CN105596018B - 基于力传感器的人体运动趋势检测装置及检测方法 - Google Patents

基于力传感器的人体运动趋势检测装置及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置，其特征在于，包括安装座、六维力传感器、力传感器连接件、向心关节轴承、连接轴、关节轴承固定座和连接法兰，所述六维力传感器固定设置于所述安装座，所述力传感器连接件固定连接于所述六维力传感器，所述关节轴承固定座将所述向心关节轴承包裹于内、且所述关节轴承固定座固定连接于所述力传感器连接件上，所述连接轴穿过所述向心关节轴承并与所述连接法兰相连；还提供了与该检测装置相应的人体运动趋势检测方法。本发明在实现人体运动趋势的检测的同时，克服外骨骼设备自由度局限和无法复现正常行走中平衡控制，及基于获取人体移动意图的传统方法测量不直接、不精确的缺陷。

Description

基于力传感器的人体运动趋势检测装置及检测方法
技术领域
本发明涉及运动康复领域，尤其涉及一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置及检测方法。
背景技术
随着社会的发展和进步，人们越来越关注自身的健康以及生活质量，伤病后的康复越来越受到各方面的重视，下肢康复机器人作为一种康复训练的设备其功能以及智能程度的发展也越来越迫切。
目前市场上已有的下肢康复机器人例如Hocoma公司的Lokomat等，大多都为外骨骼结合跑台或者外骨骼固定式结合虚拟现实场景，其减重采用悬吊方式，采用的被动或主动训练模式关注的是腿部各自由度运动，其主动模式是从腿部外骨骼获取运动信息，进而控制跑台运动以及虚拟现实场景控制。
传统检测人体行走运动意图的方法有基于下肢外骨骼机构各关节位置及力矩的正运动学解析方法，有基于姿态传感器或惯性传感器的方法，有采用肌电信号(EMG)的检测方法，还有基于视觉运动捕捉的方法等。
基于外骨骼形态的下肢康复机器人在训练时采用的主动或抗阻模式只能模拟人体在行走时各个关节所遇到的阻力，难以复现人体在正常行走状态下肢体控制行走平衡的情况，以及全身协调运动控制平衡的情况，并且会因外骨骼自由度局限而导致步态训练结果出现僵硬、呆板及机械化。
基于获取人体移动意图的传统方法虽然没有外骨骼的位置信息，还是可以使用在患者肢体上安置姿态传感器来获得运动趋势。不过这方法获得的人体运动加速度和方向要反映到骨盆位置支撑机构的运动方向和加速度并不直接，也难以用于精确跟随控制。而采用悬吊减重的方式所采用的弹簧平衡减重，其减重调节不够方便和精确，由于弹簧固有的特性受限，其减重平衡力难以恒定。
发明内容
有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种人体运动趋势检测装置及检测方法，在实现人体运动趋势的检测的同时，克服外骨骼设备自由度局限和无法复现正常行走中平衡控制，及基于获取人体移动意图的传统方法测量不直接、不精确的缺陷。
为实现上述目的，本发明提供了一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置，包括力传感器、连接轴和连接法兰，所述连接轴连接所述力传感器和所述连接法兰，所述连接法兰用于与需要康复训练的病人相连，病人的运动意图通过所述连接法兰经所述连接轴传送至所述力传感器；所述力传感器与实施康复运动的康复机器人相连接并向其传输作用力信息。
进一步地，所述力传感器为多维力传感器，用于感受病人在多个方向或自由度上的运动。
进一步地，所述力传感器为六维力传感器。
进一步地，所述人体运动趋势检测装置还包括连接于所述力传感器的向心关节轴承，所述连接轴穿过所述向心关节轴承并与所述连接法兰相连，并且所述连接轴通过所述向心关节轴承向所述力传感器传送病人的运动意图。
进一步地，所述人体运动趋势检测装置还包括关节轴承固定座，该关节轴承固定座设置于所述向心关节轴承和所述力传感器之间并与二者固定连接。
进一步地，所述人体运动趋势检测装置还包括力传感器连接件，所述力传感器和所述向心关节轴承均固定连接于所述力传感器连接件。
进一步地，所述人体运动趋势检测装置还包括关节轴承固定座，该关节轴承固定座将所述向心关节轴承固定地包裹于内，并且所述关节轴承固定座固定连接于所述力传感器连接件上，所述向心关节轴承通过所述关节轴承固定座而连接于所述力传感器连接件。
优选地，所述人体运动趋势检测装置还包括安装座，所述力传感器固定设置与所述安装座，所述安装座用于连接实施康复运动的康复机器人。
优选地，所述人体运动趋势检测装置还包括调整垫圈，所述调整垫圈设置于所述连接法兰和所述关节轴承固定座之间，所述连接轴穿过所述调整垫圈的中心。
进一步地，所述力传感器连接件与所述力传感器通过螺纹紧固件连接。
进一步地，所述螺纹紧固件为螺钉。
进一步地，所述螺纹紧固件为螺栓和螺母。
优选地，所述力传感器连接件与所述力传感器铆接。
优选地，所述力传感器连接件与所述力传感器通过螺纹连接。
进一步地，所述人体运动趋势检测装置还包括安全带，所述安全带固定连接于所述连接法兰，用于将所述连接法兰与需要康复训练的病人相连。
相应地，本发明还提供了一种基于上述人体运动趋势检测装置的检测方法，包括：
将所述安装座与下肢康复机器人相固定；
将所述连接法兰与需要进行康复训练的病人相连；
病人的运动意图通过所述安全带经所述连接法兰传递给所述连接轴，所述连接轴带动所述向心关节轴承运动，所述向心关节轴承通过所述力传感器连接件向所述六维力传感器施加作用力；
所述六维力传感器采集作用力信号；
所述下肢康复机器人获取所述作用力信号。
进一步地，在所述下肢康复机器人获取所述作用力信号之后还包括：
所述下肢康复机器人向所述六维力传感器发送运动信号，从而给需要进行康复训练的病人施加预定大小、方向和频率的干扰力，干扰病人的平衡。
