[发明专利]一种下肢康复外骨骼系统及其步行控制方法

摘要

本发明涉及一种下肢康复外骨骼系统及其步行控制方法，属于医疗机器人技术领域。步行控制方法包括实时数据获取步骤、步态相位识别步骤及外骨骼控制步骤；外骨骼控制步骤包括在外骨骼的摆动腿将离地至摆动腿将着地的摆动过程中，控制其主支撑腿保持大致直立状态；并在外骨骼处于摆动腿将离地的步态相位时，且满足重心转移判据后，控制外骨骼的摆动腿进行离地摆动动作；重心转移判据为外骨骼穿戴者的上身倾角处于第一预设区间内，且其足底压力处于第二预设区间内。基于该步行控制方法，能有效地消除侧向倾覆力矩，从而确保外骨骼穿戴者的步行稳定，可广泛应用于下肢无力或偏瘫患者的康复训练。

主权项

1.一种下肢康复外骨骼系统，包括控制单元、向所述控制单元输入检测信号的检测单元及受所述控制单元控制的外骨骼；其特征在于，所述检测单元包括足底压力检测器、上身倾角检测器及下肢关节角度检测器，所述控制单元包括处理器与存储器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时能实现以下步骤：实时数据获取步骤，实时获取所述足底压力检测器输出的足底压力数据、所述上身倾角检测器输出的上身倾角数据及所述下肢关节角度检测器输出的下肢关节角度数据；步态相位识别步骤，依据下肢关节角度参考数据，基于实时获取的下肢关节角度数据，识别出外骨骼穿戴者的当前步态相位；外骨骼控制步骤，在外骨骼的摆动腿将离地至所述摆动腿将着地的摆动过程中，控制其主支撑腿保持大致直立状态；并在外骨骼处于摆动腿将离地的步态相位时，且在满足重心转移判据后，控制外骨骼的摆动腿进行离地摆动动作；所述重心转移判据为外骨骼穿戴者的上身倾角处于第一预设区间内，且其足底压力处于第二预设区间内；在外骨骼处于摆动腿将着地的步态相位时，且在满足提前着地判据后，控制外骨骼的摆动腿的关节动作至其柔顺着地，所述提前着地判据为外骨骼穿戴者的足底压力处于第三预设区间内，所述柔顺着地为摆动腿在着地过程的足底压力小于第一预设值。