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公开(公告)号：CN112894766B
公开(公告)日：2022-06-14
申请号：CN202011562251.0
申请日：2020-12-25
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
摘要： 本发明公开了一种应用于步行踝关节线驱外骨骼的力位置混合控制方法，该方法包括：根据传感器采集的数据得知当前的步态周期百分比；根据步态周期百分比判断当前阶段；结合力控制和位置控制、根据当前阶段选择阶段控制方法和阶段控制参数对电机输出控制指令；判断控制系统是否继续运行，若触发停止控制部件或外骨骼主控制器判断为异常状态时进行执行停止电机转动操作。本发明采用了结合力控制和位置控制的控制策略，结合两者的优势，解决了踝关节线驱外骨骼的控制问题，达成减少力控制的电机需求及电能消耗的效果，同时减少位置控制的调试难度。
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公开(公告)号：CN113208583A
公开(公告)日：2021-08-06
申请号：CN202110388106.3
申请日：2021-04-12
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： A61B5/11
摘要： 本发明公开了一种外骨骼辅助下的步态识别方法、装置、介质和设备，首先设置变量且进行初始化，读取步态识别循环开始的当前时间CT，获取足底压力传感器检测到的脚底等效压力；根据当前步态状态，选择接下来判定是脚跟着地还是脚跟离地；在当前步态状态表示为脚跟离地，则接下来判定脚跟着地的条件；满足情况下，更新步态状态和步数，在步数达到阈值情况下，进行步态周期更新并启动步态周期百分比，进入步态周期百分比计算过程；在当前步态状态表示为脚跟着地，则接下来判定脚跟离地的条件；在满足的情况下，更新变量，然后进入步态周期百分比计算过程。本发明方法提高步态识别的抗干扰能力和实时性，使得步态识别的准确度更高。
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公开(公告)号：CN115542723A
公开(公告)日：2022-12-30
申请号：CN202211222151.2
申请日：2022-10-08
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： G05B11/42
摘要： 本发明公开了一种人机在环调试的踝关节外骨骼PD控制器参数整定方法，可用于在不同的穿戴者和行走工况的条件下整定踝关节外骨骼的PD控制器参数使控制效果达到最优，整定过程通过人机在环的在线调节，无须特定测试环境或设备的介入。该方法过程如下：通过穿戴者在步行工况的踝关节外骨骼实际运行过程中采集PD控制器的比例系数Kp和微分系数Kd参数组合，以及对应的辅助力控制误差，导入高斯回归算法中进行曲面拟合，得到曲面的最低点(即预测的控制误差最小)的Kp和Kd参数，再反导入到外骨骼PD控制器中更新参数，重复人机在环的参数迭代过程，最终Kp和Kd参数收敛时即代表PD控制器参数整定至针对当前穿戴者及步行工况的最优。
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公开(公告)号：CN112711838B
公开(公告)日：2022-03-22
申请号：CN202011542639.4
申请日：2020-12-23
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/06
摘要： 本发明属于外骨骼领域，涉及一种踝关节柔性行走外骨骼电能成本预估方法。对于踝关节柔性行走外骨骼来说，不同的外骨骼构型会影响外骨骼的电能消耗。本发明通过设置辅助力矩在步态周期上的变化情况、弹性元素的刚度及附加位移的变化，可以求出该驱动条件下外骨骼电能的预估成本大小。通过本发明方法，可以在没有实体样机的条件下分析不同驱动方案对于外骨骼电能消耗的影响，从而快速选择合理的外骨骼构型。相比于通过多次样机试验得到不同外骨骼的电能成本，本发明更加快速和有效，能够快速得到踝关节柔性外骨骼的电能成本，从而加快样机制作的速度和有效性。
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公开(公告)号：CN112711838A
公开(公告)日：2021-04-27
申请号：CN202011542639.4
申请日：2020-12-23
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： G06F30/20 , G06F119/06
摘要： 本发明属于外骨骼领域，涉及一种踝关节柔性行走外骨骼电能成本预估方法。对于踝关节柔性行走外骨骼来说，不同的外骨骼构型会影响外骨骼的电能消耗。本发明通过设置辅助力矩在步态周期上的变化情况、弹性元素的刚度及附加位移的变化，可以求出该驱动条件下外骨骼电能的预估成本大小。通过本发明方法，可以在没有实体样机的条件下分析不同驱动方案对于外骨骼电能消耗的影响，从而快速选择合理的外骨骼构型。相比于通过多次样机试验得到不同外骨骼的电能成本，本发明更加快速和有效，能够快速得到踝关节柔性外骨骼的电能成本，从而加快样机制作的速度和有效性。
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公开(公告)号：CN112618285A
