CN107553466A - 一种被动式外骨骼装置及其参数检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种被动式外骨骼装置及其参数检测方法，其中，一种被动式腰部助力外骨骼装置，包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板。本发明能将人体上身的重力通过髋关节助力机构储能达到为人体弯腰作业储能的作用。
Description
技术领域
本发明涉及一种穿戴式外外骨骼，特别涉及一种被动式外骨骼装置及其参数检测方法。
背景技术
近年来，穿戴式外骨骼的研究逐渐兴起，目的是将人的灵活性、智慧性与机器强壮性进行有机结合。其主要应用于医疗康复、工业生产、单兵作战等领域。
目前已公布的各种人体穿戴式外骨骼系统有很多，其功能包括提高负重行走能力，重型物资搬运助力，人体上、下肢运行障碍康复等，功能多集中于人体助力行走。其共同特点是在动力源的支持下，通过传感器采集人体信号反馈给控制单元，经过控制单元的逻辑处理后，下达指令使动力执行单元完成动作，以实现相应功能。这样会带来下肢运动趋势预测机制设计，机器人控制策略的制定与实施，动力源和轻便、高效的自给能源装置等一系列关键问题。而目前这些有待解决的问题导致人体穿戴式外骨骼系统在实现相应功能的过程中，无法达到其理想的效果，同时昂贵的制造成本也使其仅仅停留在科学研究阶段，无法广泛应用于工业生产中。
发明内容
针对现有技术中存在的技术问题，本发明的目的是：提供一种被动式外骨骼装置。
本发明的另一目的是：提供一种被动式外骨骼装置参数检测方法。
本发明的目的通过下述技术方案实现：一种被动式腰部助力外骨骼装置，包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；
所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；
两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。
优选的，所述胸前垫板上开设有转板连接孔以及导向弧槽，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。
优选的，所述胸前垫板包括左垫片、右垫片、左扣板以及右扣板，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；
所述转板包括左转片以及右转片，左转片以及右转片上分别设置有锁扣和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣；
所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；
连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。
优选的，所述臀带包括臀垫、臀垫连接带以及两个助力机构安装架，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带连接起来，两个助力机构安装架分别安装于两臀垫的外侧，助力机构安装架呈“U”形，转轴两端分别铰接于安装架的槽中。
优选的，腿杆包括座体以及固定片，座体上伸出有转轴连接耳板，固定片固定于座体上，转轴连接耳板与固定片之间形成供转轮装入的转轮安装槽，转轴连接耳板与固定片上分别开设有用于固定转轴的转轴锁定孔，转轴穿设于转轴锁定孔中。
优选的，还设置有连接键，所述转轴锁定孔开设有键口，转轴对应键口位置开设有键槽，连接键连接于键口和键槽中将转轴固定于座体以及固定片上；
所述座体底部伸出有腿垫连接杆，腿垫安装于腿垫连接杆上。
一种上述的被动式外骨骼装置的参数检测方法，包括省力系数检测方法，其特征在于：
发条弹簧产生一个固定值：弹性系数k，当人体弯腰时，发条弹簧发生弹性形变导致发条弹簧行程L变长，因此人体上肢弯曲角度∠1越大就会导致弹簧的行程L越大，L越大就会导致力矩越大，因此产生力Fx就会越大，由此根据弹性系数公式推出Fx：
Fx＝L×k
Fx的值小于人体上身受到的重力，设人体上身的质量为m1，即上身受到的力F1＝m1×g
其中：g为重力加速度；
人体上肢在弯腰和上抬过程都会被省力，被省下的力Fs:
