CN106309081A - 一种轻便运动助力装置及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轻便运动助力装置及控制方法，包括动力系统、控制系统和执行机构，执行机构包括与人体下肢配合承重的连杆结构、传感器组，传感器组包括用于监测人体足部承受的压力的人体压力监测系统，以及监测连杆结构承受的压力的机械压力监测系统，人体压力监测系统和机械压力监测系统分别输出信号至所述控制系统，该控制系统输出控制信号至动力系统，由动力系统驱动连杆结构配合人体运动，形成一个控制闭环控制系统，能够及时测量出人体实际负重以及本发明的装置辅助负重，能够及时监测到人体受压力变化的趋势，控制运动助力装置及时做出控制动作，能够覆盖人体运动的所有状态，响应及时迅速，且不会发生误触发。
Description
技术领域
本发明涉及助力装置，尤其是一种结构简单，轻便的运动助力装置及该装置的控制方法。
背景技术
人们在生活中经常会进行上楼梯、爬山、骑自行车等运动，而这些运行都会使得膝关节承受很大的力量，容易引起人的疲劳，长时间会损伤膝关节，对于老年人或者负重行走的人员更是如此。目前出现了可穿戴式辅助机械装置，此类装置可以辅助老人和体弱者短途行走和解决在日常生活中遇到的问题；随着老龄化社会的到来，这类辅助机械将会有广阔的应用空间，在有效控制成本的情况下这类商品甚至将成为每个家庭中的必须品，普及程度很高。适用人群不仅限于尚能独立行走的中老年人，还包括需要助力支持的青壮年人。
可穿戴式辅助机械装置在机械装置中增加智能，可以经过配置耦合于穿戴者身上，能够承担穿戴者及其背负的部分负荷，这类装置也称为人机外骨骼系统。专利CN200680006514.1、CN200910020107.1、CN201180028332.5以及CN201310215174.5均就相关装置的实现进行说明。
人机外骨骼系统结构繁琐、控制复杂，尤其困难的是识别人体运动意图。专利CN201180061461.4公开了一种基于倾斜传感器的控制方法，该方法可靠性不高，人体的正常动作容易引起误触发。专利CN201310384919.0公开了一种依靠依靠足底压力传感变化来判定人体运动意图的方法，该方法只适用于人体正常步行的状况，不能覆盖人体运动的所有状态；专利CN200980161144.2公开了一种通过检测足底传感器变化来控制助力装置运动的方法，该方法也存在不能覆盖人体运动的所有状态的问题。现有技术研究中，如哈尔滨工业大学2011年硕士论文《外骨骼下肢助力机器人技术研究》还有通过测量人体大小腿之间的夹角变化来控制助力装置方法，这种方法的问题是滞后严重，难以达到运动助力的理想效果。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单轻便，采用自动控制不会引起误触发，能够覆盖人体运动的所有状态，且能够及时响应人体运动的轻便运动助力装置；本发明还公开了该轻便运动助力装置的控制方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种轻便运动助力装置，包括动力系统、控制系统和执行机构，所述执行机构包括与人体下肢配合承重的连杆结构、传感器组，所述连杆结构包括足部结构，在该足部结构安装所述传感器组，所述传感器组包括用于监测人体足部承受的压力的人体压力监测系统，以及监测连杆结构承受的压力的机械压力监测系统，所述人体压力监测系统和机械压力监测系统分别输出信号至所述控制系统，该控制系统输出控制信号至所述动力系统，由该动力系统驱动所述连杆结构配合人体运动。
本发明的有益效果是：人体压力监测系统和机械压力监测系统实时监测压力信号，并分别将信号传输到控制系统，控制系统的处理器对输入的信号进行处理，输出控制信号至动力系统控制电机的运转，形成一个闭环控制系统，系统结构简单，且能够准确测量出人体实际负重以及本发明的装置辅助负重，及时和准确判断人体运动的意图，控制辅助装置及时做出控制动作辅助人体运动。
进一步，所述连杆结构还包括安装在人体腰部的固定装置，通过该固定装置安装所述动力系统和控制系统，所述固定装置下端两侧都设置有下端延长至髋关节的延长段，该延长段的下端都安装有由所述动力系统驱动的传动轴，还包括大腿连接段、小腿连接段和膝关节轴，所述大腿连接段的上端安装在所述传动轴上，所述大腿连接段的下端和所述小腿连接段的上端通过所述膝关节轴连接，所述小腿连接段的下端通过踝关节轴连接所述足部结构；在所述大腿连接段和所述小腿连接段之间设置有用于该大腿连接段和小腿连接段伸展或弯曲的连杆传动机构，所述连杆传动机构的一端与所述大腿连接段连接，所述连杆传动机构的另一端与所述小腿连接段连接。
采用上述进一步方案的有益效果是：固定装置以下的部分连杆结构左右对称分布，分别与人体的左右肢配合，连杆结构结构简单，性能可靠且质量轻便。采用连杆传动机构来驱动大腿连接段和小腿连接段伸展或弯曲，模块化设计，装配简单、维护方便；活动部分不带传动装置，极大地简化了设计，大大增强装置可靠性和运动灵活性；动力系统设置在人体腰部，便于人体腿部灵活运动。
