外骨骼机器人的关节控制方法、外骨骼机器人和电子装置与流程

1.本技术涉及外骨骼机器人技术领域，特别是涉及外骨骼机器人的关节控制方法、外骨骼机器人和电子装置。


背景技术：

2.外骨骼机器人是一种具备运动支撑防护功能的可穿戴式设备，能够有效地辅助肢体功能障碍的用户进行下肢的训练。其中，下肢外骨骼机器人的基本工作方式为，利用机器人运动带动穿戴或捆绑在机器人上的用户进行下肢运动。下肢外骨骼机器人的运动关节是机器人运动的动力来源，需要具备与人体腿部关节一致的运动范围来保证机器人的安全性，并且在运动过程中还要符合人体的运动规律，通过对多个关节的运动的组合控制达到所需的运动步态，使穿戴者能顺利的行进。然而在相关技术中，通过完全依靠对电机设置软限位的操作来实现关节转动角度的限位，使得对外骨骼机器人关节控制的安全性和可靠性不高。
3.目前针对相关技术中对外骨骼机器人关节控制的安全性和可靠性低的问题，尚未提出有效的解决方案。


技术实现要素：

4.第一方面，本技术实施例提供了一种外骨骼机器人的关节控制方法，所述外骨骼机器人包括关节组件，所述关节组件上设置有光传感器和角度传感器，且所述关节组件上的预设极限位置上设置有反射片；所述方法包括：
5.获取所述角度传感器针对所述关节组件的实时运动角度的角度采集结果，并获取所述光传感器针对所述反射片的反射信号的检测结果；
6.根据所述角度采集结果和所述检测结果生成针对所述关节组件的运动异常结果，并根据所述运动异常结果控制所述关节组件停止运动。
7.在其中一些实施例中，所述根据所述角度采集结果和所述检测结果生成针对所述关节组件的运动异常结果包括：
8.在所述角度采集结果指示所述关节组件运动至超过预设角度范围，和/或，所述检测结果指示所述关节组件运动至所述光传感器与所述反射片重合的情况下，生成所述运动异常结果。
9.在其中一些实施例中，所述根据所述角度采集结果和所述检测结果生成针对所述关节组件的运动异常结果包括：
10.根据所述角度采集结果获取所述关节组件的当前运动角度与所述预设角度范围之间的差值信息；
11.在检测到所述差值信息小于预设差值阈值的情况下，获取所述角度传感器采集的角度差信息；其中，所述角度差信息用于指示所述外骨骼机器人中左关节和右关节之间的角度差值；
12.在检测到所述角度差信息超过预设角度差阈值的情况下，生成所述运动异常结果。
13.在其中一些实施例中，所述外骨骼机器人还包括电源模块，且所述电源模块连接所述关节组件；所述根据所述角度采集结果和所述检测结果生成针对所述关节组件的运动异常结果，并根据所述运动异常结果控制所述关节组件停止运动包括：
14.根据所述角度采集结果和所述检测结果计算得到所述关节组件的关节运动趋势结果；
15.在检测到所述关节运动趋势结果指示所述关节组件向单方向恒定运动的情况下，根据所述角度采集结果计算得到所述关节组件对应的速度信息；
16.在检测到所述速度信息超过预设速度阈值的情况下，生成所述运动异常结果，根据所述运动异常结果控制所述电源模块停止向所述关节组件供电，并在检测到当前时间达到预设时间阈值的情况下，控制所述电源模块重新供电。
17.在其中一些实施例中，所述关节组件还包括预设存储单元；所述根据所述角度采集结果和所述检测结果计算得到所述关节组件的关节运动趋势结果包括：
18.将所述角度采集结果和所述检测结果发送至所述预设存储单元，以使得所述预设存储单元将所述角度采集结果和所述检测结果存储为所述关节组件对应的运动角度信息；
19.根据所述运动角度信息计算得到所述关节运动趋势结果。
20.在其中一些实施例中，所述预设极限位置包括第一极限位置和第二极限位置，所述第一极限位置和所述第二极限位置分别设置有一个反射片；其中，所述第一极限位置固定设置在所述关节组件上，且所述第二极限位置固定设置在所述关节组件相对远离所述第一极限位置的一侧；
21.所述关节组件在运动过程中带动所述光传感器在所述第一极限位置和所述第二极限位置之间移动。
22.在其中一些实施例中，在所述角度采集结果指示所述关节组件运动至超过所述预设角度范围的情况下，所述方法还包括：
23.根据所述角度采集结果生成与所述关节组件对应的角度异常标识信息并进行存储。
