[发明专利]动力外骨骼控制方法、装置、计算机设备及存储介质

说明书

本发明属于医疗康复辅助行走技术领域，特别涉及一种动力外骨骼控制方法、装置、计算机设备及存储介质，动力外骨骼控制方法包括如下步骤：获取膝关节扭矩角度比；获取用户当前膝关节角度、膝关节角加速度、助力等级系数和膝关节随动辅助系数；当步行周期为stance模式时，将膝关节角度值、膝关节扭矩角度比、膝关节随动辅助系数比和助力等级系数输入至stance物理模型中得到膝关节扭矩助力；当步行周期为swing模式时，将膝关节角加速度、膝关节随动辅助系数和助力等级系数输入至swing物理模型中得到膝关节扭矩助力。利用此动力外骨骼控制方法，不需要规划轨迹，通过扭矩控制对人体的动作进行增强，简化了算法复杂度。

技术领域

本发明属于医疗康复辅助行走技术领域，尤其涉及一种动力外骨骼控制方法、装置、计算机设备及存储介质。

背景技术

动力外骨骼是一类模仿人体生理构造，能被人穿戴、协同穿戴者运动的同时辅助穿戴者的智能机械装置。现有动力外骨骼的控制算法针对的是完全丧失行走功能的截瘫或偏瘫患者，采取的是主动式控制，即由控制算法预先规划出行走轨迹，动力外骨骼跟随预设的轨迹辅助人体行走，现有技术为控制预设轨迹的位置，当使用者转变为还具有一定行走功能的用户，比如轻度中风，关节炎，早期帕金森患者等，强迫用户跟随预设好的行走轨迹会造成很强的不舒适感，同时降低用户主动参与康复训练的程度，而且每个人的行走步态与行走习惯不同，预设的行走轨迹不可能完全符合每个人的步态，其次，当用户要碰到复杂且多样的场景，如上下楼，上下坡等这些场景时需要在人体的背部，腿部，足部布置大量的传感器进行模式识别，用户反复的手动切换不同的行走轨迹，大大增加了外骨骼的使用难度，复杂的模式识别算法又会大大降低系统的稳定性与可靠性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种动力外骨骼控制方法、装置、计算机设备及存储介质，以解决现有技术中存在的主动式动力外骨骼算法并不能良好的配合用户行动的问题。

本发明是这样实现的，本发明第一方面提供一种动力外骨骼控制方法，该动力外骨骼控制方法包括：

获取膝关节扭矩角度比k_1m；

获取用户当前膝关节角度θ_k、膝关节角加速度助力等级系数k_f和膝关节随动辅助系数k_2m；

当步行周期为stance状态时，将所述膝关节角度θ_k、所述膝关节角加速度所述膝关节扭矩角度比k_1m、所述膝关节随动辅助系数k_2m和所述助力等级系数k_f输入至预设stance物理模型中得到第一膝关节扭矩助力τ'_stance，并输出所述第一膝关节扭矩助力τ'_stance；

当步行周期为swing状态时，将所述膝关节角加速度所述膝关节随动辅助系数k_2m和助力等级系数输入至预设swing物理模型中得到第二膝关节扭矩助力τ'_swing，并输出所述第二膝关节扭矩助力τ'_swing。

本发明第二方面提供一种动力外骨骼控制装置，所述“动力外骨骼控制装置”具体为：

第一信息获取模块，用于获取膝关节扭矩角度比k_1m；

第二信息获取模块，用于获取用户当前膝关节角度θ_k、膝关节角加速度助力等级系数k_f和膝关节随动辅助系数k_2m；