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公开(公告)号：CN113011458B
公开(公告)日：2022-12-16
申请号：CN202110188446.1
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负载机动型外骨骼人体运动意图识别方法及外骨骼系统，方法包括先通过外骨骼的传感系统获取足部GCF信号、IMU信号；然后通过信号特征的周期性判定，将坐姿与站立归为非周期性活动，将跑步、走路与上下楼梯归为周期性活动；再对于非周期活动，根据IMU信号计算两腿膝关节角度，根据坐姿的两腿膝关节角度大于站立的两腿膝关节角度来区分坐姿与站立；对于周期性活动，根据足部GCF信号判断双脚是否均有支撑来区分跑步与其他活动，然后采用模糊推理系统，根据足部GCF信号中脚跟撞击或脚趾撞击时刻的膝关节角度来识别出走路、上楼梯或者下楼梯的行走状态。本发明能够平滑连续地识别人体运动意图。
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公开(公告)号：CN113001540B
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202110188433.4
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负载机动型外骨骼的人机交互智能控制方法及外骨骼系统，方法先将人体与负载机动型外骨骼建模为由躯干、左右两条大腿和左右两条小腿构成的5连杆模型；然后将5连杆模型分为支撑腿模型与摆动腿模型，利用拉格朗日运动方程，分别建立两个模型的动力学方程；再设计结合位置控制和基于跟踪微分器的AIA控制的混合控制方法，在步态周期中将位置控制应用于支撑腿模型，使外骨骼的关节角度实时跟踪人体的关节角度，将基于跟踪微分器的AIA控制应用于摆动腿模型，使外骨骼自适应穿戴者的人体运动和环境，两种控制方法依据步态周期的支撑相与摆动相交替实现，以使外骨骼实时跟踪人体位置。本发明能够实现外骨骼与人体的协调运动。
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公开(公告)号：CN113011458A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110188446.1
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负载机动型外骨骼人体运动意图识别方法及外骨骼系统，方法包括先通过外骨骼的传感系统获取足部GCF信号、IMU信号；然后通过信号特征的周期性判定，将坐姿与站立归为非周期性活动，将跑步、走路与上下楼梯归为周期性活动；再对于非周期活动，根据IMU信号计算两腿膝关节角度，根据坐姿的两腿膝关节角度大于站立的两腿膝关节角度来区分坐姿与站立；对于周期性活动，根据足部GCF信号判断双脚是否均有支撑来区分跑步与其他活动，然后采用模糊推理系统，根据足部GCF信号中脚跟撞击或脚趾撞击时刻的膝关节角度来识别出走路、上楼梯或者下楼梯的行走状态。本发明能够平滑连续地识别人体运动意图。
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公开(公告)号：CN111714123A
公开(公告)日：2020-09-29
申请号：CN202010711501.6
申请日：2020-07-22
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B5/0488 , A61B5/0492 , A61B5/00
Abstract: 本发明公开了一种人体腰背部表面肌电信号的检测系统和方法，该系统包括：依次连接的采集单元和信号处理终端；采集单元，用于采集受试者人体腰背部表面的肌电信号，并将肌电信号发送至信号处理终端；信号处理终端，包括数字滤波模块、信号整流模块、活动段检测模块、特征提取模块、肌肉疲劳度分析模块，用于对表面肌电信号进行处理，形成可视化图表参数；本发明对肌电信号进行了二次滤波。第一次为信号处理终端的数字滤波模块对采集的肌电信号进行滤波，去除肌电信号有效频段外的噪声干扰，和去除50Hz的工频干扰；第二次为信号处理终端的数字滤波模块对其进行滤波，以去除一部分无法通过硬件电路滤除的噪声，提高信噪比。
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公开(公告)号：CN113001540A
公开(公告)日：2021-06-22
申请号：CN202110188433.4
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种负载机动型外骨骼的人机交互智能控制方法及外骨骼系统，方法先将人体与负载机动型外骨骼建模为由躯干、左右两条大腿和左右两条小腿构成的5连杆模型；然后将5连杆模型分为支撑腿模型与摆动腿模型，利用拉格朗日运动方程，分别建立两个模型的动力学方程；再设计结合位置控制和基于跟踪微分器的AIA控制的混合控制方法，在步态周期中将位置控制应用于支撑腿模型，使外骨骼的关节角度实时跟踪人体的关节角度，将基于跟踪微分器的AIA控制应用于摆动腿模型，使外骨骼自适应穿戴者的人体运动和环境，两种控制方法依据步态周期的支撑相与摆动相交替实现，以使外骨骼实时跟踪人体位置。本发明能够实现外骨骼与人体的协调运动。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112975908A