24.第二方面，本技术实施例提供了一种外骨骼机器人，所述外骨骼机器人包括控制装置和关节组件，所述关节组件上设置有光传感器和角度传感器，且所述关节组件上的预设极限位置上分别设置有反射片；
25.所述控制装置，用于获取所述角度传感器针对所述关节组件的实时运动角度的角度采集结果，并获取所述光传感器针对所述反射片的反射信号的检测结果；
26.所述控制装置，还用于根据所述角度采集结果和所述检测结果生成针对所述关节组件的运动异常结果，并根据所述运动异常结果控制所述关节组件停止运动。
27.在其中一些实施例中，所述关节组件包括左髋关节组件、右髋关节组件、左膝关节组件和右膝关节组件；每个关节组件分别设置有所述光传感器和所述角度传感器。
28.第三方面，本技术实施例提供了一种电子装置，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述第一方面所述的外骨骼机器人的关节控制方法。
29.相比于相关技术，本技术实施例提供的外骨骼机器人的关节控制方法、外骨骼机器人和电子装置，该外骨骼机器人包括关节组件，该关节组件上设置有光传感器和角度传感器，且该关节组件上的预设极限位置上设置有反射片；通过获取该角度传感器针对该关节组件的实时运动角度的角度采集结果，并获取该光传感器针对该反射片的反射信号的检测结果；根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件的运动异常结果，并根据该运动异常结果控制所述关节组件停止运动，解决了外骨骼机器人关节控制的安全性和可靠性低的问题。
30.本技术的一个或多个实施例的细节在以下附图和描述中提出，以使本技术的其他特征、目的和优点更加简明易懂。
附图说明
31.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
32.图1是根据本技术实施例的一种外骨骼机器人的关节控制方法的流程图；
33.图2是根据本技术实施例的一种角度检测方法的流程图；
34.图3是根据本技术实施例的一种异常初始阶段的控制方法的流程图；
35.图4是根据本技术实施例的另一种外骨骼机器人的关节控制方法的流程图；
36.图5是根据本技术实施例的一种关节飞转时的检测保护方法的流程图；
37.图6是根据本技术实施例的一种外骨骼机器人的结构框图；
38.图7是根据本技术实施例的一种计算机设备内部的结构图。
具体实施方式
39.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行描述和说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。基于本技术提供的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。此外，还可以理解的是，虽然这种开发过程中所作出的努力可能是复杂并且冗长的，然而对于与本技术公开的内容相关的本领域的普通技术人员而言，在本技术揭露的技术内容的基础上进行的一些设计，制造或者生产等变更只是常规的技术手段，不应当理解为本技术公开的内容不充分。
40.在本技术中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域普通技术人员显式地和隐式地理解的是，本技术所描述的实施例在不冲突的情况下，可以与其它实施例相结合。
41.除非另作定义，本技术所涉及的技术术语或者科学术语应当为本技术所属技术领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本技术所涉及的“一”、“一个”、“一种”、“该”等类似词语并不表示数量限制，可表示单数或复数。本技术所涉及的术语“包括”、“包含”、“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；例如包含了一系列步骤或模块(单元)的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可以还包括没有