Fs＝F1-Fx；
优选的，在髋关节助力机构中设置有三轴陀螺仪传感器；
当使用中，连接枝干运动导致转轴转动时，三轴陀螺仪传感器实时探测出人体上肢向前和向下的加速度；设定Ax、Ay和Az分别为三轴陀螺仪传感器的X、Y、Z三轴的加速度；
设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1：
设人体运动或直立时的峰值加速度为a：
其中：Ax是陀螺仪自身的x轴上的加速度；
Ay是陀螺仪自身的y轴上的加速度；
Az是陀螺仪自身的z轴上的加速度；
人体实际弯腰数据采用四元数计算位计算，四元数Q的公式为
其中q0、q1、q2、q3为实数，即四元数计算中的向量的值， 为虚数。按照四元数计算，虚数满足
||Q||表示人体空间上移动的距离以数学形式表示：
弯腰的角度值为∠1的值，也表示人弯腰前的重力加速度gbefore和弯腰后的重力加速度gafter的夹角。
qx、qy、qz描述单位向量在固定位置的三个方向，因此，重力加速度g被描述为：
重力加速度为g，gx、gy和gz是g的三个状态要素，描述四元数计算中X、Y、Z三个轴重力加速度g的三个元素，表述为：
单位四元数Q用来描述人体弯腰时的状态，它被分解为Q1、Q2和Q3三个旋转四元数，分别表示人刚开始弯腰、正在弯腰、和弯腰后的三个状态。其中Q1可以被描述为：
由于旋转角的计算方法是:
因此，旋转角度和三轴陀螺仪传感器的旋转轴写成：
其中
其中
四元数Q2被写作：
旋转角度∠2为人体在自然坐标系中X轴和Y轴转动的夹角，被写作：
∠3为人体弯腰低于自然坐标系X轴，即人体弯腰超过了90度后的度数，四元数Q3可以被描述为：
因此旋转角度和旋转轴被描述为，在人体弯腰前，人体的重力加速度记作gbefore；在弯腰结束后的瞬间，重力加速度被记录为gafter：
当人体弯腰时，旋转由四元数相乘得出结果：
gafter＝Q*gbefore*Q*＝Q3*Q2*Q1*gbefore*Q1**Q2**Q3*
其中，当时，四元数Q发生变化；四元数代数用矩阵形式表达，因此多四元数相乘表达为：
整个旋转四元数被化简为：Q＝Q3*Q2*Q1＝M(Q3)M(Q2)Q1。
优选的，所述设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1通过以下方式得到：当人体直立时只受重力影响，而没有受到其它力的影响，因此人运动的加速度a完全等于重力加速度，设弯腰时间为t，此时将重力加速度记作gbefore；当人开始弯腰时a的绝对值小于a的临界值，a的临界值记作athreshold；当人体弯腰到固定角度停止时加速度达到athreshold，设tthreshold为athreshold状态下的作用时间，当athreshold结束后，此时的加速度的绝对值几乎接近重力加速度g，此时的重力加速度被记录为gafter，然后单片机计算出此时的角度；并把上述数据记录下来。
优选的，还包括单片机根据三轴陀螺仪传感器的硬件特性出现偏移时的校准方法，校准方法为：将三轴陀螺仪传感器Z轴置于重力g的方向，然后，每0.1秒进行一次采样，并让单片机运行在特定频率下，此时，三轴陀螺仪传感器Z轴有一个g的加速度，而X和Y轴有零个g的加速度，然后，将重力加速度X0g、Y0g和Z+1g分别存储到单片机的寄存器中，Xactual为X轴单位时间内被求得的实际值，Yactual为Y轴单位时间内被求得的实际值；Xactual和Yactual通过以下算法进行补偿；设Xmeans为X轴单位时间内测量所得的值的平均值，Ymeans为Y轴单位时间内测量所得的值的平均值：
Xactual＝Xmeas-X0g
Yactual＝Ymeas-Y0g
其中：
Xactual为人体在X轴上实际移动的距离；
Yactual为人体在Y轴上实际移动的距离；
Zactual为人体在Z轴上实际移动的距离；
Xmean为人体在X轴上移动的平均距离；
Ymean为人体在Y轴上移动的平均距离；
Zmean为人体在Z轴上移动的平均距离；
X0g为人体此时在X轴上受到的重力加速度；
Y0g为人体此时在Y轴上受到的重力加速度；
Z0g为人体此时在Z轴上受到的重力加速度；
Z轴的理想灵敏度为Sz，Z的偏移为：
Z0g＝Z+1g–Sz
Z轴的实际值Zactual为：
Zactual＝Zmeas–Z0g。
本发明相对于现有技术具有如下的优点及效果：
