CN104188675A - 具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统及控制方法，它涉及一种外骨骼机器人系统及控制方法，以解决现有的外骨骼助力机器人往往针对平地行走这一典型步态，适用性差，以及不能正确判断人体运动意图的需求，不能使外骨骼机器人和人体之间保持运动的协调，复杂路面难以实现良好的助力效果的问题，它包括上体背部、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统、大腿驱动系统和小腿穿戴系统；上体背部包括背部支架；上体背部还包括肩带，每个大腿驱动系统还包括大腿捆绑带，每个小腿穿戴系统还包括脚部捆绑带、上胶垫、下胶垫、脚后跟板，所述外骨骼机器人系统还包括传感检测控制系统。本发明用于助力行走和人体运动姿态的检测控制。

Description

具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统及控制方法

技术领域

本发明涉及一种外骨骼机器人系统及控制方法。

背景技术

负重外骨骼能够帮助人体承受负载并增强承受大负载的耐久力，在军用和民用方面均有广阔的市场前景。能够帮助士兵背负武器装备长途行军或作战，还可以辅助穿戴者在山地等复杂环境背负或运送货物，以及提高重体力劳动者的日常作业能力。对于身体健康的穿戴者，外骨骼必须能够快速准确的判断出人体的运动意图，进而进行跟随，才能在不增加人机干涉力的前提下，实现良好的助力效果。人体的运动具有多样性、随机性的特点。传统的外骨骼助力机器人往往针对平地行走这一典型步态，基于脚底压力信息或大小腿捆绑检测，来判断人体的运动意图，控制方法的实用性和实时性较差。如申请号201310686549.6的中国发明专利申请提出一种便携储能式外骨骼助力机器人，该机器人虽然能提供动力协助人的行走，增强人的行走能力和速度，提高了人体的负重能力，缓解了疲劳，但是不能正确判断人体运动意图的需求，不能使外骨骼机器人和人体之间保持运动的协调，且在坎坷崎岖的复杂路面难以实现良好的助力效果。

发明内容

本发明是为解决现有的外骨骼助力机器人往往针对平地行走这一典型步态，适用性差，以及不能正确判断人体运动意图的需求，不能使外骨骼机器人和人体之间保持运动的协调，复杂路面难以实现良好的助力效果的问题，进而提供一种具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统及控制方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：

本发明的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统包括上体背部、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括上体背部、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统、大腿驱动系统和小腿穿戴系统；上体背部包括背部支架；每个大腿驱动系统包括膝关节齿轮箱体；每个小腿穿戴系统包括鞋底；

上体背部还包括肩带，每个大腿驱动系统还包括大腿捆绑带，每个小腿穿戴系统还包括脚部捆绑带、上胶垫、下胶垫、脚后跟板，所述外骨骼机器人系统还包括传感检测控制系统；

所述传感检测控制系统包括工控计算机、后背薄膜压力传感器、两个脚后跟薄膜压力传感器、两个接触力传感装置、两个肩带拉力传感装置和三个脚底薄膜压力传感器；

每个接触力传感装置包括本体、两个立板和四个应变片，本体呈[形，本体的相对的两个侧臂上各安装有一个立板，且本体与两个立板一体制成，本体的相对的每个侧臂和立板之间布置有与本体连接的两个应变片，四个应变片构成一个全桥电路，本体的主臂外侧面连接有大腿捆绑带，两个立板插装在膝关节齿轮箱体上；

肩带的上部横向安装有两个肩带拉力传感装置，每个肩带拉力传感装置包括两个连接件、两个插装件和两个薄膜压力传感器，两个连接件之间布置有两个插装件，两个插装件插装在一起，两个插装件之间的一个插装件上安装有两个薄膜压力传感器，其中一个插装件与其远离的连接件连接，剩余一个插装件与另一个连接件连接，其中一个连接件与肩带连接，剩余一个连接件与背部支架连接；