进一步，所述连杆传动机构包括第一连杆和第二连杆，所述第一连杆的一端和第二连杆的一端通过第一连接轴连接，所述第一连杆的另一端通过动力轴与所述大腿连接段连接，所述第二连杆的另一端通过第二连接轴与所述小腿连接段的上部连接，所述动力轴由所述传动轴驱动转动，所述动力轴驱动所述第一连杆绕其摆动，所述大腿连接段能够绕所述传动轴自由转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：连杆传动机构结构简单，成本低。构成的四杆连杆机构承受载荷大，易获得较高的精度，便于轻便运动助力装置执行机构的控制。
进一步：所述动力系统通过链条或皮带驱动所述传动轴转动。所述传动轴通过链条或皮带驱动所述动力轴转动。
采用上述进一步方案的有益效果是：通过链条或皮带驱动传动轴转动，其传动更为精确，便于精确控制以相应人体运动。
进一步，所述足部结构(211)包括活动连接的机械底座(2111)和人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)的上部通过踝关节轴(210)与小腿连接段(209)的下端连接，所述机械底座(2111)下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统(292)，所述人体足垫(2112)的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统(291)。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述在足部结构设置人体压力监测系统和机械压力监测系统，能够良好的检测人体运动的受力状态，配合连杆结构便于该运动助力装置的运动能够覆盖人体运动的所有状态，扩大该助力装置的适用范围。
进一步，所述足部结构(211)包括机械底座(2111)和人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)的上部通过踝关节轴(210)与小腿连接段(209)的下端连接，所述机械底座(2111)的下部向前和向侧面延伸，在该机械底座(2111)向前和向侧面延伸部的上表面安装所述人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统(292)，所述人体足垫(2112)的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统(291)。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述在足部结构设置人体压力监测系统和机械压力监测系统，机械压力传感器与地面之间的接触面积更大能够更好更准确的检测压力信号，监测的准确性大大提高，适应不同的地形、不同地面地质，适用范围扩大。
采用上述方案时连杆结构承力计算方法如下：所述连杆结构承受压力F2为所述机械压力监测系统(292)感应到的压力值减去与所述人体压力监测系统(291)重叠部分感应到的压力值。
进一步，所述足部结构包括活动连接的机械底座和人体足垫，所述人体足垫的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统；所述小腿连接段设置有用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统，所述机械压力监测系统设置在所述小腿连接段的下部。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用在小腿连接段的下部安装机械压力监测系统，可以同时测量所述小腿连接段209的轴向力和径向力，并测量其相对重力方向的倾角，通过计算所述轴向力和径向力在重力方向的分力，可以计算出本发明装置机械结构承载的压力；测量更加准确，实现结构较为简单。
进一步，所述足部结构底层包含有硬质弹性薄板，在所述弹性薄板上固定有机械压力传感器，在其上固定所述机械底座，所述机械底座可承受连杆结构的压力，在所述机械底座上固定人体足底压力传感器，在其上带有人体足垫。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述在足部结构设置人体压力监测系统和机械压力监测系统，机械压力传感器与地面之间的接触面积更大能够更好更准确的检测压力信号，监测的准确性大大提高，适应不同的地形、不同地面地质，适用范围扩大。
进一步，所述机械压力监测系统为机械压力传感器，所述人体压力监测系统为人体足底压力传感器。
采用上述进一步方案的有益效果是：机械压力传感器和人体足底压力传感器响应及时迅速，测量结果准确。
进一步，所述机械压力监测系统为多维力传感器，所述人体压力监测系统为人体足底压力传感器。
采用上述进一步方案的有益效果是：机械压力监测系统采用多维力传感器，实现结构较为简单，测量更加准确，增加助力效果、改善使用体验。
