[發明專利]行走輔助設備及其控制方法

有效

• 申請號: 201711086020.5
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN108044601B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 李石磊;張征亞;段璞;梁哲;東人
• 申請（專利權）人: 深圳市奇諾動力科技有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郝傳鑫;熊永強

1.一種行走輔助設備，其特征在于：所述行走輔助設備包括：

傳感單元，所述傳感單元至少包括第一傳感單元和第二傳感單元；所述第一傳感單元用于固定于用戶的左腿或右腿的目標關節上，用于感測所述目標關節的運動，而得出目標關節的運動矢量數據，所述第二傳感單元用于固定于用戶的另一只腿的對偶關節上，并用于感測所述對偶關節的運動，而得出對偶關節的運動矢量數據；

機器下肢；

執行單元，用于驅動所述機器下肢運動；以及

主處理單元與所述第一傳感單元、第二傳感單元及所述執行單元均連接，用于獲取所述目標關節的運動矢量數據及對偶關節的運動矢量數據，并根據所述目標關節的運動矢量數據及對偶關節的運動矢量數據預測預定時間后的時刻所述目標關節的運動角度，而控制所述執行單元驅動所述機器下肢，以使得所述機器下肢的對應所述目標關節的關節部位在所述預定時間后的時刻處于對應的運動角度；

其中，所述主處理單元還用于計算機器下肢的控制響應時間，并在所述預定時間達到前提前所述控制響應時間產生控制所述執行單元驅動所述機器下肢的控制命令，以使得所述機器下肢的對應所述目標關節的關節部位在所述預定時間后的時刻處于對應的運動角度。

2.如權利要求1所述的行走輔助設備，其特征在于，所述主處理單元獲取所述目標關節的運動矢量數據及對偶關節的運動矢量數據包括：獲取目標關節的第一時段內的歷史運動矢量數據、目標關節的當前時刻的運動矢量數據；以及獲取對偶關節的第二時段內的歷史運動矢量數據。

3.如權利要求2所述的行走輔助設備，其特征在于，所述主處理單元根據所述目標關節的運動矢量數據以及對偶關節的運動矢量數據預測預定時間后的時刻所述目標關節的運動角度包括：根據目標關節的第一時段內的歷史運動矢量數據、目標關節的當前時刻的運動矢量數據得出所述第一時段內的的至少一個目標關節最佳匹配矢量；根據對偶關節的第二時段內的歷史運動矢量數據、目標關節的當前時刻的運動矢量數據得出所述第二時段內的至少一個對偶關節最佳匹配矢量；利用預設的預測算法基于所述至少一個目標關節最佳匹配矢量進行預測得到目標關節的預測結果；利用所述預設的預測算法基于所述至少一個對偶關節最佳匹配矢量進行預測得到對偶關節的預測結果；計算目標關節的預測結果的權重以及對偶關節的預測結果的權重；根據目標關節的預測結果及其權重以及對偶關節的預測結果及其權重確定最終的預測結果。

4.如權利要求3所述的行走輔助設備，其特征在于，所述主處理單元通過目標關節的當前時刻的運動矢量數據以及所述第一時間段內的目標關節的運動矢量數據計算目標關節在當前時刻與在所述第一時間段內的各個時刻的歐氏距離，得出所述第一時間段內的歐氏距離最小的至少一個時刻對應的運動矢量作為所述至少一個目標關節最佳匹配矢量；所述主處理單元并通過目標關節的當前時刻的運動矢量數據以及所述第二時間段內的對偶關節的運動矢量數據計算目標關節在當前時刻與在所述第二時間段內的各個時刻的歐氏距離，得出所述第二時間段內的歐氏距離最小的至少一個時刻對應的運動矢量作為所述至少一個對偶關節最佳匹配矢量。

5.如權利要求3所述的行走輔助設備，其特征在于，所述主處理單元計算每一個目標關節或對偶關節最佳匹配矢量的權重，并根據每一個目標關節或對偶關節最佳匹配矢量對應的歷史數據預測及對應的權重求出目標關節的預測結果或對偶關節的預測結果。

6.如權利要求5所述的行走輔助設備，其特征在于，所述主處理單元根據匹配矢量權重計算公式計算每一個目標關節或對偶關節最佳匹配矢量的權重，所述匹配矢量權重計算公式為：

其中，為目標關節或對偶關節的至少一個最佳匹配矢量中的第j個的歐氏距離，從而第j個最佳匹配矢量的權重即為ω_j。