1、本发明能将人体上身的重力通过髋关节助力机构储能达到为人体弯腰作业储能的作用，同时还能降低人体腰肌劳损的几率。本发明结构简单、易于制造，充分减轻了人们背负重物的压力，并大大提高了背负重物的重量，大大提高了运输货物的效率。
2、本发明是一款被动可穿戴式背部外骨骼，它可以帮助人体在做搬运工作和弯腰时时起到支撑的作用，能将人搬运物体时背部的重量通过人体骨架传导到人体下肢，并最终传导到地面，从而不仅起到了省力的作用，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。
3、本发明不会干涉人体的正常行走、后仰、蹲坐等常见动作，为人体背部肌肉省去大概35％-38％的力，还大大降低了人体腰肌劳损的几率。因此本发明可以提高工人的工作效率，并在繁重作业中得到适当的保护。
4、本发明主要应用在前弯式弯腰作业和搬运作业，并不会干涉人体的正常行走、后仰、蹲坐等等常用的动作。可用工作范围如下：身体向前弯曲工作、托举重物、跪地工作、下蹲工作、身体侧展和上抬以及行走。同时还能支持其它常见动作，虽然不能进行支撑辅助，但是不会对人体进行运动干涉，如：上台阶、上坡、奔跑、攀爬以及坐。
5、本发明结构简单，穿戴方便。并且穿戴后不会对人体正常工作产生干涉，且可以被挂在衣柜间或其它挂衣服的衣架上，不会占用过多的储物空间，而且易于维护简单。
6、本发明可以计算人体持续工作的各种角度、强度弯腰的次数、总弯腰次数、每次弯腰的加速度以及综合弯腰所消耗的力，然后计算出总弯腰所消耗的力和本发明为人体省去的力。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的髋关节助力机构的结构示意图。
图3是本发明的枝杆旋转片的结构示意图。
图4是本发明的胸前垫板的结构示意图。
图5是本发明的左转片的结构示意图。
图6是本发明的右转片的结构示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
实施例一：
一种被动式外骨骼装置，包括臀带、背带1、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；
所述髋关节助力机构包括腿垫2、腿杆3、转轴4、发条弹簧5以及转轮6，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，
枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；
两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干7，两连接枝干分别连接到转板两侧。
优选的，所述胸前垫板上开设有转板连接孔8以及导向弧槽9，
所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。
优选的，所述胸前垫板包括左垫片10、右垫片11、左扣板12以及右扣板13，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；
所述转板包括左转片14以及右转片15，左转片以及右转片上分别设置有锁扣16和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣17；
所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；
连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。
优选的，所述臀带包括臀垫18、臀垫连接带19以及两个助力机构安装架20，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带连接起来，两个助力机构安装架分别安装于两臀垫的外侧，助力机构安装架呈“U”形，转轴两端分别铰接于安装架的槽中。
优选的，腿杆包括座体21以及固定片22，座体上伸出有转轴连接耳板23，固定片固定于座体上，转轴连接耳板与固定片之间形成供转轮装入的转轮安装槽，转轴连接耳板与固定片上分别开设有用于固定转轴的转轴锁定孔，转轴穿设于转轴锁定孔中。
优选的，还设置有连接键，所述转轴锁定孔开设有键口24，转轴对应键口位置开设有键槽25，连接键连接于键口和键槽中将转轴固定于座体以及固定片上；
