀面內(nèi)與鉛垂線的夾角以及運動角速度，、分別為用戶處于站立相時大腿在矢狀面內(nèi)與鉛垂線的夾角以及運動角速度。

4.如權(quán)利要求3中所述的用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于：步態(tài)事件可以利用用戶小腿在矢狀面內(nèi)的角速度特征進行檢測；步態(tài)事件是指人在行走過程中的每個步態(tài)周期中的重要時刻，包括擺動中期、腳落地、站立中期和腳離地四個步態(tài)事件；小腿角速度在一個周期時間內(nèi)有一高一矮的兩個比較大的波峰，較高的峰對應著擺動中期，較矮的對應著站立中期；擺動中期之后有一段有很多小的負向的波峰的區(qū)域，這是腳落地造成的震動，第一個負向峰為腳落地時刻；在站立中期后，下一個擺動中期前，有一處波谷，此時對應著腳離地時刻；站立相是指從腳落地事件開始，到另一條腿腳落地事件結(jié)束，擺動相是指從站立相結(jié)束時刻開始至下次該腿腳落地事件時刻。

5.如權(quán)利要求2所述的用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于，可穿戴傳感器測量的行走速度通過有線或無線方式實時傳輸給步態(tài)康復機器人。

6.如權(quán)利要求2所述的用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于，步態(tài)康復機器人實時接收用戶行走速度數(shù)據(jù)，并根據(jù)所接收的行走速度數(shù)據(jù)實時更改其驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)速，使步態(tài)康復機器人整體的前進速度與用戶實時的行走速度一致。

7.如權(quán)利要求2-6任一項所述的用于步態(tài)康復機器人的控制方法，其特征在于，所述可穿戴傳感器為慣性傳感器或超聲波傳感器。