背部支架的背面上安装有后背薄膜压力传感器，每个脚部捆绑带连接在相对应的鞋底上，每个鞋底的后端安装有脚后跟板，脚后跟板内嵌装有两个脚后跟薄膜压力传感器，两个脚后跟薄膜压力传感器构成半桥电路，鞋底的上表面固接有下胶垫，下胶垫上的前脚掌段、脚中段和脚后跟段分别布置有脚底薄膜压力传感器，上胶垫覆盖在三个脚底薄膜压力传感器上；

工控计算机安装有外围扩展电路，包括I/O数据采集卡和CAN卡，工控计算机实现传感检测系统的多种传感信息采集和关节驱动电机的通信及控制。

本发明的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、单腿支撑和单腿摆动的控制，设F1为支撑腿对后背的作用力，F2为接触力检测装置检测的摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对小腿的作用力，F4为摆动腿的脚底支撑力，F5为接触力检测装置检测的支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力，控制支撑腿膝关节转角θ_zk使F₅回归零；

步骤二、控制支撑腿髋关节转角θ_zh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；支撑腿膝关节转角θ_zk实时叠加到支撑腿髋关节上，支撑腿髋关节最终转角为θ_zh＝θ_zh1+θ_zk；

步骤三、控制摆动腿髋关节转角θ_bh1使F2归零，支撑腿髋关节转角θ_zh实时叠加到摆动腿髋关节转角θ_bh上，摆动腿髋关节最终转角为θ_bh＝θ_zh+θ_bh1；

步骤四、控制摆动腿膝关节转角θ_bk使F3归零。

本发明的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、双腿支撑的控制，根据两个脚底薄膜压力传感器的测力值F4和F7的大小，以较大值的一侧为主支撑腿，较小值的一侧为副支撑腿，设F1为副支撑腿对后背的作用力，F5为接触力检测装置检测的副支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力；

步骤二、控制主支撑腿膝关节转角θ_zzk使F2回归零；

步骤三、控制主支撑腿髋关节转角θ_zzh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；主支撑腿膝关节转角θ_zzk实时叠加到主支撑腿髋关节上，主支撑腿髋关节最终为θ_zzh＝θ_zzh1+θ_zzk；

步骤四、控制副支撑腿膝关节转角θ_fzk使F₅归零；

步骤五、副支撑腿膝关节转角θ_fzk和主支撑腿髋关节最终转角θ_zzh均需叠加到副支撑腿髋关节上，因此，控制副支撑腿髋关节转角为θ_fzh＝θ_fzk+θ_zzh；

步骤六、当人体弯腰时，后背的检测值F1小于F_1-o，此时，以肩带拉力传感装置的拉力检测值F_jian替代F1，以拉力值F_jian-0替代F_1-o，其它重复步骤二至步骤五。

本发明的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是：双腿腾空摆动的控制，F2为接触力检测装置检测的左摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，F5为接触力检测装置检测的右摆动腿的作用力，F6脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，分别检测大腿捆绑带的一维力F2和F5，控制髋关节电机转动使F2和F5归零，分别检测脚后跟的一维力F3和F6，控制膝关节电机转动使F3和F6归零。

本发明的有益效果是：本发明基于一款现有的外骨骼助力机器人，在全面分析了人体行走步态的基础上，针对复杂运动环境下的负重外骨骼助力机器人的人体运动意图，包括对人体运动形态的多样性和行走路面的复杂性，在负重外骨骼机器人上设计安装了必要的传感检测系统，包括后背，大腿，以及脚部的人机交互力信息。通过合理的选择多种传感器类型，例如薄膜压力检测，一维力检测，脚底压力分布检测，以及自行设计的与外骨骼零部件相连的接触力传感装置，最终使所有检测的信息满足了能够正确判断人体运动意图的需求，通过准确的判断人体的运动意图，为外骨骼机器人的控制提供了基础。