列出的步骤或单元，或可以还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。本技术所涉及的“连接”、“相连”、“耦接”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电气的连接，不管是直接的还是间接的。本技术所涉及的“多个”是指大于或者等于两个。“和/或”描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“a和/或b”可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。本技术所涉及的术语“第一”、“第二”、“第三”等仅仅是区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序。
42.本实施例提供了一种外骨骼机器人的关节控制方法，该外骨骼机器人包括关节组件，该关节组件上设置有光传感器和角度传感器，且该关节组件上的预设极限位置上设置有反射片；图1是根据本技术实施例的一种外骨骼机器人的关节控制方法的流程图，如图1所示，该流程包括如下步骤：
43.步骤s110，获取该角度传感器针对该关节组件的实时运动角度的角度采集结果，并获取该光传感器针对该反射片的反射信号的检测结果。
44.其中，上述外骨骼机器人有多个关节组件，每个关节组件上对应安装设置有一个角度传感器和一个光传感器。可以理解的是，该角度传感器可以采用角度磁编码器等用于采集关节组件的实时运动角度的传感器；该光传感器可以采用红外反射式传感器等用于检测反射片的反射信号，以实现关节运动限位的传感器。则通过上述步骤，实现了仅通过单个关节部署一个光传感器和角度传感器的方式，从而能够采集到准确的角度数据检测，使得传感数据更加精确。同时，相比于相关技术中单个欧姆龙接近传感器需要几百块的价格，且一台外骨骼机器人设备需要安装设置至少十个欧姆龙接近传感器，使得费用高昂；而本技术实施例中通过单个成本仅需几块钱的新选型的光传感器，以及单个成本50块左右的角度传感器，且一台外骨骼机器人，例如下肢外骨骼机器人四个关节，每个关节仅需一个光传感器和角度传感器即可实现关节运动角度保护，实现成本不超过300块，因此能够大大减少外骨骼机器人的关节控制的成本。
45.步骤s120，根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件的运动异常结果，并根据该运动异常结果控制该关节组件停止运动。
46.其中，上述角度传感器用于检测关节的运动角度是否超过了合理的角度范围；例如，该角度传感器可以实时检测关节的运动角度采集信号，并将角度采集信号发送外骨骼机器人的控制装置；该控制装置对该角度采集信号进行解析，生成角度采集结果，并根据该角度采集结果与预设的角度范围之间的对比结果判断该关节的运动角度是否异常；若是，则可以将该关节对应的异常标识码中的角度异常位置1。同时，当关节运动到极限位置时，会带动光传感器移动到与上述预设极限位置上设置的反射片重合处，则反射片的反射信号可以被光传感器检测到，并可以由该光传感器将采集到的检测信号上传至该控制装置，该控制装置基于该检测信号进行解析生成检测结果，并综合分析对应的关节是否运动到极限位置。具体地，该控制装置基于上述角度采集结果和上述检测结果可以得到对应的关节是否发生运动异常的判断结果，则当该判断结果指示发送运动异常，即生成运动异常结果的情况下，可以基于该运动异常结果控制对应的关节组件及时停止运动。可以理解的是，以该外骨骼机器人为下肢外骨骼机器人为例，该控制装置还可以连接下肢外骨骼机器人的腿部信号采集板；该腿部信号采集板可以汇总整体的腿部传感器数据，包括角度传感器数据、力矩传感器数据、限位信号数据、调长数据等，并汇总上传至该控制装置，以便控制装置整体
进行分析。
47.通过上述步骤s110至步骤s120，通过在关节组件上设置光传感器和角度传感器，从而能够在通过光传感器和角度传感器检测到外骨骼机器人运动至异常位置时及时控制对应的关节组件停止运动，解决了外骨骼机器人关节控制的安全性和可靠性低的问题，实现了高效、安全的外骨骼机器人的关节控制方法。
48.在其中一些实施例中，上述根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件的运动异常结果还包括如下步骤：在该角度采集结果指示该关节组件运动至超过预设角度范围，和/或，该检测结果指示该关节组件运动至该光传感器与该反射片重合的情况下，生成该运动异常结果。
