[发明专利]一种动力髋关节假肢控制系统

权利要求书

1.一种动力髋关节假肢控制系统，用于控制具有电机的动力髋关节假肢，从而帮助高位截肢病患行走，其特征在于，包括：步态信息采集模块、步态信息处理模块、控制模块、电机驱动模块、通讯模块、电机电源模块、控制电源模块、光耦隔离模块以及卡尔曼滤波模块；

所述步态信息采集模块，采集脚跟差分压力信号、脚掌差分压力信号差分压力信、髋关节屈曲角度信号、髋关节伸展角度信号、膝关节屈曲角度信号以及膝关节伸展角度信号；

所述步态信息处理模块，将所述脚跟差分压力信号以及所述脚掌差分压力信号转换为单端压力信号；

所述控制模块，接收并处理所述单端压力信号、所述髋关节屈曲角度信号、所述髋关节伸展角度信号、所述膝关节屈曲角度信号以及所述膝关节伸展角度信号，生成控制信号；所述控制模块分别与所述步态信息处理模块、所述控制电源模块、所述通讯模块以及所述电机驱动模块相连接，从而对所述动力髋关节假肢进行控制；

所述电机驱动模块，接收所述控制信号，驱动所述动力髋关节假肢运行，从而带动病患行走；

所述通讯模块，实现所述电机驱动模块以及所述步态信息采集模块与所述控制模块的通讯连接；

所述电机电源模块，对所述电机驱动模块进行供电；

所述控制电源模块，对所述控制模块进行供电；

所述光耦隔离模块；隔离所述电机驱动模块与所述控制模块进行CAN通讯时，电机堵转电流对CAN总线的干扰；

所述卡尔曼滤波模块，利用卡尔曼滤波的预测功能对人体的运动意图进行预测，从而解决所述电机运转滞后于人体的运动意图。

2.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，还包括：

人机交互模块，病患穿戴上所述动力髋关节假肢后控制所述髋关节假肢的运动模式。

3.根据权利要求2所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述人机交互模块为按钮系统模块或者触摸屏系统模块。

4.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述的通讯模块包括：

CAN总线通信模块，用于实现所述电机驱动模块与所述控制模块之间的通讯；以及

IIC通信模块，用于实现所述步态信息采集模块与所述控制模块之间的通信。

5.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述差分压力信号是通过压力应变片式压力传感器进行采集。

6.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述光耦隔离模块的功能是通过型号为TIL117的芯片实现的。

7.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述控制模块的功能是通过型号为STM32F767IGT6主控芯片实现的。

8.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述电机为无刷直流电机。

9.根据权利要求1所述的一种动力髋关节假肢控制系统，其特征在于，

其中，所述电机电源模块提供的电压为12V，所述控制电源模块提供的电压为3.3V。