本发明的控制方法是基于人机之间的最小干涉力为目标，将传感检测系统和人体运动意图智能辨识方法相结合，制定出了相应于每一种运动形态的外骨骼机器人控制策略，能够对多种运动姿态，包括单脚着地(分为摆动腿和支撑腿)、双脚着地，以及双脚腾空等姿态进行准确的判断，并且制定合理的控制目标，使外骨骼机器人能够与人体的运动始终协调，最终实现外骨骼对人体运动的实时性跟随，从而保证了人体穿戴的舒适性，最终使外骨骼和人体之间保持运动的协调，提高了外骨骼助力机器人对人体运动多样性和复杂路面的适应能力，实现良好的助力效果。

附图说明

图1是本发明的一种外骨骼机器人系统的立体结构示意图，图2是后背薄膜压力传感器的结构示意图，图3是肩带拉力传感装置的立体结构示意图，图4是图3的爆炸示意图，图5是大腿捆绑带与接触力传感装置连接结构示意图，图6是接触力传感装置立体结构示意图，图7是图6的俯视图，图8是小腿穿戴系统的结构示意图，图9是上胶垫、脚底薄膜压力传感器85和下胶垫的布置结构示意图，图10是脚后跟板的结构示意图，图11是脚后跟薄膜压力传感器布置在脚后跟板上的俯视示意图，图12是左腿摆动右腿支撑的左腿力传感控制示意图，图13是左腿摆动右腿支撑的右腿力传感控制示意图，图14是双腿支撑的力传感控制示意图，图15是双腿腾空的力传感控制结构示意图，图16是本发明的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1-图11和图16说明，本实施方式的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统包括上体背部A、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统B、大腿驱动系统C和小腿穿戴系统D；上体背部A包括背部支架3；每个大腿驱动系统C包括膝关节齿轮箱体38；每个小腿穿戴系统D包括鞋底72；

上体背部A还包括肩带81，每个大腿驱动系统C还包括大腿捆绑带89，每个小腿穿戴系统D还包括脚部捆绑带84、上胶垫83、下胶垫87、脚后跟板91，所述外骨骼机器人系统还包括传感检测控制系统；

所述传感检测控制系统包括工控计算机、后背薄膜压力传感器88、两个脚后跟薄膜压力传感器90、两个接触力传感装置82、两个肩带拉力传感装置86和三个脚底薄膜压力传感器85；

每个接触力传感装置82包括本体82-1、两个立板82-2和四个应变片82-3，本体82-1呈[形，本体82-1的相对的两个侧臂上各安装有一个立板82-2，且本体82-1与两个立板82-2一体制成，本体82-1的相对的每个侧臂和立板82-2之间布置有与本体82-1连接的两个应变片82-3，四个应变片82-3构成一个全桥电路，本体82-1的主臂外侧面连接有大腿捆绑带89，两个立板82-2插装在膝关节齿轮箱体38上；

肩带81的上部横向安装有两个肩带拉力传感装置86，每个肩带拉力传感装置86包括两个连接件86-1、两个插装件86-2和两个薄膜压力传感器98，两个连接件86-1之间布置有两个插装件86-2，两个插装件86-2插装在一起，两个插装件86-2之间的一个插装件86-2上安装有两个薄膜压力传感器98，其中一个插装件86-2与其远离的连接件86-1连接，剩余一个插装件86-2与另一个连接件86-1连接，其中一个连接件86-1与肩带81连接，剩余一个连接件86-1与背部支架3连接；

背部支架3的背面上安装有后背薄膜压力传感器88，每个脚部捆绑带84连接在相对应的鞋底72上，每个鞋底72的后端安装有脚后跟板91，脚后跟板91内嵌装有两个脚后跟薄膜压力传感器90，两个脚后跟薄膜压力传感器90构成半桥电路，鞋底72的上表面固接有下胶垫87，下胶垫87上的前脚掌段、脚中段和脚后跟段分别布置有脚底薄膜压力传感器85，上胶垫83覆盖在三个脚底薄膜压力传感器85上；