公开(公告)日：2021-06-18
申请号：CN202110188491.7
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种应用于负载机动型外骨骼的液压系统及液压驱动方法，系统的两路液压回路并联，且均连接油囊、髋关节液压缸和膝关节液压缸，膝关节液压缸处设有位置传感器；在每路液压回路中，液压泵连接油囊和单向阀，单向阀再连接髋关节液压缸和膝关节液压缸，液压阀也连接油囊、髋关节液压缸和膝关节液压缸，从而构成封闭回路；电机连接并驱动液压泵，并且通过控制自身转速来控制液压缸运动过程中的油压，通过液压泵和单向阀控制液压缸伸长运动过程中的流量，以驱动液压缸的伸长运动；液压缸的缩回运动由人腿自行驱动，其中，液压缸的换相和缩回运动过程中的流量通过液压阀控制。本发明液压系统结构紧凑、重量轻、体积小、实用性佳。
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公开(公告)号：CN111700623A
公开(公告)日：2020-09-25
申请号：CN202010689675.7
申请日：2020-07-17
Applicant: 华南理工大学
IPC: A61B5/11
Abstract: 本发明公开了一种基于足底压力的人体步态检测系统和方法，该系统包括：足底压力检测装置、单片机控制模块、信号调理模块和安装有步态分析程序的上位机模块；足底压力检测装置包括传感鞋和压力传感器；压力传感器、单片机控制模块和信号调理模块均集成在传感鞋上；压力传感器感知穿戴传感鞋的人行走过程中脚与地面的相互作用力，测量出该相互作用力下的电压信号，电压信号经过信号调理模块的转换和放大后传送到单片机控制模块，单片机控制模块将电压信号发送到上位机模块，上位机模块根据电压信号得到不同步态下对应的足底施加力。本发明将基本的器件集成在传感鞋中，具有低成本、结构简单、便携穿戴及易维护等优点。
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公开(公告)号：CN112975908B
公开(公告)日：2024-09-24
申请号：CN202110188491.7
申请日：2021-02-19
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明公开了一种应用于负载机动型外骨骼的液压系统及液压驱动方法，系统的两路液压回路并联，且均连接油囊、髋关节液压缸和膝关节液压缸，膝关节液压缸处设有位置传感器；在每路液压回路中，液压泵连接油囊和单向阀，单向阀再连接髋关节液压缸和膝关节液压缸，液压阀也连接油囊、髋关节液压缸和膝关节液压缸，从而构成封闭回路；电机连接并驱动液压泵，并且通过控制自身转速来控制液压缸运动过程中的油压，通过液压泵和单向阀控制液压缸伸长运动过程中的流量，以驱动液压缸的伸长运动；液压缸的缩回运动由人腿自行驱动，其中，液压缸的换相和缩回运动过程中的流量通过液压阀控制。本发明液压系统结构紧凑、重量轻、体积小、实用性佳。
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公开(公告)号：CN117021054A
公开(公告)日：2023-11-10
申请号：CN202310984704.6
申请日：2023-08-07
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本发明涉及一种气动手部外骨骼系统和控制方法，气动手部外骨骼系统包括气动手部外骨骼本体、充气气泵、吸气气泵和控制装置；气动手部外骨骼设有手指；手指上设有手指气路，用于驱使手指进行伸展或弯曲运动；充气气泵和吸气气泵分别连接于手指气路，用于向手指气路充气或吸气；手指设有压力传感装置，用于检测气动手部外骨骼本体与人手的交互压力；控制装置分别连接于压力传感器、充气气泵和吸气气泵，用于根据压力传感装置检测到的压力，相应控制充气气泵和吸气气泵动作，能够迅速泄压以减轻对手部的压力，避免对手部产生伤害。通过电机控制节流阀实现气压的控制，减小了装置体积，增加吸气气泵，有效的控制放气过程，提高手部外骨骼的运动精度。
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公开(公告)号：CN220719318U
公开(公告)日：2024-04-05
申请号：CN202322105627.0
申请日：2023-08-07
Applicant: 华南理工大学
Abstract: 本实用新型涉及一种气动手部外骨骼系统，包括气动手部外骨骼本体、充气气泵、吸气气泵和控制装置；气动手部外骨骼设有手指；手指上设有手指气路，用于驱使手指进行伸展或弯曲运动；充气气泵和吸气气泵分别连接于手指气路，用于向手指气路充气或吸气；手指设有压力传感装置，用于检测气动手部外骨骼本体与人手的交互压力；控制装置分别连接于压力传感器、充气气泵和吸气气泵，用于根据压力传感装置检测到的压力，相应控制充气气泵和吸气气泵动作，能够迅速泄压以减轻对手部的压力，避免对手部产生伤害。通过电机控制节流阀实现气压的控制，减小了装置体积，增加吸气气泵，有效的控制放气过程，提高手部外骨骼的运动精度。
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