进一步，所述人体足底压力传感器为薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或电容式压力传感器；所述机械压力传感器为薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或电容式压力传感器。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述传感器，传感器结构简单成本低，测量结果准确，响应及时迅速。
采用上述进一步方案的有益效果是：采用上述传感器，传感器结构简单成本低，测量结果准确，响应及时迅速。
所述执行机构还包括撑杆结构(212)，该撑杆结构(212)的两端分别通过转轴安装在大腿连接段(207)的上端和小腿连接段(209)的上端，撑杆结构(212)的伸展或收缩带动大小腿连接段伸展或收缩，实现配合人体承重。所述撑杆为液压推杆、气动推杆或电动推杆。
采用上述方案的有益效果是：撑杆结构能够传动更大的力矩，有利于提高助力装置的助力能力。
一种轻便运动助力装置控制方法，其特征在于，基于轻便运动助力装置，
包括如下步骤：
A1：启动电源开始助力；
A10：人体足底压力传感器实时监测人体足底承受的压力值F1，机械压力传感器实时监测连杆结构承受的压力值F2；
A20：控制系统接收压力值F1和压力值F2，并判F1和F2的比值F1/F2是否在预设范围内；
如果是返回步骤A1；
如果比值F1/F2不在预设范围内，则进入步骤A30；
A30：判断比值F1/F2是否超出预设范围上限；
如果超出预设范围上限，则进入步骤A31；
如果没有超出预设范围上限，则进入步骤A40；
A31：根据预定算法计算出速度正向修正值Rd，控制电机下一拍转速Rn＝Rc+Rd，其中Rc为电机的当前转速；
A32：驱动电机按照转速Rn旋转，返回步骤A1；
A40：判断比值F1/F2是否超出预设范围下限；
如果没有超出预设范围下限，则返回步骤A1；
如果超出预设范围下限则进入步骤A41；
A41：按照预定算法计算出速度反向修正值Rd，控制电机的下一拍转速Rn＝Rc-Rd，其中其中Rc为电机的当前转速；
A42：驱动电机按照步骤A41中转速Rn旋转；返回步骤A1。
进一步，所述预定算法为比例积分微分算法、模糊算法中的一种或者两者的结合。
采用上述进一步方案的有益效果是：积分微分算法、模糊算法都能够作为本系统的闭环控制算法，算法较为简单，使得控制及时迅速、准确。
进一步，所述控制目标即比值F1/F2的改变，为调节人体足底承受压力值F1，或调节连杆承受的压力值F2，或者调节F1与F2的结合。
采用上述进一步方案的有益效果是：控制效果更好，使用体验更佳。
附图说明
图1为本发明运动助力装置实施例1的结构示意图；
图2为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例1的示意图；
图3为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例2的示意图；
图4为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例3的示意图；
图5为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例4的示意图；
图6为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例5的正视示意图；
图7为本发明人体足底压力监测系统和机械压力监测系统实施例5的俯视示意图；
图8为本发明运动助力装置实施例2的结构示意图；
图9为本发明控制原理框图；
图10为本发明的控制方法流程图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
10、固定装置，101、控制系统、102、动力系统，11、延长段，201、传动轴，202、第一连杆，203、第一连接轴，204、第二连杆，205、第二连接轴，206、动力轴，207、大腿连接段，208、膝关节轴，209、小腿连接段，210、踝关节轴，211、足部结构，212、撑杆结构，2091、多维力传感器，2111、机械底座，2112、人体足垫，2113机械压力传感器，2114、人足压力传感器，2115、弹性薄板，291、人体压力传感系统，292、机械压力传感系统。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1：
如图1、图2、图9和图10所示，一种轻便运动助力装置，包括动力系统、控制系统和执行机构，该动力系统包括电机、减速器、离合器、传动轴、传动链轮、传动链条、电机驱动电路及电源，该控制系统包括处理器、存储器和信号接收电路，该执行机构包括与人体下肢配合承重的连杆结构、传感器组，其中传感器组包括用于监测人体足部承受的压力的人体压力监测系统291，以及监测连杆结构承受的压力的机械压力监测系统292，人体压力监测系统291和机械压力监测系统292分别输出信号至所述控制系统，该控制系统输出控制信号至动力系统，由该动力系统驱动所述连杆结构配合人体运动。
