一种下肢外骨骼机器人控制系统及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种下肢外骨骼机器人控制系统及控制方法，本发明专利技术的下肢外骨骼机器人控制系统，包括感知系统、两块stm32控制板以及各个关节电机；提供了基于多传感信息融合技术来判断人体运动意图，从而实现下肢外骨骼机器人柔顺控制，采用三层控制架构来更好的对多传感信息进行识别、决策和规划步态，真正实现下肢外骨骼的柔顺控制。本发明专利技术对下肢外骨骼机器人进行了动力学建模分析，这样可以更好的反应外骨骼的动力特性，为控制算法的实现奠定了基础。采用了较为先进的模糊切换增益滑模控制算法对下肢步态轨迹进行跟踪，通过模糊控制对切换增益K的实时调整，可以适应外界环境的复杂变化，保持系统跟踪的精确性。保持系统跟踪的精确性。保持系统跟踪的精确性。

【技术实现步骤摘要】
一种下肢外骨骼机器人控制系统及方法


[0001]本专利技术属于嵌入式控制
，具体涉及一种下肢外骨骼机器人控制系统及控制方法。

技术介绍

[0002]下肢外骨骼机器人是用以加强人体下肢行走能力的装备，它可以被穿戴于人体下肢，通过机器人提供动力，使得人体得到相应的助力效果。下肢外骨骼机器人可以应用于助力助行方面，如：士兵行军、救灾搬运、快递搬运，还可以应用于康复训练等领域，给下肢有运动障碍的患者提供支撑和动力。商业化较为成功的下肢外骨骼康复机器人有瑞士的Lokomat、日本筑波大学的HAL系列机器人、以色列的rewalk下肢康复机器人等。
[0003]商业化的康复机器人既有低端的末端牵引式康复机器人、还包括中高端的多关节牵引式康复机器人、悬挂式下肢康复机器人和可穿戴外骨骼康复机器人。在运动控制技术方面，从早期的经典位置控制，已发展到阻抗控制、最优控制、滑模变结构控制等，以此来应对时变、强耦合、非线性和患者因疲劳和痉挛等造成的不确定性状态。
[0004]现有的下肢外骨骼机器人控制系统都包含感知系统，通过采集使用者的步态和意图信息本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种下肢外骨骼机器人控制系统，其特征在于，包括感知系统、两块stm32控制板以及各个关节电机；其中，所述的感知系统包括IMU姿态传感器、足底压力传感器和编码器；stm32控制板一块负责采集传感器的信息，另一块负责决策和给感知系统以及各个关节电机发送控制指令。2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述感知系统采用5个IMU姿态传感器，分别绑定在人体小腿、大腿和腰部，控制系统采用串口通信的方式对IMU姿态传感器信息进行采集，姿态传感器包含3轴加速度、3轴陀螺仪、3轴角度和3轴磁场。3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述感知系统采用一双足底压力传感器，由16个薄膜压力传感器组...

【专利技术属性】
技术研发人员：高学山，张鹏飞，苗明达，罗定吉，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：