49.其中，上述预设角度范围是指工作人员预先进行设置的，对应关节在正常运动范围内的角度值，如表1所示：
50.表1各关节角度值
[0051][0052]
则上述控制装置可以将上述获取到的角度采集结果与上述预设角度范围进行对比，在对比结果指示对应关节的实时运动角度超过该预设角度范围时可以将对应的异常标识码中的角度超限位置1。该控制装置可以基于上述检测结果判断当前关节是否运动到反射片对应的极限位置。结合上述分析结果，可以综合判断对应关节是否发生运动异常，即只要其中一个传感器数据异常，就可以生成运动异常结果并控制关节停止运动。
[0053]
通过上述实施例，通过角度采集结果和检测结果生成运动异常结果，使得单关节上设置的角度传感器和光传感器只要有一个是正常工作的，就可以准确实现角度限制功能；也就是说即使单个传感器的损耗，也不会导致对外骨骼机器人的角度保护功能失效，从而有效提高了角度限制保护功能的稳定性，提高了外骨骼机器人的关节控制的安全性和可靠性。
[0054]
下面结合实际应用场景对本技术的实施例进行详细说明，图2是根据本技术实施例的一种角度检测方法的流程图，如图2所示，该流程包括如下步骤：
[0055]
步骤s201，开始流程；动作控制线程启动，数据接收线程启动。
[0056]
步骤s202，等待接收设备传感器数据；其中，该设备传感器数据包括上述角度传感
器采集到的角度检测信号，以及光传感器采集到的反射片检测信号。
[0057]
步骤s203，接收到设备传感器数据并解析，存储关节各传感器数据；其中，通过数据接收接收到上述角度检测信号、反射片检测信号之后，可以对各传感器数据进行解析处理以得到上述角度采集结果和上述检测结果，并作为关节各传感器数据进行存储。
[0058]
步骤s204，填充传感器数据至缓冲区中。其中，所填充的传感器数据即为上述步骤s203中接收、解析存储得到的关节各传感器数据。
[0059]
步骤s205，检查各关节传感器数据情况，判断关节角度数据是否超限。
[0060]
步骤s206，若上述步骤s205的判断结果为是，则将该关节的角度超限位置1；若上述步骤s205的判断结果为否，则直接执行后续步骤s207。
[0061]
步骤s207，判断是否存在关节限位传感器触发。
[0062]
步骤s208，若上述步骤s207的判断结果为是，则将该关节限位触发位置1；若上述步骤s207的判断结果为否，则直接执行后续步骤s209。
[0063]
步骤s209，通过上述角度超限位和上述关节限位触发位检测结果是否存在异常，若否，则继续执行控制，并返回继续执行上述步骤s204；若是，则退出控制，并结束流程。
[0064]
在其中一些实施例中，上述根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件的运动异常结果还包括如下步骤：
[0065]
步骤s121，根据该角度采集结果获取该关节组件的当前运动角度与该预设角度范围之间的差值信息；在检测到该差值信息小于预设差值阈值的情况下，获取该角度传感器采集的角度差信息；其中，该角度差信息用于指示该外骨骼机器人中左关节和右关节之间的角度差值。
[0066]
其中，上述外骨骼机器人的关节组件有多个，则可以结合各个关节采集到的角度采集结果，在发生单个关节不受控，即控制指令下发后关节不正常运动的情况下，或者在运动发生异常的初始阶段，即可通过比对双髋关节角度或双膝关节角度差的方式，去检测关节是否存在不正确运动的情况，从而在异常发生初始即可提供有效保护。
[0067]
上述预设差值阈值可以根据实际情况预先进行设置，例如可以设置为3
°
。上述差值信息可以是上述当前运动角度与预设角度范围之间的差值的绝对值。具体地，控制控制装置可以根据上述角度采集结果获取当前关节的实时运动角度，例如在行走模式下左髋关节对于的当前运动角度为47
°
，并将该当前运动角度与上述表1所示的预设角度范围，即(-15
°
，45
°
)进行对比，得到的差值信息为2
°
，说明此时该左髋关节即处于运动异常初始阶段，可以进一步获取左、右关节件的角度差值。或者，上述控制装置还可以接收工作人员或用户输入的运动控制指令，则在该控制装置基于上述角度采集结果检测到当前运动角度超出该运动控制指令中的设定角度时，也说明此时对应关节处于运动异常初始阶段，并获取上述角度差值。