工控计算机安装有外围扩展电路，包括I/O数据采集卡和CAN卡，工控计算机实现传感检测系统的多种传感信息采集和关节驱动电机的通信及控制。

本实施方式的工控计算机可采用PC104工控计算机，本实施方式的三段式布置的脚底薄膜压力传感器用以判断左腿和右腿是处于支撑腿或者摆动腿，同时可以检测支撑腿的地面支撑力大小；脚后跟薄膜压力传感器的侧力值可用于辨识人体小腿的运动方向；接触力传感装置得测力值可用于辨识人体大腿的运动方向；肩带拉力传感装置的测力值可用于检测背部肩带的拉力。

图12-图15分别对应单腿摆动相、单腿支撑相、双腿支撑相、双腿摆动相。一般正常的平地行走中，12％的步态周期为双腿支撑，其他时间均为单腿支撑。随着步速的加快，双腿支撑的时间逐渐减少，在快速行走中几乎没有双腿支撑。在跑步过程中，还会出现双脚腾空现象，此时相当于双腿均处于摆动相。

结合图16所示，本实施方式的后背薄膜压力传感器88实现后背压力检测；两个肩带拉力传感装置86用于肩带拉力检测；每个接触力传感装置82相当于大腿捆绑一维力传感器。关节电机、编码器和伺服驱动器均为现有的外骨骼助力机器人的现有设备。

具体实施方式二：结合图11说明，本实施方式所述的两个脚后跟薄膜压力传感器90为应变片式薄膜压力传感器。如此设置，结构简单，使用便捷，满足实际需要。其它与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：结合图9说明，本实施方式所述的上胶垫83和下胶垫87的厚度均为2mm。如此设置，下胶垫和上胶垫对脚底薄膜压力传感器起保护和缓冲作用，尺寸适中，便于使用。其它与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：结合图4说明，本实施方式所述每个肩带拉力传感装置86还包括两个过渡板93，连接件86-1和插装件86-2之间夹装有过渡板93。如此设置，通过增设过渡板，便于稳定夹紧两个薄膜压力传感器。

具体实施方式五、结合图1-图13和图16说明，具体实施方式一或二任意一个具体实施方式的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、单腿支撑和单腿摆动的控制，设F1为支撑腿对后背的作用力，F2为接触力检测装置检测的摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对小腿的作用力，F4为摆动腿的脚底支撑力，F5为接触力检测装置检测的支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力，控制支撑腿膝关节转角θ_zk使F₅回归零；

步骤二、控制支撑腿髋关节转角θ_zh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；支撑腿膝关节转角θ_zk实时叠加到支撑腿髋关节上，支撑腿髋关节最终转角为θ_zh＝θ_zh1+θ_zk；

步骤三、控制摆动腿髋关节转角θ_bh1使F2归零，支撑腿髋关节转角θ_zh实时叠加到摆动腿髋关节转角θ_bh上，摆动腿髋关节最终转角为θ_bh＝θ_zh+θ_bh1；

步骤四、控制摆动腿膝关节转角θ_bk使F3归零。

本实施方式左腿为摆动相时，左脚底的薄膜压力传感器的测力F4几乎为零。

具体实施方式六、结合图1-图11、图14和图16说明，具体实施方式一或二任意一个具体实施方式的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是按照以下步骤进行的：

步骤一、双腿支撑的控制，根据两个脚底薄膜压力传感器的测力值F4和F7的大小，以较大值的一侧为主支撑腿，较小值的一侧为副支撑腿，设F1为副支撑腿对后背的作用力，F5为接触力检测装置检测的副支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力；

步骤二、控制主支撑腿膝关节转角θ_zzk使F2回归零；

步骤三、控制主支撑腿髋关节转角θ_zzh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；主支撑腿膝关节转角θ_zzk实时叠加到主支撑腿髋关节上，主支撑腿髋关节最终为θ_zzh＝θ_zzh1+θ_zzk；