上述提及的一种基于骨盆支撑机构的下肢康复机器人没有外骨骼部件，避免因外骨骼自由度局限而导致步态训练结果出现僵硬、呆板及机械化，在骨盆位置约束人体，提供减重支撑，允许最大限度地开放人体运动自由度，以获得最自然的步态训练结果。此机器人不但可以在地面跟随患者步行、固定训练使用时的跑台运动控制，也可以控制虚拟现实场景中的人物和环境。其方法本质类似于治疗师使用双手搀扶患者的骨盆，跟随患者进行步行训练，其根本需要骨盆支持机构能够良好跟随患者骨盆运动。
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
图1是本发明一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置的结构示意图；
图2是B-B方向的剖视图；
图3是康复训练中检测装置和人体连接的简化结构示意图；
图4是康复训练的系统框图；
图1-图4中，1-安装座，2-六维力传感器，21-左侧六维力传感器，22-右侧六维力传感器，3-力传感器连接件，4-向心关节轴承，41-左侧向心关节轴承，42-右侧向心关节轴承，5-连接轴，6-关节轴承固定座，7-调整垫圈，8-连接法兰，9-人体。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
如图1所示为本发明一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置，图2为其在B-B方向的剖视图。其中，六维力传感器2固定安装在安装座1上，六维力传感器2还连有力传感器连接件3，两者通过螺钉相连接。力传感器连接件3的作用是将外界的受力传递给六维力传感器2，六维力传感器2将力的大小、方向转换为电信号传递给下肢康复机器人。
其中，六维力传感器2和力传感器连接件3的连接除了螺钉连接以外，还可以有多种机械连接方式，包括通过螺栓和螺母的配合连接、铆接、卡扣连接、设置相互配合的螺纹实现连接、甚至卡箍连接等，只要是使得二者能紧密地固连的连接方式，都应该是可以接受的，并在本发明的保护范围之内。
参考图1中检测装置的B-B方向剖面图即图2，其中向心关节轴承4中穿有连接轴5。关节轴承固定座6固定连接于力传感器连接件3在六维力传感器2的另一侧，并且向心关节轴承4被包裹于关节轴承固定座6内。
连接轴5一端卡进向心关节轴承4内，另一端与连接法兰8连接，连接法兰8通过螺钉紧固于连接轴4。在连接法兰8和关节轴承固定座6之间、连接轴4外侧，还穿有调整垫圈7。调整垫圈7用于调整连接轴5在连接法兰8和关节轴承固定座6之间的长度，从而调整连接法兰8和关节轴承固定座6之间的间隙；而关节轴承固定座6则用于保护和固定向心关节轴承4。
关节轴承固定座6和力传感器连接件3之间通过铆接的方式连接。事实上，铆接并非必需的连接方式，现有的连接方式，包括通过螺纹连接件连接、螺纹连接甚至使用卡箍固定等，均应在本发明的保护范围之内。
为连接需要进行康复训练的病人和下肢康复机器人，将此人体运动趋势检测装置连接于二者之间。具体做法是，将安装座1与训练用的下肢康复机器人相连接，而连接法兰8则连接安全带(未示出)，该安全带系于病人身上，由此便将病人和下肢康复机器人通过本检测装置连在一起。
一切准备就绪后，在病人进行康复训练时，需要进行康复训练的病人开始训练。此时，患者的运动意图通过安全带经连接法兰8传递给连接轴5，从而连接轴5带动可绕中心进行各向运动的向心关节轴承4跟随患者的运动而进行运动，则向心关节轴承4向不同方向运动的力通过力传感器连接件3传递给六维力传感器2。此时，计算机从六维力传感器2采集信号进行处理，即可判断出病人的运动意图，并控制康复机器人做出相应的反应。
图3是将基于力传感器的人体运动趋势检测装置安装到位后使用中的简化系统结构示意图。该系统设置有左侧六维力传感器21和右侧六维力传感器22，分别连接到左侧向心关节轴承41和右侧向心关节轴承42，并且左侧向心关节轴承41和右侧向心关节轴承42分别连接到人体9，具体是连接在髋关节左右两侧位置，从而获取机器人对人体9骨盆位置的支撑力信息；左侧六维力传感器21和右侧六维力传感器22分别连接到下肢康复机器人，尤其是与下肢康复机器人的计算机系统电连接，从而人体前后、左右、旋转自由度的运动趋势以及加速度的大小也通过骨盆左右两侧的六维力传感器获得。
左侧六维力传感器21因为人体9的运动而感受到力FL，右侧六维力传感器22因为人体9的运动而感受到力FR，FL和FR分别传送给进行数据处理的计算机系统。该FL在左侧六维力传感器21所在的坐标系(原点为OL)下表示，FR在右侧六维力传感器22所在的坐标系(原点为OR)下表示。人体9给整个系统的合力为FL和FR的合力。与此同时，下肢康复机器人也有自己的坐标原点ORobot，计算机系统将FL和FR转换到ORobot下，进行统一计算。
特别地，由左侧六维力传感器21和右侧六维力传感器22采集的作用力信息还可用于髋关节至足底部两点间的抗阻训练。具体来说，计算机系统获取骨盆处的作用力信息，用以控制左侧六维力传感器21和右侧六维力传感器22提供抗阻力；也可施加指定大小、方向和频率的干扰力，干扰正在进行康复训练的病人的平衡状态，使得病人失去平衡后主动找回平衡，从而使得训练更有利于身体尤其是下肢腿部肌肉协调平衡控制能力的恢复。
图4是康复训练的系统框图。
图4中的康复训练系统中有两个主要运动系统：Body Weight Support系统(即BWS系统)和全向移动系统。BWS系统通过支撑电机带动骨盆支撑机构在竖直方向运动，从而带动上述检测装置运动，给人体提供竖直方向支撑力。全向移动系统通过转向电机和行进电机带动机器人底盘实现全向运动，从而实现骨盆支撑机构跟随人体水平方向的运动或给人体施加水平方向的干扰力。计算机系统获取到FL和FR后，通过相应算法计算出支撑电机的目标转速、旋转加速度，底盘转向电机的目标转角，以及底盘行进电机的目标速度。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (16)

