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专利号: 2019104917224
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种辅助运动系统,其特征在于,所述辅助运动系统包括:下肢外骨骼支撑装置,以及设置在所述下肢外骨骼支撑装置的数据采集装置和控制装置;

所述下肢外骨骼支撑装置包括:小腿支撑部,大腿支撑部以及髋部支撑部,所述小腿支撑部与大腿支撑部活动连接,所述髋部支撑部与大腿支撑部活动连接;

所述数据采集装置包括设置在所述髋部支撑部与大腿支撑部连接处的第一传感器以及设置在小腿支撑部的第二传感器,用于采集与人体运动相关的步态数据以及行走数据;

所述控制装置设置在髋部支撑部,用于获取所述数据采集装置采集的步态数据以及行走数据,并根据所述步态数据以及步态分类规则,确定当前步态类型,再根据各所述步态类型记录相应步态类型下的行走数据。

2.根据权利要求1所述的系统,其特征在于,所述下肢外骨骼支撑装置还包括膝关节保持部,所述膝关节保持部设置于所述小腿支撑部与大腿支撑部之间,用于保持所述大腿支撑部与小腿支撑部之间的角度。

3.根据权利要求2所述的系统,其特征在于,所述小腿支撑部包括底板、底板两侧的小腿支撑杆以及连接各所述小腿支撑杆与底板之间的小腿助力装置;

所述数据采集装置还包括设置底板上的第三传感器,用于采集与人体运动相关的行走数据。

4.根据权利要求3所述的系统,其特征在于,所述小腿助力装置包括弹性机构以及离合器机构,所述离合器机构连接于两个小腿支撑杆之间,所述弹性机构的一端与所述离合器机构连接,所述弹性机构的另一端与所述底板连接;通过所述弹性机构以及离合器机构的配合在人体运动时提供助力。

5.一种下肢外骨骼控制方法,应用于所述权利要求1-4任一项的辅助运动系统,其特征在于,所述方法包括:获取与人体运动相关的步态数据以及行走数据;所述步态数据包括下肢角度;所述行走数据包括脚底压力数据、加速度数据、肌肉状态数据以及行走时长;

根据所述步态数据以及步态分类规则,确定当前的步态类型;

根据所述步态类型,记录相应步态类型下的行走数据。

6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述获取与人体运动相关的步态数据以及行走数据之后包括:根据所述下肢角度以及预设保持角度,调节膝关节保持部状态。

7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,

所述下肢角度包括:在行走状态时,将前端的大腿支撑部与人体重心线之间夹角的最大角度,并将其作为第一角度;将后端的大腿支撑部与人体重心线之间夹角的最大角度,并将其作为第二角度;并且将大腿支撑部与小腿支撑部之间的角度作为第三角度。

8.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述步态分类规则包括:若所述第一角度小于第一预设角度且所述第二角度大于第二预设角度,则确定步态类型为平地步态;

若所述第一角度大于第一预设角度且所述第二角度小于第二预设角度,则确定步态类型为非平地步态。

9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述若所述第一角度大于第一预设角度且所述第二角度小于第二预设角度,则确定步态类型为非平地步态包括:第三预设角度大于第一预设角度;第四预设角度小于第二预设角度;

若第一角度大于第三预设角度且第二角度大于第四预设角度,则确定行走类型为上下坡步态;

若第一角度小于第三预设角度且第二角度小于第四预设角度;则确定行走类型为上下楼梯步态。

10.根据权利要求7所述的方法,其特征在于,所述根据所述下肢角度以及预设保持角度,调节膝关节保持部状态包括:若所述第三角度为所述预设保持角度,则调节膝关节保持部状态至锁止状态;

若所述第三角度不为所述预设保持角度,则调节膝关节保持部状态至断开状态。