步骤四、控制副支撑腿膝关节转角θ_fzk使F₅归零；

步骤五、副支撑腿膝关节转角θ_fzk和主支撑腿髋关节最终转角θ_zzh均需叠加到副支撑腿髋关节上，因此，控制副支撑腿髋关节转角为θ_fzh＝θ_fzk+θ_zzh；

步骤六、当人体弯腰时，后背的检测值F1小于F_1-o，此时，以肩带拉力传感装置的拉力检测值F_jian替代F1，以拉力值F_jian-0替代F_1-o，其它重复步骤二至步骤五。

本实施方式左腿可为主支撑腿，右腿可为副支撑腿或右腿可为主支撑腿，左腿可为副支撑腿。

具体实施方式七、结合图1-图11和图15-图16说明，具体实施方式一或二任意一个具体实施方式的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法是按照以下步骤进行的：

双腿腾空摆动的控制，F2为接触力检测装置检测的左摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，F5为接触力检测装置检测的右摆动腿的作用力，F6脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，分别检测大腿捆绑带的一维力F2和F5，控制髋关节电机转动使F2和F5归零，分别检测脚后跟的一维力F3和F6，控制膝关节电机转动使F3和F6归零。

本实施方式的后背薄膜传感器检测值F1的初始值不为零，这是由于肩带的捆绑作用，产生了初始预紧力F_1-0的影响。

Claims (7)

1.具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统，它包括上体背部(A)、左腿和右腿，左腿和右腿分别包括髋部驱动系统(B)、大腿驱动系统(C)和小腿穿戴系统(D)；上体背部(A)包括背部支架(3)；每个大腿驱动系统(C)包括膝关节齿轮箱体(38)；每个小腿穿戴系统(D)包括鞋底(72)；

其特征在于：上体背部(A)还包括肩带(81)，每个大腿驱动系统(C)还包括大腿捆绑带(89)，每个小腿穿戴系统(D)还包括脚部捆绑带(84)、上胶垫(83)、下胶垫(87)、脚后跟板(91)，所述外骨骼机器人系统还包括传感检测控制系统；

所述传感检测控制系统包括工控计算机、后背薄膜压力传感器(88)、两个脚后跟薄膜压力传感器(90)、两个接触力传感装置(82)、两个肩带拉力传感装置(86)和三个脚底薄膜压力传感器(85)；

每个接触力传感装置(82)包括本体(82-1)、两个立板(82-2)和四个应变片(82-3)，本体(82-1)呈[形，本体(82-1)的相对的两个侧臂上各安装有一个立板(82-2)，且本体(82-1)与两个立板(82-2)一体制成，本体(82-1)的相对的每个侧臂和立板(82-2)之间布置有与本体(82-1)连接的两个应变片(82-3)，四个应变片(82-3)构成一个全桥电路，本体(82-1)的主臂外侧面连接有大腿捆绑带(89)，两个立板(82-2)插装在膝关节齿轮箱体(38)上；

肩带(81)的上部横向安装有两个肩带拉力传感装置(86)，每个肩带拉力传感装置(86)包括两个连接件(86-1)、两个插装件(86-2)和两个薄膜压力传感器(98)，两个连接件(86-1)之间布置有两个插装件(86-2)，两个插装件(86-2)插装在一起，两个插装件(86-2)之间的一个插装件(86-2)上安装有两个薄膜压力传感器(98)，其中一个插装件(86-2)与其远离的连接件(86-1)连接，剩余一个插装件(86-2)与另一个连接件(86-1)连接，其中一个连接件(86-1)与肩带(81)连接，剩余一个连接件(86-1)与背部支架(3)连接；

背部支架(3)的背面上安装有后背薄膜压力传感器(88)，每个脚部捆绑带(84)连接在相对应的鞋底(72)上，每个鞋底(72)的后端安装有脚后跟板(91)，脚后跟板(91)内嵌装有两个脚后跟薄膜压力传感器(90)，两个脚后跟薄膜压力传感器(90)构成半桥电路，鞋底(72)的上表面固接有下胶垫(87)，下胶垫(87)上的前脚掌段、脚中段和脚后跟段分别布置有脚底薄膜压力传感器(85)，上胶垫(83)覆盖在三个脚底薄膜压力传感器(85)上；

