[發明專利]下肢外骨骼機器人復雜地形的共融協調控制方法

在審

• 申請號: 201711397513.0
• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108143594A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 陳勇;李榮華;武力;張連東;張震宇;王選宇
• 申請（專利權）人: 大連厚德坤泰管理咨詢有限公司
• 主分類號: A61H3/00
• 分類號: A61H3/00
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 趙淑梅;李洪福

1.一種下肢外骨骼機器人復雜地形的共融協調控制方法，其特征在于具有如下步驟：

S1、實時采集下肢外骨骼機器人三維位姿的運動信號；

S2、根據采集的下肢外骨骼機器人三維位姿的運動信號判斷是否進行運動模式的切換，若切換執行步驟S3、若不切換執行步驟S1；

S3、判斷地形，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態；

S4、根據下肢外骨骼機器人的正常運動模式，判斷是否需要結束步態分析，若需要結束，下肢外骨骼機器人進行姿態復原，回歸到最自然、最舒適的運動姿態，否則返回步驟S1。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S1中下肢外骨骼機器人三維位姿的運動信號指的是下肢外骨骼機器人開始運動時，下肢外骨骼機器人腿部關節的慣性傳感器和足底的壓力傳感器實時采集的運動信號。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S2中判斷指的是對步驟S1采集的下肢外骨骼機器人三維位姿的運動信號與下肢外骨骼機器人三維位姿的設定閾值進行比較，若采集的下肢外骨骼機器人三維位姿的運動信號有一個大于相應方向上的下肢外骨骼機器人三維位姿的設定閾值，則表明下肢外骨骼機器人受到地形的擾動，運動模式即將進行切換，否則返回步驟S1。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：所述步驟S3中判斷地形，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態指的是若判斷為下肢外骨骼機器人在濕滑地形運動時，利用人體的姿勢反射機理，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態，避免滑倒；若判斷為下肢外骨骼機器人在障礙地形運動時，利用人體的屈肌反射機理，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態，維持平衡穩定；若判斷為下肢外骨骼機器人在斜坡地形運動時，利用人體的前庭反射機理，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態，抑制傾覆和打滑；若判斷為下肢外骨骼機器人在溝壑地形運動時，利用人體的跨步反射機理，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態，迅速抬起踏空腿，延長踏空腿的擺動時間，增大跨距，踏空腿向前伸展，跨過溝壑，到達新的落腳點；若判斷為下肢外骨骼機器人在臺階地形運動時，利用人體的牽張反射機理，在原有步態的基礎上，協調下肢外骨骼機器人的運動姿態，迅速抬起前腿，向前擺動，擴大穩定區域，同時后腿向下彎曲，保證下肢外骨骼機器人的整體姿態呈大致水平，減少地面的沖擊。