[0068]
步骤s122，在检测到该角度差信息超过预设角度差阈值的情况下，生成该运动异常结果。
[0069]
其中，上述预设角度差阈值可以由工作人员结合实际情况预先进行设置，例如可以设置为15
°
。具体地，以外骨骼机器人做起立动作为例，外骨骼机器人在起立动作过程可以划分为三段：双髋关节上抬、双膝关节伸直、双髋关节运动到垂直地面位置；由于双髋运动参数，包括关节速度、加速度、目标位置等设定相同，双膝运动参数设定相同，故在运动正
常的情况下，即使运动初始有一定角度差，在运动完成时同位置，即双髋关节和双膝关节之间的角度差应该也是恒定相同并逐渐缩小的。则上述控制装置可以在双髋关节运动开始时，记录双髋关节角度差，在双膝关节运动开始时，记录双膝关节角度差。考虑到运动过程中的受力等因素，可以允许关节运动过程中有一定的角度差距存在；软件中设定角度差最大不应超过初始角度差的15度以上。则该控制装置在运动控制过程中每次控制均检测实时的双髋关节及双膝关节的角度差值，在检测到该角度差值超过15
°
时生成运动异常结果，并基于该运动异常结果控制各关节停止运动。
[0070]
在相关技术中，通常需要在外骨骼机器人异常发生且运动到合理范围极限的情况才进行保护，导致外骨骼机器人的关节控制安全性差。而本技术实施例通过上述步骤s121至步骤s122，通过获取角度传感器采集的角度差信息，并在检测到角度差信息超过预设角度差阈值的情况下，生成运动异常结果以控制关节停止运动，从而实现了在运动异常初期即可检测到异常情况并及时进行角度限制和保护，避免了在外骨骼机器人关节运动到极限才进行保护导致的安全隐患，进一步提高了外骨骼机器人的关节控制的安全性和可靠性。
[0071]
下面结合实际应用场景对本技术的实施例进行详细说明，其中，上述异常初始阶段的控制方式主要基于在外骨骼机器人各种模式下的动作的固定和可预知，即某一动作下关节应该运动到的角度、正常运动情况下的关节速度、加速度都是明确的。图3是根据本技术实施例的一种异常初始阶段的控制方法的流程图，如图3所示，该流程包括如下步骤：
[0072]
步骤s301，开始流程；动作控制线程启动，数据接收线程启动。
[0073]
步骤s302，等待接收设备传感器数据；其中，该设备传感器数据包括上述角度传感器采集到的角度检测信号，以及光传感器采集到的反射片检测信号。
[0074]
步骤s303，接收到设备传感器数据并解析，存储关节各传感器数据；其中，通过数据接收接收到上述角度检测信号、反射片检测信号之后，可以对各传感器数据进行解析处理以得到上述角度采集结果和上述检测结果，并作为关节各传感器数据进行存储。
[0075]
步骤s304，控制模式设置；记录运动初始两髋关节的角度差值，以及两膝关节的角度差值。
[0076]
步骤s305，单次运动控制开始。
[0077]
步骤s306，检查双髋关节角度差，并判断髋关节角度差值是否超限。
[0078]
步骤s307，若上述步骤s306的判断结果为是，将髋关节异常位置1；若上述步骤s306的判断结果为否，则直接执行后续步骤s310。
[0079]
步骤s308，检查双膝关节角度差，并判断膝关节角度差值是否超限。
[0080]
步骤s309，若上述步骤s308的判断结果为是，将膝关节异常位置1；若上述步骤s308的判断结果为否，则直接执行后续步骤s310。
[0081]
步骤s310，通过上述步骤s306和步骤s308的判断结果，检查是否存在运动异常。
[0082]
步骤s311，若上述步骤s310的判断结果为是，则继续执行此次控制，并返回至上述步骤s305继续执行；若上述步骤s310的判断结果为否，则退出运动控制，结束流程。
[0083]
在其中一些实施例中，上述外骨骼机器人还包括电源模块，且该电源模块连接该关节组件；图4是根据本技术实施例的另一种外骨骼机器人的关节控制方法的流程图，如图4所示，该流程包括图1所示的步骤s110，此外还包括如下步骤：
[0084]
步骤s410，根据该角度采集结果和该检测结果计算得到该关节组件的关节运动趋
势结果；在检测到该关节运动趋势结果指示该关节组件向单方向恒定运动的情况下，根据该角度采集结果计算得到该关节组件对应的速度信息。