所述座体底部伸出有腿垫连接杆26，腿垫安装于腿垫连接杆上。
本发明的工作过程及工作原理：使用时穿上本发明，将背带穿上，两臀垫位于臀后，将两腿垫置于大腿前侧，将插扣插入锁扣中，将左转片和右转片锁定起来，束紧背带和臀带，并使两腿垫紧贴大腿，穿戴完成。
当在弯腰时，带动在胸前的枝杆旋转片下移，此时，枝杆旋转片通过连接枝干带动转轮转动，由于两腿垫靠于大腿前侧，因此，发条弹簧一端被固定，在转轮转动中，转轮带动发条弹簧另一端转动收紧，蓄能，在此过程中发条弹簧产生抵消掉重力的力矩，人体身体前倾和上抬时背部肌肉受力就被发条弹簧产生的力矩所取代。
弯腰后，上肢抓住所要搬运的物体。在开始回复到直立姿势的过程中，左右两边的髋关节助力机构的发条弹簧开始释放能量，协助人体托举物体上升到直立状态。此时，人体上身和所托举的物体的重量通过人体自身骨架被传递到地面。
发条弹簧释放能量的具体过程：当腰需要向上移动直立时，发条弹簧释放能量通过驱动转轮反向转动，转轮反向转动时连接枝干提升枝杆旋转片从而通过枝杆旋转片推动人身上升。
在人体行走过程中，人体单腿向前移动，如：左腿通过紧贴在其上的腿垫带动依次带动腿杆、转轴、发条弹簧、转轮和连接枝干，连接枝干推动左转片绕转板连接孔沿导向弧槽向上转动，而右转片则向下转动，因此，右转片依次推动另一侧的连接枝干、转轮、发条弹簧、转轴、腿杆以及腿垫，实现两发条弹簧产生的力矩相互抵消，由此本发明在工作状态下不会对人体行走产生干涉。
可见本发明能够让穿着者在向前弯腰时，背部肌肉得到缓解，并让脊椎受到的重负传递到人体大腿骨架上。当人体从弯腰状态抬起时，本发明可以对人体提供向适当的上托举的力矩，辅助人体上身恢复到直立状态。从而降低了人体腰肌劳损的几率。
本发明可以帮助人体直立弯腰和侧面弯腰(包含左侧和右侧)作业时腰部省力，从而可以增大人体的劳动时间和适当的劳动强度。
实施例二：
一种实施例一所述的被动式外骨骼装置的参数检测方法，包括省力系数检测方法，
被动式外骨骼装置中设置有省力数据捕捉分析器，省力数据捕捉分析包括单片机以及三轴陀螺仪传感器，三轴陀螺仪传感器与单片机连接，三轴陀螺仪传感器将探测到的信号发送至单片机。
省力参数检测方法具体如下：
发条弹簧产生一个固定值：弹性系数k，当人体弯腰时，发条弹簧发生弹性形变导致发条弹簧行程L变长，因此人体上肢弯曲角度∠1越大就会导致弹簧的行程L越大，L越大就会导致力矩越大，因此产生力Fx就会越大，由此根据弹性系数公式推出Fx：
Fx＝L×k
Fx的值小于人体上身受到的重力，设人体上身的质量为m1，即上身受到的力F1＝m1×g
其中：g为重力加速度；
人体上肢在弯腰和上抬过程都会被省力，被省下的力Fs:
Fs＝F1-Fx；
优选的，在髋关节助力机构中设置有三轴陀螺仪传感器；
当使用中，连接枝干运动导致转轴转动时，三轴陀螺仪传感器实时探测出人体上肢向前和向下的加速度；设定Ax、Ay和Az分别为三轴陀螺仪传感器的X、Y、Z三轴的加速度；
设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1：
设人体运动或直立时的峰值加速度为a：
其中：Ax是陀螺仪自身的x轴上的加速度；
Ay是陀螺仪自身的y轴上的加速度；
Az是陀螺仪自身的z轴上的加速度；
人体实际弯腰数据采用四元数计算位计算，四元数Q的公式为
其中q0、q1、q2、q3为实数，即四元数计算中的向量的值， 为虚数。按照四元数计算，虚数满足
||Q||表示人体空间上移动的距离以数学形式表示：
弯腰的角度值为∠1的值，也表示人弯腰前的重力加速度gbefore和弯腰后的重力加速度gafter的夹角。
qx、qy、qz描述单位向量在固定位置的三个方向，因此，重力加速度g被描述为：
重力加速度为g，gx、gy和gz是g的三个状态要素，描述四元数计算中X、Y、Z三个轴重力加速度g的三个元素，表述为：
单位四元数Q用来描述人体弯腰时的状态，它被分解为Q1、Q2和Q3三个旋转四元数，分别表示人刚开始弯腰、正在弯腰、和弯腰后的三个状态。其中Q1可以被描述为：
由于旋转角的计算方法是:
因此，旋转角度和旋转轴写成：
其中
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四元数Q2被写作：
旋转角度∠2为人体在自然坐标系中X轴和Y轴转动的夹角，被写作：