如图1所示，连杆结构包括安装在人体腰部的固定装置10，通过该固定装置10安装动力系统和控制系统，固定装置10下端两侧都设置有下端延长至髋关节的延长段11，该延长段11的下端都安装有传动轴201，该传动轴201由动力系统通过皮带进行动力传递，延长段11的下端还转动连接有大腿连接段207的上端，该大腿连接段207的下端通过膝关节轴208连接有小腿连接段209的上端，该小腿连接段209的下端通过踝关节轴208连接有足部结构211；大腿连接段207上设置还有动力轴206，该动力轴206通过皮带与传动轴201传动连接；动力轴206与第一连杆202的一端连接，第一连杆202的另一端通过第一连杆203与第二连杆204的一端连接，该第二连杆204的另一端通过第二连接轴205安装在小腿连接段209的上部。
足部结构211包括通过柔性体活动连接的机械底座2111和人体足垫2112，人脚踩在足部结构上与该足部结构耦合进行配合运动，如图2所示；机械底座2111下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力传感器2113，人体足垫2112的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体足底压力传感器2114，该机械压力传感器2113和人体足底压力传感器2114用于实施监测压力信号并将压力信号实时传输至控制系统。
人体足底压力传感器2114和机械压力传感器2113分别检测人体足部承受的压力F1和连杆结构承受的压力F2，压力信号传输至控制单元，控制单元并判F1和F2的比值F1/F2是否在预设范围内；
如图10所示，如果比值F1/F2在预设范围内是返回步骤A1；
如果比值F1/F2不在预设范围内，则进入步骤A30；
A30：判断比值F1/F2是否超出预设范围上限；
如果超出预设范围上限，则进入步骤A31；
如果没有超出预设范围上限，则进入步骤A40；
A31：根据预定算法计算出速度正向修正值Rd，控制电机下一拍转速Rn＝Rc+Rd，其中Rc为电机的当前转速；
A32：驱动电机按照转速Rn旋转，返回步骤A1；
A40：判断比值F1/F2是否超出预设范围下限；
如果没有超出预设范围下限，则返回步骤A1；
如果超出预设范围下限则进入步骤A41；
A41：按照预定算法计算出速度反向修正值Rd，控制电机的下一拍转速Rn＝Rc-Rd，其中其中Rc为电机的当前转速；
A42：驱动电机按照步骤A41中转速Rn旋转；返回步骤A1。
人体足底压力传感器2114和机械压力传感器2113实时监测压力信号，并分别将信号传输到控制系统，控制系统的处理器对输入的信号进行处理，输出控制信号至动力系统控制电机的运转。当压力比值F1/F2超过设定上限，意味着人体承载的负荷超过预上限，此时驱动助力装置多承载负荷，即电机在原状态基础上降低反转速度或增加正转速度，使得助力装置连杆结构减缓弯曲或增加伸展以承载更多负荷；反之，当压力比值F1/F2小于设定下限，意味着人体承载的负荷小于预定值，此时助力装置承载过多的负荷，会阻碍人体下肢向弯曲方向运动，应该驱动电机在原状态基础上增加反转速度或降低正转速度，使得助力装置连杆结构减缓伸展或增加弯曲以减小承载负荷。控制系统不断地根据接收到的人体足部承受的压力F1和连杆结构承受的压力F2进行调整控制，使压力比值F1/F2达到预定范围内，从而形成了稳定的闭环控制系统。
采用上述的人、机双压力传感检测和控制方法。能灵敏检测人体运动受力状况及变化趋势，实现助力装置与人体之间很好的协调性。相比检测大小腿之间的夹角等方法，采用本发明方法更加灵敏，人体运动协调性更好，且不会发生误触发。
在足部结构211设置人体足底压力传感器2114和机械压力传感器2113，能够准确检测人体运动时的受力状态，配合连杆结构便于该运动助力装置的运动能够覆盖人体运动的所有状态，扩大该助力装置的适用范围。
预定算法采用目前常规的比例积分微分算法、模糊算法中的一种或者两者的结合来实现，在此不再赘述。
所述控制目标即比值F1/F2也可以为人体足底承受压力值F1，或者连杆承受的压力值F2，或者其中两种或三种的结合，不再赘述。
实施例2：
该实施例2的控制原理和运动助力装置的结构与实施例1类似，不同的是足部结构211采用如图3所示的结构，该实施例2的足部结构211包括机械底座2111和人体足垫2112，机械底座2111的下部向前并向侧面延伸，在该机械底座2111延伸部的上表面安装人体足垫2112，机械底座2111下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力传感器2113，机械压力传感器2113覆盖机械底座2111下表面。机械底座2111的上面、人体足垫2112的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体足底压力传感器2114，该人体足底压力传感器2112覆盖人体足垫2112的下表面。连杆结构承受压力F2为机械压力传感器2113感应到的压力值减去与体足底压力传感器2114重叠部分感应到的压力值。采用该安装结构的足部结构211，机械压力传感器2113与地面之间的接触面积更大能够更好更准确的检测压力信号，监测的准确性大大提高，适应不同的地形、不同地面地质，适用范围扩大。