[0085]
其中，根据上述角度采集结果计算得到对应关节的角度变化值，并综合分析角度变化值和上述检测结果以计算得到上述关节运动趋势结果。可以理解的是，关节运动状态包括正向、反向、正反往复震荡、停止，关节运动趋势即持续时间内只保持一个方向恒定运动，包括顺时针方向恒定运动或逆时针方向恒定运动这两种情况。在基于该关节趋势结果确定对应关节是在向单方向恒定运动，即非往复运动和固定不动的情况下，通过一定预设时间内，例如0.5s内的角度差距变化来对应计算出该关节的加速度，并通过该预设时间和初始末尾的角度差来计算运动速度，即生成上述关节组件的速度信息。
[0086]
在其中一些实施例中，上述关节组件还包括预设存储单元；上述根据该角度采集信息和该检测结果计算得到该关节组件的关节运动趋势还包括如下步骤：将该角度采集结果和该检测结果发送至该预设存储单元，以使得该预设存储单元将该角度采集结果和该检测结果存储为该关节组件对应的运动角度信息；根据该运动角度信息计算得到该关节运动趋势结果。
[0087]
其中，每个关节设置有一个特定存储空间，即上述预设存储单元以作为数据缓冲区，通过该缓冲区可以存储一定时间内，例如0.5s内的各个关节的运动角度等信息；上述控制装置可以从各关节固定存储空间中读取对应传感器数据，并进行各项指令操作。本实施例中，该控制装置可以从上述预设存储单元从读取角度采集结果和检测结果，并解析生成运动角度信息进行存储。具体地，该控制装置可以通过检测缓冲区的一定时间内的角度变化来确定关节运动趋势。
[0088]
步骤s420，在检测到该速度信息超过预设速度阈值的情况下，生成该运动异常结果，根据该运动异常结果控制该电源模块停止向该关节组件供电，并在检测到当前时间达到预设时间阈值的情况下，控制该电源模块重新供电。
[0089]
其中，在检测到上述速度信息中的速度、加速度等值均符合飞转情况或已经明显超过设定的预设速度阈值，则进行保护。即可以由上述控制装置马上切断下肢部分电路的供电；由于电机飞转时是不接收新的控制指令的，断电可以立即停止电机的转动和发力，避免引发进一步的安全问题。断电时会开始计时，到达上述预设时间，例如3s后会重新给腿部电路供电，并将之前的腿部参数重新下发，以保证后续可以正常使用。
[0090]
通过上述步骤s410至步骤s420，通过角度采集结果计算得到速度信息，在检测到速度或加速度超限时控制电源模块供电断开，从而实现了异常动作或运动高速/高加速动作的检测，在驱动通信较差、电机飞转、电机转动受阻后高速追赶目标位置等情况下均可以实现准确检测，确保了关节飞转时的运动保护，能够有效保护训练过程中的用户安全，从而进一步有效提高了外骨骼机器人的关节控制的安全性。
[0091]
下面结合实际应用场景对本技术的实施例进行详细说明，图5是根据本技术实施例的一种关节飞转时的检测保护方法的流程图，如图5所示，该流程包括如下步骤：
[0092]
步骤s501，开始流程；动作控制线程启动，数据接收线程启动。
[0093]
步骤s502，等待接收设备传感器数据；其中，该设备传感器数据包括上述角度传感器采集到的角度检测信号，以及光传感器采集到的反射片检测信号。
[0094]
步骤s503，接收到设备传感器数据并解析，存储关节各传感器数据；其中，通过数
据接收接收到上述角度检测信号、反射片检测信号之后，可以对各传感器数据进行解析处理以得到上述角度采集结果和上述检测结果，并作为关节各传感器数据进行存储。
[0095]
步骤s504，填充传感器数据至缓冲区中。其中，所填充的传感器数据即为上述步骤s203中接收、解析存储得到的关节各传感器数据。
[0096]
步骤s505，计算各关节速度、加速度，并判断是否存在关节速度或加速度超限。
[0097]
步骤s506，若上述步骤s505的判断结果为是，则进行腿部电路断电，并记录当前腿部参数，以退出动作控制；若上述步骤s505的判断结果为否，则继续执行控制，并返回上述步骤s504。
[0098]
步骤s507，开始计时。
[0099]
步骤s508，检查当前时间，并判断当前时间是否已经超过预设时间。
[0100]
步骤s509，若上述步骤s508的判断结果为是，则将腿部重新上电以恢复控制，并推送参数至腿部单片机；若述步骤s508的判断结果为否，则返回上述步骤s508继续执行。
