[發明專利]一種消防救援可穿戴助力外骨骼機器人

有效

• 申請號: 202110284556.8
• 申請日: 2021-03-17
• 公開（公告）號: CN113059549B
• 公開（公告）日: 2022-04-26
• 發明（設計）人: 白殿濤;馬克辛
• 申請（專利權）人: 深圳因特安全技術有限公司
• 主分類號: B25J9/00
• 分類號: B25J9/00;B25J9/16;B25J17/02
• 代理公司: 北京中和立達知識產權代理有限公司 11756
• 代理人: 張攀

1.一種消防救援可穿戴助力外骨骼機器人，其特征在于，所述的消防救援可穿戴助力外骨骼機器人包括腰部支撐板、右腿組件、左腿組件、消防裝備適配接口和識別模塊，所述的腰部支撐板的底部通過分支板分別與右腿組件和左腿組件連接；所述的消防裝備適配接口安裝在腰部支撐板上，該消防裝備適配接口用于與消防設備的接口適配，承載消防救援人員的裝備負重；所述的識別模塊用于采集所述右腿組件和左腿組件的步態信號，并將采集到的步態信號中的90％作為訓練集，10％作為測試集，選擇角度、壓力或姿態作為特征向量來表示各種類步態信號特征，將所有的特征向量聚類形成不同的子類，采用不同子類對應的標簽作為觀測值對訓練集進行參數訓練，得到模型參數；利用測試集檢測模型參數是否正確；如果模型參數不正確，則繼續采集步態信號，并將采集的步態信號補入訓練集再次進行參數訓練，直到得到正確的模型參數；利用正確的模型參數對所述右腿組件和左腿組件的動作及步態進行識別；將步態狀態轉移概率與不同子類的基本狀態的空間坐標位置相結合，得到受外界影響后的步態狀態在運動空間中的位置。

2.根據權利要求1所述的消防救援可穿戴助力外骨骼機器人，其特征在于，所述的不同的子類包括平地行走、上坡、下坡、上樓梯、下樓梯、起立、坐下和搬運8個子類。

3.根據權利要求2所述的消防救援可穿戴助力外骨骼機器人，其特征在于，所述的右腿組件包括右髖關節、右大腿支架、右膝關節、右小腿支架、右踝關節和右鞋組件，所述右大腿支架的頂端通過右髖關節與所述分支板的右側端部連接；所述右大腿支架的底端通過右膝關節與所述右小腿支架的頂端連接；所述右小腿支架的底端通過右踝關節與右鞋組件連接。

4.根據權利要求3所述的消防救援可穿戴助力外骨骼機器人，其特征在于，所述的左腿組件包括左髖關節、左大腿支架、左膝關節、左小腿支架、左踝關節和左鞋組件，所述左大腿支架的頂端通過左髖關節與所述分支板的左側端部連接；所述左大腿支架的底端通過左膝關節與所述左小腿支架的頂端連接；所述左小腿支架的底端通過左踝關節與左鞋組件連接。

5.根據權利要求4所述的消防救援可穿戴助力外骨骼機器人，其特征在于，所述的識別模塊用于提取測試集中右髖關節、左髖關節、右膝關節、左膝關節、右踝關節和左踝關節的角度特征，構成觀察向量序列Q，進而獲得步態及其相位的判別函數g_i(Q)，其中,

g_i(Q)＝P(Q|λ_i)P(λ_i),i＝1,2,…,L；

其中,λ_i為第i種動作對應的模型參數；

L為動作的種類數；

P(Q|λ_i)為當前模型下觀察向量序列Q的輸出概率；

P(λ_i)為第i種動作的先驗概率；

計算訓練集中8個子類不同動作的判別函數g_i(Q)值，在8個子類中找出判別函數g_i(Q)值達到最大值時相應的動作類別作為測試樣本的動作歸類。