一种助力外骨骼自适应控制方法和装置与流程

技术特征：
1.一种助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，包括：检测并记录各时间节点的实时髋关节角度；根据前后时间节点的所述实时髋关节角度计算髋关节的变化角度；根据所述实时髋关节角度确定所述助力外骨骼的自适应参数；根据所述变化角度和所述自适应参数生成实时的扭矩指令；根据所述扭矩指令驱动相应关节。2.如权利要求1所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述根据所述实时髋关节角度确定所述助力外骨骼的自适应参数，包括：根据所述实时髋关节角度确定所述用户的步行频率；根据所述步行频率和预设自适应参数数据确定所述自适应参数，所述预设自适应参数数据为根据试验获取的不同所述步行频率下的自适应参数数据。3.如权利要求2所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述根据所述变化角度和所述自适应参数生成实时的扭矩指令，包括：将所述变化角度进行平滑处理，获得平滑角度值；根据所述平滑角度值和所述自适应参数确定助力系数；根据所述平滑角度值和所述助力系数计算辅助扭矩值；根据所述辅助扭矩值实时生成所述扭矩指令。4.如权利要求3所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述将所述变化角度进行平滑处理，获得平滑角度值，包括：将t时刻及其之前的n个节点时刻的所述实时关节角度进行均值滤波处理，以获得平滑角度值；所述均值滤波处理公式为：θ
f
(t)＝[θ(t) θ(t-1)
…
θ(t-n-1)]/n，θ为所述关节角度，θ(t)为所述t时刻的所述变化角度，θ
f
(t)为所述平滑角度值。5.如权利要求3所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，根据如下公式计算所述辅助扭矩值：τ1(t)＝k1·
[sin(θ
1f
(t
±
δt))-sin(θ
2f
(t
±
δt))]；τ2(t)＝k2·
[sin(θ
2f
(t
±
δt))-sin(θ
1f
(t
±
δt))]；δt为所述自适应参数中的舒适参数，θ1为左髋关节角度，θ2为右髋关节角度，k1为所述左髋关节的助力系数，k2为所述右髋关节的助力系数，τ1(t)为所述左髋关节的所述辅助扭矩值，τ2(t)为所述右髋关节的所述辅助扭矩值。6.如权利要求3所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述根据所述平滑角度值和所述自适应参数确定助力系数，包括：确定所述平滑角度值的导数；确定所述平滑角度值的导数是否大于预设值；若所述平滑角度值的导数大于所述预设值，则k＝k
m
·
k，k为所述助力系数，k为初始助力系数，k
m
为所述自适应参数中的自适应助力系数；若所述平滑角度值的导数大于所述预设值，则k＝k
m
·
k
·
k
g
，k
g
为重力补偿系数。7.如权利要求1-6任一项所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述检测并记录各时间节点的实时髋关节角度之前，所述方法还包括：
在所述助力外骨骼上电后，对所述助力外骨骼的系统进行初始化，以将所述髋关节角度进行初始化置零。8.如权利要求7所述的助力外骨骼自适应控制方法，其特征在于，所述对所述助力外骨骼的系统进行初始化之后，所述方法还包括：确定是否接收到启动助力模式指令；若接收到所述启动助力模式指令，则进入所述助力模式，以根据前后节点的所述变化角度和所述自适应参数生成所述扭矩指令；若未接收到所述启动助力模式指令，则控制所述助力外骨骼的扭矩始终为零。9.一种助力外骨骼自适应控制装置，其特征在于，包括：检测模块，用于检测并记录各时间节点的实时髋关节角度；计算模块，用于根据前后时间节点的所述实时髋关节角度计算髋关节的变化角度；确定模块，用于根据所述实时髋关节角度确定所述助力外骨骼的自适应参数；生成模块，用于根据所述变化角度和所述自适应参数生成实时的扭矩指令；驱动模块，用于根据所述扭矩指令驱动相应关节。10.一种助力外骨骼自适应控制装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至8任一项所述助力外骨骼自适应控制方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种助力外骨骼自适应控制方法和装置，方法部分通过检测并记录各时间节点的实时髋关节角度，根据前后时间节点的实时髋关节角度计算髋关节的变化角度，再根据实时髋关节角度确定助力外骨骼的自适应参数然后根据变化角度和自适应参数生成实时的扭矩指令，最后根据扭矩指令驱动相应关节；本发明中，采用自适应的助力外骨骼控制方法，在使用过程中，能够根据用户髋关节角度自适应地调整助力外骨骼助力参数，无需用户手动调整即可根据髋关节的实时变化角度自适应地控制助力外骨骼，进而达到最佳的助力效果，解决了现有技术中，使用助力外骨骼时需要用户手动参与调节导致使用体验差的问题，增加了用户的使用体验。增加了用户的使用体验。增加了用户的使用体验。


技术研发人员：邱培
受保护的技术使用者：深圳市英汉思动力科技有限公司
技术研发日：2020.08.13
技术公布日：2022/2/23