【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人，尤其涉及一种动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法。
技术介绍
1、近年来，随着人口老龄化和相关疾病的加剧，由中风、意外事故、脊髓损伤等因素导致的下肢功能障碍或丧失，如偏瘫、四肢瘫痪等患者数量迅速增加，全球每年新增中风病例超过1370万例，成为全球第三大致残原因。以往的研究表明，通过早期干预和逐步适应患者的损伤程度和恢复阶段的目标导向训练，可以改善下肢无力或丧失功能患者的功能预后，因此，运动功能丧失者在日常生活中越来越依赖于各种医疗设备。下肢外骨骼机器人作为辅助设备，可以为运动功能障碍患者提供支撑和平衡，使他们恢复正常的行走能力，根据下肢外骨骼机器人是否具备自平衡能力，可将其分为非自平衡外骨骼机器人和自平衡外骨骼机器人。本专利重点讨论自平衡下肢外骨骼机器人(sblle)，由于没有外部支持装置，sblles的核心控制目标是在搭载不同病人的同时保持人机混合系统的平衡。
2、设计上的限制不可避免地会导致外骨骼机器人的刚度不足，在机器人结构中引入不必要的弹性，因此会产生非理想特性的形变，这种非理想特征变形的存在会阻碍自平衡外骨骼机器人准确地执行运动，使其容易摔倒，并可能对患者造成二次伤害。因此，现有的外骨骼机器人行走过程中稳定性较差。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供一种动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法，以解决上述问题。
2、本专利技术提供一种动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法，包括：采集外骨骼机器人在执行行走动作时的
3、在本专利技术的另一实现方式中，所述前馈补偿表示为：
4、δptw＝dtw-rtw
5、其中，dtw表示提前离线计算出的机器人在参考坐标系σw中期望姿态，rtw表示机器人在参考坐标系σw中的真实姿态。
6、在本专利技术的另一实现方式中，所述前馈形变补偿器由编码器和解码器组成，用于建立所述足底力和力矩数据及所述前馈补偿之间的映射关系，所述映射关系表示为：
7、δpt＝fδ(f)
8、其中，δpt表示前馈补偿，f表示足底力和力矩数据。
9、在本专利技术的另一实现方式中，还包括：根据机器人在参考坐标系中的实际扭矩和期望扭矩进行计算，得到机器人质心点的实际位置与期望位置之间基于扭矩数据得到的偏差公式：
10、rτb-dτb＝fext·zc
11、其中，rτb表示在参考坐标系σb原点处的实际扭矩，表示在参考坐标系σb原点处的期望扭矩，zc表示坐标系σb中质心点的高度。
12、在本专利技术的另一实现方式中，所述质心主动柔顺控制器基于所述足底力和力矩数据和期望轨迹进行计算，得到质心补偿，包括：质心主动柔顺控制器基于所述足底力和力矩数据和期望轨迹进行计算，得到机器人质心点的实际位置与期望位置之间基于位置数据得到的偏差公式：
13、
14、其中，rt表示机器人在参考坐标系σb中的实际位置，dt表示机器人在参考坐标系σb中的期望位置；结合所述基于扭矩数据得到的偏差公式和所述基于位置数据得到的偏差公式进行计算，得到质心补偿。
15、在本专利技术的另一实现方式中，所述新期望姿态表示为：
16、
17、其中，dtw是提前离线计算出的机器人期望姿态，δpt表示前馈补偿，δtw表示质心补偿。
18、本专利技术的动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法通过前馈变形补偿器显著改善了变形问题；通过质心主动顺应控制器解决了外骨骼机器人混合系统中不同穿戴者带来的强参数扰动问题；使得外骨骼机器人在动态变形和搭载不同受试者的情况下实现稳定行走。
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1.一种动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前馈补偿表示为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前馈形变补偿器由编码器和解码器组成，用于建立所述足底力和力矩数据及所述前馈补偿之间的映射关系，所述映射关系表示为：
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述质心主动柔顺控制器基于所述足底力和力矩数据和期望轨迹进行计算，得到质心补偿，包括：
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述新期望姿态表示为：
【技术特征摘要】
1.一种动态形变下康复外骨骼的自平衡行走控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述前馈补偿表示为：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述前馈形变补偿器由编码器和解码器组成，用于建立所述足底力和力矩数据及所述前馈补偿之间的映射关系，所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：吴新宇，李金科，孙健铨，李文韬，李锋，尹猛，田定奎，曹武警，马跃，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：
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