1.一种基于力传感器的人体运动趋势检测装置，其特征在于，包括力传感器、连接轴和连接法兰，所述连接轴连接所述力传感器和所述连接法兰，所述连接法兰用于与需要康复训练的病人相连，病人的运动意图通过所述连接法兰经所述连接轴传送至所述力传感器；所述力传感器与实施康复运动的康复机器人相连接并向其传输作用力信息，所述力传感器为多维力传感器，用于感受病人在多个方向或自由度上的运动；还包括连接于所述力传感器的向心关节轴承，所述连接轴穿过所述向心关节轴承并与所述连接法兰相连，并且所述连接轴通过可绕中心进行各向运动的所述向心关节轴承带动所述向心关节轴承向不同方向运动的力向所述力传感器传送病人的运动意图，且所述连接轴还包括关节轴承固定座，该关节轴承固定座设置于所述向心关节轴承和所述力传感器之间并与二者固定连接。
2.根据权利要求1所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述力传感器为六维力传感器。
3.根据权利要求1所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，还包括力传感器连接件，所述力传感器和所述向心关节轴承均固定连接于所述力传感器连接件。
4.根据权利要求3所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述关节轴承固定座将所述向心关节轴承固定地包裹于内，并且所述关节轴承固定座固定连接于所述力传感器连接件上，所述向心关节轴承通过所述关节轴承固定座而连接于所述力传感器连接件。
5.根据权利要求4所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，还包括安装座，所述力传感器固定设置于所述安装座，所述安装座用于连接实施康复运动的康复机器人。
6.根据权利要求5所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，还包括调整垫圈，所述调整垫圈设置于所述连接法兰和所述关节轴承固定座之间，所述连接轴穿过所述调整垫圈的中心。
7.根据权利要求3所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述力传感器连接件与所述力传感器通过螺纹紧固件连接。
8.根据权利要求7所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述螺纹紧固件为螺钉。
9.根据权利要求7所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述螺纹紧固件为螺栓和螺母。
10.根据权利要求3所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述力传感器连接件与所述力传感器铆接。
11.根据权利要求3所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，所述力传感器连接件与所述力传感器通过螺纹连接。
12.根据权利要求1所述的人体运动趋势检测装置，其特征在于，还包括安全带，所述安全带固定连接于所述连接法兰，用于将所述连接法兰与需要康复训练的病人相连。
13.一种基于根据权利要求5所述的人体运动趋势检测装置的人体运动趋势检测方法，其特征在于，包括：
将所述安装座与下肢康复机器人相固定；
将所述连接法兰与需要进行康复训练的病人相连；
病人的运动意图通过安全带经所述连接法兰传递给所述连接轴，所述连接轴带动向心关节轴承运动，所述向心关节轴承通过力传感器连接件向六维力传感器施加作用力；
所述六维力传感器采集作用力信号；
所述下肢康复机器人获取所述作用力信号。
14.根据权利要求13所述的人体运动趋势检测方法，其特征在于，所述连接法兰通过安全带连于病人的髋关节处。
15.根据权利要求14所述的人体运动趋势检测方法，其特征在于，病人的髋关节左右两侧对称地分别连有所述人体运动趋势检测装置。
16.根据权利要求13或14或15所述的人体运动趋势检测方法，其特征在于，在所述下肢康复机器人获取所述作用力信号之后还包括：
所述下肢康复机器人向所述六维力传感器发送运动信号，从而给需要进行康复训练的病人施加预定大小、方向和频率的干扰力，干扰病人的平衡。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106730638B (zh) * 2016-12-21 2018-11-02 华中科技大学 基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法
CN106826872B (zh) * 2017-04-14 2023-07-18 清研华宇智能机器人（天津）有限责任公司 一种舞蹈机器人控制方法及系统
CN107343844B (zh) * 2017-09-06 2020-03-24 江苏恒毅运控智能设备科技有限公司 上肢助力外骨骼的控制方法、装置和上肢助力外骨骼系统
CN108836765B (zh) * 2018-07-11 2021-03-26 国家康复辅具研究中心 智能助行装置以及用于控制其提供助行的方法
CN109199800B (zh) * 2018-10-24 2021-02-12 上海电气集团股份有限公司 康复机器人及其摔倒检测与防护方法
CN109724734B (zh) * 2019-01-22 2023-10-03 杭州瑞必莅机器人科技有限公司 一种消除耦合的单向测力装置
CN109760025A (zh) * 2019-03-14 2019-05-17 布法罗机器人科技（成都）有限公司 直接力检测装置、控制系统及直接力控制的外骨骼机器人
CN109924984B (zh) * 2019-03-22 2022-01-21 上海电气集团股份有限公司 基于人体运动意图检测的机器人运动控制方法及系统