[0101]
在其中一些实施例中，上述预设极限位置包括第一极限位置和第二极限位置，该第一极限位置和该第二极限位置分别设置有一个反射片；其中，该第一极限位置固定设置在该关节组件上，且该第二极限位置固定设置在该关节组件相对远离该第一极限位置的一侧；该关节组件在运动过程中带动该光传感器在该第一极限位置和该第二极限位置之间移动。
[0102]
通过上述实施例，在关节组件上相对的两个极限位置分别设置一个反射片，从而能够在反射信号被触发时，及时、准确地检测得到当前关节运动到正向极限角度还是反向极限角度，以便工作人员进一步调整，有效提高了外骨骼机器人的关节控制的准确性。
[0103]
在其中一些实施例中，在该角度采集结果指示该关节组件运动至超过该预设角度范围的情况下，上述外骨骼机器人的关节控制方法还包括如下步骤：根据该角度采集结果生成与该关节组件对应的角度异常标识信息并进行存储。具体地，该角度异常标识信息可以预先设置为16位的异常码，双髋关节、双膝关节这四个关节各自设置有两种传感器，即这8个传感器各自对应8位异常码，剩余8位可以为未来异常码预留空间。当上述控制装置检测到这四个关节中的其中一个设置的角度传感器，所采集到的角度采集结果超过了角度范围，则将对应的一位异常码置1；当控制装置检测到其中一个光传感器采集到反射信号，则将对应的一位异常码置1。通过上述实施例，通过角度采集结果生成与该关节组件对应的角度异常标识信息并进行存储，能够便于实现对外骨骼机器人关节点的软件控制，有效提高了外骨骼机器人的关节控制的效率和准确性。
[0104]
需要说明的是，在上述流程中或者附图的流程图中示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
[0105]
本实施例还提供了一种外骨骼机器人，图6是根据本技术实施例的一种外骨骼机器人的结构框图，如图6所示，该外骨骼机器人包括控制装置61和关节组件62，该关节组件62上设置有光传感器621和角度传感器，且该关节组件62上的预设极限位置上分别设置有反射片；该控制装置61，用于获取该角度传感器和622针对该关节组件62的实时运动角度的角度采集结果，并获取该光传感器和621针对该反射片的反射信号的检测结果；该控制装置61，还用于根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件62的运动异常结果，并
根据该运动异常结果控制该关节组件62停止运动。
[0106]
通过上述实施例，通过在关节组件62上设置光传感器和621和角度传感器和622，从而能够在通过光传感器和621和角度传感器和622检测到外骨骼机器人运动至异常位置时及时控制对应的关节组件62停止运动，解决了外骨骼机器人关节控制的安全性和可靠性低的问题。
[0107]
在其中一些实施例中，上述关节组件包括左髋关节组件、右髋关节组件、左膝关节组件和右膝关节组件；每个关节组件分别设置有该光传感器和621和该角度传感器和622。
[0108]
在其中一些实施例中，上述控制装置61还用于在该角度采集结果指示该关节组件62运动至超过预设角度范围，和/或，该检测结果指示该关节组件62运动至该光传感器和621与该反射片重合的情况下，生成该运动异常结果。
[0109]
在其中一些实施例中，上述控制装置61还用于根据该角度采集结果获取该关节组件62的当前运动角度与该预设角度范围之间的差值信息；该控制装置61在检测到该差值信息小于预设差值阈值的情况下，获取该角度传感器和622采集的角度差信息；其中，该角度差信息用于指示该外骨骼机器人中左关节和右关节之间的角度差值；该控制装置61在检测到该角度差信息超过预设角度差阈值的情况下，生成该运动异常结果。
[0110]
在其中一些实施例中，上述外骨骼机器人还包括电源模块，且该电源模块连接该关节组件62；上述控制装置61还用于根据该角度采集结果和该检测结果计算得到该关节组件62的关节运动趋势结果；该控制装置61在检测到该关节运动趋势结果指示该关节组件62向单方向恒定运动的情况下，根据该角度采集结果计算得到该关节组件62对应的速度信息；该控制装置61在检测到该速度信息超过预设速度阈值的情况下，生成该运动异常结果，根据该运动异常结果控制该电源模块停止向该关节组件62供电，并在检测到当前时间达到预设时间阈值的情况下，控制该电源模块重新供电。