实施例3：
该实施例3的控制原理和运动助力装置的结构与实施例2类似，不同的是足部结构211采用如图6、图7所示的结构。在所述足部结构211底层包含有硬质弹性薄板2115，在所述弹性薄板2115上固定有机械压力传感器2113，在其上固定所述机械底座2111，所述机械底座2111可承受连杆结构的压力，在所述机械底座2111上固定人体足底压力传感器2114，在其上带有人体足垫2112。在足部机构底部增加弹性薄板2115可以使得所述足部结构211在更复杂地形中仍然可以准确测量人体足部压力和机械压力；所述弹性薄板可以为弹性锰钢片或弹性纤维片。
实施例4：
该实施例4的控制原理和运动助力装置的结构与实施例1类似，不同的是足部结构211采用如图4所示的结构。机械压力传感器2113选用多维力传感器2091，多维力传感器2091置于小腿连接段209上，该多维力传感器2091带有倾角传感器及多个应变片，可以同时测量所述小腿连接段209的轴向力和径向力，并测量其相对重力方向的倾角，通过计算轴向力和径向力在重力方向的分力，可以计算出本发明装置机械结构承载的压力。该多维力传感器2091的具体结构采用如中国专利，专利号分别为201210071488.8、201110161515.6披露的采用应变片实现多维力传感器的具体方式，在此不再赘述。采用多维力传感器2091，实现结构较为简单，测量更加准确，增加助力效果、改善使用体验。
实施例5：
该实施例5的控制原理和运动助力装置的结构与实施例4类似，不同的是足部结构211采用如图5所示的结构。该实施例5的足部结构211包括机械底座2111和人体足垫2112，机械底座2111的下部向前并向侧面延伸，在该机械底座2111延伸部的上表面安装人体足垫2112，机械底座2111的上面、人体足垫2112的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体足底压力传感器2114。采用该安装结构的足部结构211，机械底座与地面之间的接触面积更大能够更好承载连杆结构的压力，适应不同的地形、不同地面地质，适用范围扩大。
实施例6：
该实施例6的控制原理与实施例1类似，不同的是运动助力装置的执行机构结构采用如图8所示的结构。该实施例6的执行机构采用动力撑杆212提供动力，所述动力撑杆212上端通过轴203连接大腿连接段207，下端通过轴205连接小腿连接段209，电动推杆212可以根据控制系统101的指令实现伸展或收缩，从而带动大小腿连接段207和209伸展或收缩，实现运动助力功能。所述动力撑杆212可以为电动推杆，也可以为液压撑杆或气动撑杆。
上述六个实施例中，除实施例4和5中机械压力传感器2113采用多维力传感器2091，其他的人体足底压力传感器2112和机械压力传感器2113可以采用薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或者电容式压力传感器等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种轻便运动助力装置，包括动力系统、控制系统和执行机构，所述执行机构包括与人体下肢配合承重的连杆结构、传感器组，其特征在于，所述连杆结构包括足部结构(211)，在该足部结构(211)安装所述传感器组，所述传感器组包括用于监测人体足部承受的压力的人体压力监测系统(291)，以及监测连杆结构承受的压力的机械压力监测系统(292)，所述人体压力监测系统(291)和机械压力监测系统(292)分别输出信号至所述控制系统，该控制系统输出控制信号至所述动力系统，由该动力系统驱动所述连杆结构配合人体运动。
2.根据权利要求1所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述足部结构(211)包括活动连接的机械底座(2111)和人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)的上部通过踝关节轴(210)与小腿连接段(209)的下端连接，所述机械底座(2111)下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统(292)，所述人体足垫(2112)的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统(291)。