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866030A (zh) * 2012-09-20 2013-01-09 北京航空航天大学 一种五轴联动机床加载试验装置及加载试验方法
CN104983541A (zh) * 2015-07-10 2015-10-21 哈尔滨天愈康复医疗机器人有限公司 一种空间并联驱动手腕康复治疗机器人

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000107213A (ja) * 1998-10-07 2000-04-18 Shigeki Toyama 超音波モータを用いた関節補助器
US6666831B1 (en) * 1999-08-20 2003-12-23 The Regents Of The University Of California Method, apparatus and system for automation of body weight support training (bwst) of biped locomotion over a treadmill using a programmable stepper device (psd) operating like an exoskeleton drive system from a fixed base
CN101862255B (zh) * 2010-06-21 2011-09-14 哈尔滨工程大学 绳索牵引下肢步态康复机器人
KR101293650B1 (ko) * 2012-04-24 2013-08-13 경북대학교 산학협력단 로터리형 자동 관절 고정장치를 갖는 하지 지지 보조기구 및 그 동작 방법
JP2014104185A (ja) * 2012-11-28 2014-06-09 Sony Corp 運動補助装置及び運動補助方法
US9662525B2 (en) * 2013-04-18 2017-05-30 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Upper limb rehabilitation robot for meal assistance or meal rehabilitation training and method thereof
CN103239340B (zh) * 2013-05-16 2015-01-07 四川旭康医疗电器有限公司 一种感觉康复训练系统
CN104688486A (zh) * 2015-02-10 2015-06-10 三峡大学 一种下肢康复机器人运动控制系统

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102866030A (zh) * 2012-09-20 2013-01-09 北京航空航天大学 一种五轴联动机床加载试验装置及加载试验方法
CN104983541A (zh) * 2015-07-10 2015-10-21 哈尔滨天愈康复医疗机器人有限公司 一种空间并联驱动手腕康复治疗机器人

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