【技术实现步骤摘要】
本申请属于医疗康复，具体涉及一种下肢训练设备控制方法、装置、设备及存储介质。
技术介绍
1、现有市场上的下肢外骨骼多采用与辅助支架相结合的方式为患者提供步行康复训练，请参照申请号为cn202310101403.4、专利技术名称为“一种用于下肢多关节康复训练的可移动医疗机器人”的专利技术专利申请，申请号为201911409204.x、专利技术名称为“一种行走安全支架及外骨骼机器人”的专利技术专利申请。这类辅助支架可以限制下肢外骨骼在冠状面内的运动并避免其侧向倾倒，进而保证穿戴者的平衡和安全。此外，辅助支架还可以为外骨骼和穿戴者提供竖直方向的支撑力，以减小外骨骼腿部的支撑力，进而在行走过程中的支撑相减小外骨骼下肢关节的扭矩和能耗。
2、过大的辅助支架支撑力会使得外骨骼的脚底压力不足而在行走过程中出现双脚离地悬空，或导致支撑腿的脚底摩擦力不足而出现脚底打滑。过小的辅助支架支撑力会导致外骨骼腿部支撑力过大，进而增加外骨骼下肢关节的扭矩和能耗。因此，这类系统往往需要调节到一个适宜的支撑力参数使得外骨骼行走稳定且能耗低。对于不同的穿戴者和外骨骼预定义步态，辅助支架等类似设备的支撑力参数调节多采用依据操作者经验手动调节的方法。这类方法存在以下问题：首先，外骨骼穿戴者体重各异，每次训练都需要操作者手动调节支撑力参数，加重了操作者的负担。其次，依据操作者经验调节的辅助支架支撑力参数精度较差，难以达到最优的节能效果。
技术实现思路
1、鉴于此，本申请的目的在于提供一种下肢训练设备控制方法、
2、本申请的技术方案如下：
3、第一方面，本申请提供了一种下肢训练设备控制方法，应用于下肢训练设备，所述设备包括辅助支架和下肢外骨骼，所述辅助支架包括支撑弹簧，所述下肢外骨骼包括髋关节电机和膝关节电机，所述方法包括：
4、获取步态周期内的所述髋关节电机的电流及转速；
5、获取步态周期内的所述膝关节电机的电流及转速；
6、获取步态周期内的所述辅助支架的行进距离；
7、根据所述髋关节电机的电流及转速、所述膝关节电机的电流及转速以及所述辅助支架的行进距离，确定支撑力参数调节量；
8、根据所述支撑力参数调节量，调节支撑弹簧的支撑力。
9、作为可选方案，所述根据所述髋关节电机的电流及转速、所述膝关节电机的电流及转速以及所述辅助支架的行进距离，确定支撑力参数调节量包括：
10、根据所述髋关节电机的电流及转速，确定所述髋关节电机的实时功率；
11、根据所述膝关节电机的电流及转速，确定所述膝关节电机的实时功率；
12、根据步态周期内的髋关节电机和膝关节电机的功率，确定单条腿的总能耗；
13、根据步态周期内的单条腿的总能耗和行进距离，确定行走能效；
14、根据步态周期内的行走能效，确定支撑力参数的调节量。
15、作为可选方案，所述辅助支架还包括托架和升降电机，所述支撑弹簧的底端支撑于所述托架；所述根据步态周期内的行走能效，确定支撑力参数的调节量的计算模型为：
16、
17、其中，k为步态周期计数，j为行走能效，ξ(k)为中间变量，θ(k)为第k个步态周期时升降电机的转角，ω为扰动信号的频率，λ为增益系数，h表示高通滤波器的截止频率，δθ(k)表示支撑力参数的调节量。
18、第二方面，本申请提供了一种下肢训练设备控制装置，应用于下肢训练设备，所述设备包括辅助支架和下肢外骨骼，所述辅助支架包括支撑弹簧，所述下肢外骨骼包括髋关节电机和膝关节电机，所述装置包括：
19、髋关节获取模块，用于获取步态周期内的所述髋关节电机的电流及转速；
20、膝关节获取模块，用于获取步态周期内的所述膝关节电机的电流及转速；
21、行进距离获取模块，用于获取步态周期内的所述辅助支架的行进距离；
22、自适应处理模块，用于根据所述髋关节电机的电流及转速、所述膝关节电机的电流及转速以及所述辅助支架的行进距离，确定支撑力参数调节量；
23、支撑力调节模块，用于根据所述支撑力参数调节量，调节支撑弹簧的支撑力。
24、第三方面，本申请提供了一种下肢训练设备，所述下肢训练设备包括处理器、存储器以及存储于所述存储器中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以实现上述的下肢训练设备控制方法中的步骤。
25、第四方面，本申请提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现上述的下肢训练设备控制方法中的步骤。
26、本申请的有益效果是：
27、本申请提供的下肢训练设备控制方法，根据髋关节电机的电流及转速、膝关节电机的电流及转速以及辅助支架的行进距离，可以计算得到支撑弹簧的支撑力，并可以在行走过程中自动调节辅助支架的支撑力参数，适用于不同的下肢外骨骼穿戴者和不同的步态，有效提高下肢外骨骼的行走能效。
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1.一种下肢训练设备控制方法，其特征在于，应用于下肢训练设备，所述设备包括辅助支架和下肢外骨骼，所述辅助支架包括支撑弹簧，所述下肢外骨骼包括髋关节电机和膝关节电机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述髋关节电机的电流及转速、所述膝关节电机的电流及转速以及所述辅助支架的行进距离，确定支撑力参数调节量包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助支架还包括托架和升降电机，所述支撑弹簧的底端支撑于所述托架；所述根据步态周期内的行走能效，确定支撑力参数的调节量的计算模型为：
4.一种下肢训练设备控制装置，其特征在于，应用于下肢训练设备，所述设备包括辅助支架和下肢外骨骼，所述辅助支架包括支撑弹簧，所述下肢外骨骼包括髋关节电机和膝关节电机，所述装置包括：
5.一种下肢训练设备，其特征在于，所述下肢训练设备包括处理器、存储器以及存储于所述存储器中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以实现权利要求1-3任意一项所述的下肢训练设备控制方法中的步骤。
6.一种计算机可
...【技术特征摘要】
1.一种下肢训练设备控制方法，其特征在于，应用于下肢训练设备，所述设备包括辅助支架和下肢外骨骼，所述辅助支架包括支撑弹簧，所述下肢外骨骼包括髋关节电机和膝关节电机，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述髋关节电机的电流及转速、所述膝关节电机的电流及转速以及所述辅助支架的行进距离，确定支撑力参数调节量包括：
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述辅助支架还包括托架和升降电机，所述支撑弹簧的底端支撑于所述托架；所述根据步态周期内的行走能效，确定支撑力参数的调节量的计算模型为：
4.一种下肢训练设备控...
【专利技术属性】
技术研发人员：程洪，张龙，
申请(专利权)人：布法罗机器人科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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