一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法技术

本发明专利技术公开了一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法，其步骤包括：S1：建立二维图表；在二维图表中表格最左侧一列为初始模态，最上侧一行为目标模态，表格中“√”表示从初始模态到目标模态的有效切换；“〇”表示模态保持不变；表格中的空白表示从初始模态到目标模态不可进行切换；S2：基于步骤S1的二维图表进行运动模态控制切换；初始位置始终在图表中的“〇”上，定义模态的切换方向可以向左或向右进行，但向左或向右切换的落脚点必须是有效切换“√”处；模态进行左或右的切换后，进行向上或向下操作，使得终点位置必须落回到图表当前列的模态维持“〇”处。本发明专利技术具有原理简单、控制简便、可读性强、程序实现容易等优点。

A Modal Switching Control Method for Exoskeleton Motion of Lower Limbs

【技术实现步骤摘要】
一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法
本专利技术主要涉及到外骨骼运动控制领域，特指一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法。
技术介绍
下肢外骨骼在助力运动控制时需要符合人体运动意图和运动模态，完备的外骨骼控制策略往往是能适应较多运动模态的。人体下肢运动主要分为支撑期和摆动期两种模式，膝关节运动分屈曲运动和伸展运动两种模式，这四种模式组成了更多的下肢运动模态。在日常生活中下肢活动主要有蹲起、水平行走、上下坡和上下楼梯四种，每一种活动又可以进一步细分，模态的细分程度对应着外骨骼控制系统的整体性能，往往细分程度越高整体性能越佳。但模态种类的增加使得模态间的切换判断变得复杂。良好的切换控制策略能够实现多模态运动控制的快速自如切换，进一步提高外骨骼的自动控制能力。现有外骨骼主要依靠“意图检测——运动控制”的方法实现外骨骼机器人主动助力运动控制。该控制方法的前提是首先确定划分运动模态种类；进而通过传感器数据进行运动意图检测，识别当前运动模态；最后根据不同的运动模态设计不同的控制器，应用不同的控制方法，达到多模态运动控制的目的。其中运动意图检测主要是依靠多源外围传感器数据融合。对于上述“意图检测——运动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法，其特征在于，步骤包括：S1：建立二维图表；在二维图表中表格最左侧一列为初始模态，最上侧一行为目标模态，表格中“√”表示从初始模态到目标模态的有效切换；“〇”表示模态保持不变；表格中的空白表示从初始模态到目标模态不可进行切换；S2：基于步骤S1的二维图表进行运动模态控制切换；初始位置始终在图表中的“〇”上，定义模态的切换方向可以向左或向右进行，但向左或向右切换的落脚点必须是有效切换“√”处；模态进行左或右的切换后，进行向上或向下操作，使得终点位置必须落回到图表当前列的模态维持“〇”处。

【技术特征摘要】
1.一种下肢外骨骼运动模态切换控制方法，其特征在于，步骤包括：S1：建立二维图表；在二维图表中表格最左侧一列为初始模态，最上侧一行为目标模态，表格中“√”表示从初始模态到目标模态的有效切换；“〇”表示模态保持不变；表格中的空白表示从初始模态到目标模态不可进行切换；S2：基于步骤S1的二维图表进行运动模态控制切换；初始位置始终在图表中的“〇”上，定义模态的切换方向可以向左或向右进行，但向左或向右切换的落脚点必须是有效切换“√”处；模态进行左或右的切换后，进行向上或向下操作，使得终点位置必须落回到图表当前列的模态维持“〇”处。2.根据权利要求1所述的下肢外骨骼运动模态切换控制方法，其特征在于，在步骤S2中，操作过程为从状态1“〇”出发，经过直角操作，到状态2“〇”终止，完成由状态1到状态2的模态切换，且状态2可以作为下一模态切换操作的初始位置。3.根据权利要求1或2所述的下肢外骨骼运动模态切换控制方法，其特征在于，在步骤S1中，建立该二维图表的步骤包括：S101、设运动模态个数为n，建立(n+1)*(n+1)表格；S102、从图表第一列第二行开始，按列方向将所有运动模态进行列写，顺序随意，该列作为模态切换的初始模态；S103、从图标第一行第二列开始，按行方向将所有运动模态再次列写，顺序随意，但一般和步骤1中模态列写顺序相同...

【专利技术属性】
技术研发人员：王剑，郎琳，
申请(专利权)人：湖南健行智能机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43