工控计算机安装有外围扩展电路，包括I/O数据采集卡和CAN卡，工控计算机实现传感检测系统的多种传感信息采集和关节驱动电机的通信及控制。

2.根据权利要求1所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统，其特征在于：所述的两个脚后跟薄膜压力传感器90为应变片式薄膜压力传感器。

3.根据权利要求1或2所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统，其特征在于：所述的上胶垫(83)和下胶垫(87)的厚度均为2mm。

4.根据权利要求3所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统，其特征在于：每个肩带拉力传感装置(86)还包括两个过渡板(93)，连接件(86-1)和插装件(86-2)之间夹装有过渡板(93)。

5.一种根据权利要求1、2或4任意一项权利要求所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一、单腿支撑和单腿摆动的控制，设F1为支撑腿对后背的作用力，F2为接触力检测装置检测的摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对小腿的作用力，F4为摆动腿的脚底支撑力，F5为接触力检测装置检测的支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力，控制支撑腿膝关节转角θ_zk使F₅回归零；

步骤二、控制支撑腿髋关节转角θ_zh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；支撑腿膝关节转角θ_zk实时叠加到支撑腿髋关节上，支撑腿髋关节最终转角为θ_zh＝θ_zh1+θ_zk；

步骤三、控制摆动腿髋关节转角θ_bh1使F2归零，支撑腿髋关节转角θ_zh实时叠加到摆动腿髋关节转角θ_bh上，摆动腿髋关节最终转角为θ_bh＝θ_zh+θ_bh1；

步骤四、控制摆动腿膝关节转角θ_bk使F3归零。

6.一种根据权利要求1、2或4任意一项权利要求所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

步骤一、双腿支撑的控制，根据两个脚底薄膜压力传感器的测力值F4和F7的大小，以较大值的一侧为主支撑腿，较小值的一侧为副支撑腿，设F1为副支撑腿对后背的作用力，F5为接触力检测装置检测的副支撑腿的作用力，F_1-o为肩带的捆绑作用后背薄膜压力传感器产生的初始预紧力；

步骤二、控制主支撑腿膝关节转角θ_zzk使F2回归零；

步骤三、控制主支撑腿髋关节转角θ_zzh1使F1回归F_1-o，保证人机后背平行；主支撑腿膝关节转角θ_zzk实时叠加到主支撑腿髋关节上，主支撑腿髋关节最终为θ_zzh＝θ_zzh1+θ_zzk；

步骤四、控制副支撑腿膝关节转角θ_fzk使F₅归零；

步骤五、副支撑腿膝关节转角θ_fzk和主支撑腿髋关节最终转角θ_zzh均需叠加到副支撑腿髋关节上，因此，控制副支撑腿髋关节转角为θ_fzh＝θ_fzk+θ_zzh；

步骤六、当人体弯腰时，后背的检测值F1小于F_1-o，此时，以肩带拉力传感装置的拉力检测值F_jian替代F1，以拉力值F_jian-0替代F_1-o，其它重复步骤二至步骤五。

7.一种根据权利要求1、2或4任意一项权利要求所述的具有人体运动检测功能的外骨骼机器人系统的控制方法，其特征在于：它包括以下步骤：

双腿腾空摆动的控制，F2为接触力检测装置检测的左摆动腿的作用力，F3为脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，F5为接触力检测装置检测的右摆动腿的作用力，F6脚后跟薄膜压力传感器对左小腿的作用力，分别检测大腿捆绑带的一维力F2和F5，控制髋关节电机转动使F2和F5归零，分别检测脚后跟的一维力F3和F6，控制膝关节电机转动使F3和F6归零。