公开(公告)日：2021-04-09
申请号：CN202011608384.7
申请日：2020-12-30
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： A61H3/00 , G06F30/27 , G06F30/17 , G06N3/12 , G06F111/04 , G06F119/14
摘要： 本发明属于外骨骼领域，公开一种基于遗传算法的步行踝关节外骨骼辅助力矩生成方法。所述方法将生物能计算方法嵌入遗传算法中求解最优的踝关节外骨骼辅助力矩；遗传算法的目标函数为使步态周期的生物能成本最小；遗传算法的个体是人体的生物力矩，每一个个体可求得对应的外骨骼辅助力矩，通过遗传算法求解得到种群里的最优个体，进而得到最优个体对应的最优外骨骼辅助力矩。相比于通过实验法遍寻不同的辅助力矩，本发明通过遗传算法得到的外骨骼辅助力矩具备理论上的合理性，因此在一定程度上保证了实验的安全性，并且以此作为基础调试辅助力矩，将提高辅助力矩迭代的速度。
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公开(公告)号：CN113208583B
公开(公告)日：2022-05-27
申请号：CN202110388106.3
申请日：2021-04-12
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
IPC分类号： A61B5/11
摘要： 本发明公开了一种外骨骼辅助下的步态识别方法、装置、介质和设备，首先设置变量且进行初始化，读取步态识别循环开始的当前时间CT，获取足底压力传感器检测到的脚底等效压力；根据当前步态状态，选择接下来判定是脚跟着地还是脚跟离地；在当前步态状态表示为脚跟离地，则接下来判定脚跟着地的条件；满足情况下，更新步态状态和步数，在步数达到阈值情况下，进行步态周期更新并启动步态周期百分比，进入步态周期百分比计算过程；在当前步态状态表示为脚跟着地，则接下来判定脚跟离地的条件；在满足的情况下，更新变量，然后进入步态周期百分比计算过程。本发明方法提高步态识别的抗干扰能力和实时性，使得步态识别的准确度更高。
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公开(公告)号：CN112733631A
公开(公告)日：2021-04-30
申请号：CN202011584446.5
申请日：2020-12-28
申请人： 华南理工大学 , 广东天物新材料科技有限公司
摘要： 本发明为下肢动态动作模式识别算法，可有效地识别下肢的动态动作，扩展LDA算法应用场景。包括步骤：采集行走、跑步、上楼梯和下楼梯四种动作模式过程中的欧拉角、角速度和加速度信号、足底压力信号；以后脚跟着地的时间点后预设时间窗口作为特殊数据窗口，截取在特殊数据窗口内所采集的信号数据；对特殊数据窗口中的信号数据进行特征提取，计算特征值并组成特征向量；对一半的特征向量训练，得到最优降维矩阵和四种动作模式所对应的标签向量；将另一半特征向量用于识别，将待识别的特征向量用最优降维矩阵进行降维操作，通过降维后的再识别特征向量与四种动态动作模式所对应的标签向量进行比较，确定识别的动作模式。
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公开(公告)号：CN116197878A
公开(公告)日：2023-06-02
申请号：CN202211543271.2
申请日：2022-12-02
申请人： 广东天物新材料科技有限公司
摘要： 本发明公开了基于肌肉储能的无源柔性穿戴服饰及其运动护服，属于穿戴服饰技术领域，包括一软服，以及联结在软服上的腰带部、大腿织带部和足跟部，大腿织带部包括设于大腿肌肉前侧软服上的第一交叉节点，以及设于小腿肌肉后侧软服上的第二交叉节点，两交叉节点之间沿腿部的两侧呈线型连接有至少两条受力带，各受力带呈现包夹住大腿肌肉的形状；所述腰带部束缚在人体的髋关节之上，与所述第一交叉节点相连，所述足跟部设于人体小腿与脚底的交接处，与所述第二交叉节点相连；在步行中，人体下肢摆动会牵引传力路径的拉伸，导致大腿肌肉被夹迫，形成弹力，从而在踝关节处形成向上的助力帮助人体蹬脚离地，有效减少了人体步行时的体能消耗。
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公开(公告)号：CN115771137A
公开(公告)日：2023-03-10
申请号：CN202211543436.6
申请日：2022-12-02
申请人： 广东天物新材料科技有限公司
摘要： 本发明公开了基于肌肉储能的非拉伸软性外骨骼，属于穿戴服饰技术领域，包括腰带、大腿织带和小腿‑足组件，所述大腿织带包括设于大腿肌肉前侧的第一附接元件，以及设于小腿肌肉后侧的第二附接元件，两附接元件之间沿腿部的两侧呈线型连接有至少两条受力带，各受力带跨越人体的膝关节，呈现包夹住大腿肌肉的形状，所述受力带采用不可拉伸的柔性材料；所述腰带束缚在人体的髋关节之上，与所述第一附接元件相连，所述小腿‑足组件设于人体小腿与脚底的交接处，与所述第二附接元件相连；基于肌肉储能的机理，在没有外部能源的情况下实现辅助步行，将被动外骨骼抽象成腰带、大腿织带和小腿‑足组件，实现穿戴结构的轻量化以及保证穿戴时的舒适性。
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