[0111]
在其中一些实施例中，上述关节组件62还包括预设存储单元；上述控制装置61还用于将该角度采集结果和该检测结果发送至该预设存储单元，以使得该预设存储单元将该角度采集结果和该检测结果存储为该关节组件62对应的运动角度信息；该控制装置61根据该运动角度信息计算得到该关节运动趋势结果。
[0112]
在其中一些实施例中，上述预设极限位置包括第一极限位置和第二极限位置，该第一极限位置和该第二极限位置分别设置有一个反射片；其中，该第一极限位置固定设置在该关节组件62上，且该第二极限位置固定设置在该关节组件62相对远离该第一极限位置的一侧；上述关节组件62在运动过程中带动该光传感器和621在该第一极限位置和该第二极限位置之间移动。
[0113]
在其中一些实施例中，上述控制装置61还用于根据该角度采集结果生成与该关节组件62对应的角度异常标识信息并进行存储。
[0114]
本实施例还提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，图7是根据本技术实施例的一种计算机设备内部的结构图，如图7所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储运动异常结果。该计算机设备
的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述外骨骼机器人的关节控制方法。
[0115]
本领域技术人员可以理解，图7中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0116]
本实施例还提供了一种电子装置，包括存储器和处理器，该存储器中存储有计算机程序，该处理器被设置为运行计算机程序以执行上述任一项方法实施例中的步骤。
[0117]
可选地，上述电子装置还可以包括传输设备以及输入输出设备，其中，该传输设备和上述处理器连接，该输入输出设备和上述处理器连接。
[0118]
可选地，在本实施例中，上述处理器可以被设置为通过计算机程序执行以下步骤：
[0119]
s1，获取该角度传感器针对该关节组件的实时运动角度的角度采集结果，并获取该光传感器针对该反射片的反射信号的检测结果。
[0120]
s2，根据该角度采集结果和该检测结果生成针对该关节组件的运动异常结果，并根据该运动异常结果控制该关节组件停止运动。
[0121]
需要说明的是，本实施例中的具体示例可以参考上述实施例及可选实施方式中所描述的示例，本实施例在此不再赘述。
[0122]
另外，结合上述实施例中的外骨骼机器人的关节控制方法，本技术实施例可提供一种存储介质来实现。该存储介质上存储有计算机程序；该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种外骨骼机器人的关节控制方法。
[0123]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(rom)、可编程rom(prom)、电可编程rom(eprom)、电可擦除可编程rom(eeprom)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(ram)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram以多种形式可得，诸如静态ram(sram)、动态ram(dram)、同步dram(sdram)、双数据率sdram(ddrsdram)、增强型sdram(esdram)、同步链路(synchlink)dram(sldram)、存储器总线(rambus)直接ram(rdram)、直接存储器总线动态ram(drdram)、以及存储器总线动态ram(rdram)等。
[0124]
本领域的技术人员应该明白，以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
[0125]
以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。