3.根据权利要求1所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述足部结构(211)包括机械底座(2111)和人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)的上部通过踝关节轴(210)与小腿连接段(209)的下端连接，所述机械底座(2111)的下部向前和向侧面延伸，在该机械底座(2111)向前和向侧面延伸部的上表面安装所述人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)下部安装用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统(292)，所述人体足垫(2112)的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统(291)。
4.根据权利要求1所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述足部结构(211)包括相互连接的机械底座(2111)和人体足垫(2112)，所述机械底座(2111)的上部通过踝关节轴(210)与所述小腿连接段(209)的下端连接，所述人体足垫(2112)的下部安装用于监测人体足部承受压力的人体压力监测系统(291)；所述小腿连接段(209)设置有用于监测连杆结构承受压力的机械压力监测系统(292)。
5.根据权利要求3所述的轻便运动助力装置足部结构，其特征在于，在还包括硬质弹性薄板(2115)，该硬质弹性薄板(2115)和所述机械底座(2111)之间设置有机械压力监测系统(292)，所述机械底座(2111)可承受连杆结构的压力，在所述机械底座(2111)上安装所述人体压力监测系统(291)，在该人体压力监测系统(291)上带有人体足垫(2112)。
6.根据权利要求4所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述机械压力监测系统(292)设置在所述小腿连接段(209)的下部。
7.根据权利要求2或3所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述机械压力监测系统(292)为机械压力传感器(2113)，所述人体压力监测系统(291)为人体足底压力传感器(2114)。
8.根据权利要求4或6所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述机械压力监测系统(292)为多维力传感器(2091)，所述人体压力监测系统(291)为一个或多个人体足底压力传感器(2114)。
9.根据权利要求7所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述人体足底压力传感器(2114)为薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或电容式压力传感器；所述机械压力传感器(2113)为薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或电容式压力传感器。
10.根据权利要求8所述的轻便运动助力装置，其特征在于，所述人体足底压力传感器(2114)为薄膜压力传感器、柔性液体管压力传感器、气垫压力传感器、液体垫压力传感器、压电压力传感器、应变式压力传感器或电容式压力传感器。
11.根据权利要求1所述的轻便运动助力装置，所述执行机构还包括撑杆结构(212)，该撑杆结构(212)的两端分别通过转轴安装在大腿连接段(207)的上端和小腿连接段(209)的上端，撑杆结构(212)的伸展或收缩带动大小腿连接段伸展或收缩，实现配合人体承重。
12.一种轻便运动助力装置控制方法，其特征在于，基于轻便运动助力装置，包括如下步骤：
A1：启动电源开始助力；
A10：人体足底压力传感器(2114)实时监测人体足底承受的压力值F1，机械压力传感器(2113)实时监测连杆结构承受的压力值F2；
A20：控制系统接收压力值F1和压力值F2，并判F1和F2的比值F1/F2是否在预设范围内；
如果是返回步骤A1；
如果比值F1/F2不在预设范围内，则进入步骤A30；
A30：判断比值F1/F2是否超出预设范围上限；
如果超出预设范围上限，则进入步骤A31；
如果没有超出预设范围上限，则进入步骤A40；
A31：根据预定算法计算出速度正向修正值Rd，控制电机下一拍转速Rn＝Rc+Rd，其中Rc为电机的当前转速；
A32：驱动电机按照转速Rn旋转，返回步骤A1；
A40：判断比值F1/F2是否超出预设范围下限；
如果没有超出预设范围下限，则返回步骤A1；
如果超出预设范围下限则进入步骤A41；
A41：按照预定算法计算出速度反向修正值Rd，控制电机的下一拍转速Rn＝Rc-Rd，其中其中Rc为电机的当前转速；
A42：驱动电机按照步骤A41中转速Rn旋转；返回步骤A1。
13.根据权利要求12所述的助力装置控制方法，其特征在于，所述预定算法为比例积分微分算法、模糊算法中的一种或者两者的结合。
14.根据权利要求12所述的助力装置控制方法，其特征在于，所述控制目标即比值F1/F2的调节，为调节人体足底承受压力值F1，或调节连杆承受的压力值F2，或者调节F1与F2的结合。
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