∠3为人体弯腰低于自然坐标系X轴，即人体弯腰超过了90度后的度数，四元数Q3可以被描述为：
因此旋转角度和旋转轴被描述为，在人体弯腰前，人体的重力加速度记作gbefore；在弯腰结束后的瞬间，重力加速度被记录为gafter。：
当人体弯腰时，旋转由四元数相乘得出结果：
gafter＝Q*gbefore*Q*＝Q3*Q2*Q1*gbefore*Q1**Q2**Q3*
其中，当时，四元数Q发生变化；四元数代数用矩阵形式表达，因此多四元数相乘表达为：
整个旋转四元数被化简为：Q＝Q3*Q2*Q1＝M(Q3)M(Q2)Q1。
优选的，所述设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1通过以下方式得到：当人体直立时只受重力影响，而没有受到其它力的影响，因此人运动的加速度a完全等于重力加速度，设弯腰时间为t，此时将重力加速度记作gbefore；当人开始弯腰时a的绝对值小于a的临界值，a的临界值记作athreshold；当人体弯腰到固定角度停止时加速度达到athreshold，设tthreshold为athreshold状态下的作用时间，当athreshold结束后，此时的加速度的绝对值几乎接近重力加速度g，此时的重力加速度被记录为gafter，然后单片机计算出此时的角度；并把上述数据记录下来。
优选的，还包括单片机根据三轴陀螺仪传感器的硬件特性出现偏移时的校准方法，校准方法为：将三轴陀螺仪传感器Z轴置于重力g的方向，然后，每0.1秒进行一次采样，并让单片机运行在特定频率下，此时，三轴陀螺仪传感器Z轴有一个g的加速度，而X和Y轴有零个g的加速度，然后，将重力加速度X0g、Y0g和Z+1g分别存储到单片机的寄存器中，Xactual为X轴单位时间内被求得的实际值，
Yactual为Y轴单位时间内被求得的实际值；Xactual和Yactual通过以下算法进行补偿；设Xmeans为X轴单位时间内测量所得的值的平均值，Ymeans为Y轴单位时间内测量所得的值的平均值：
Xactual＝Xmeas-X0g
Yactual＝Ymeas-Y0g
其中：
Xactual为人体在X轴上实际移动的距离；
Yactual为人体在Y轴上实际移动的距离；
Zactual为人体在Z轴上实际移动的距离；
Xmean为人体在X轴上移动的平均距离；
Ymean为人体在Y轴上移动的平均距离；
Zmean为人体在Z轴上移动的平均距离；
X0g为人体此时在X轴上受到的重力加速度；
Y0g为人体此时在Y轴上受到的重力加速度；
Z0g为人体此时在Z轴上受到的重力加速度；
Z轴的理想灵敏度为Sz，Z的偏移为：
Z0g＝Z+1g–Sz
Z轴的实际值Zactual为：
Zactual＝Zmeas–Z0g。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：包括臀带、背带、髋关节助力机构以及枝杆旋转片，背带与臀带连接，髋关节助力机构为两个，分别安装于臀带的两侧；
所述髋关节助力机构包括腿垫、腿杆、转轴、发条弹簧以及转轮，腿垫安装于腿杆上，腿杆与转轴固定连接，发条弹簧安装于转轮的弹簧腔中且发条弹簧与转轮固定连接，转轴穿过转轮和发条弹簧后转轴两端分别铰接于臀带上，发条弹簧与转轴固定连接，枝杆旋转片包括胸前垫板以及安装于胸前垫板上且能相对于胸前垫板转动的转板，背带一端与臀带连接，另一端与胸前垫板连接；
两转轮上分别伸出有与转板连接的连接枝干，两连接枝干分别连接到转板两侧。
2.根据权利要求1所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：所述胸前垫板上开设有转板连接孔以及导向弧槽，所述转板对应转板连接孔以及导向弧槽处分别设置有连接转轴以及导向轴，连接转轴连接到转板连接孔中，导向轴与导向弧槽相配合。
3.根据权利要求2所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：所述胸前垫板包括左垫片、右垫片、左扣板以及右扣板，导向弧槽开设在左扣板上，导向弧槽为两级的阶梯槽，所述转板连接孔开设在右扣板上，转板连接孔为两级的阶梯孔，左扣板固定连接于左垫片上，右扣板固定连接于右垫片上；
所述转板包括左转片以及右转片，左转片以及右转片上分别设置有锁扣和与锁扣相配合将左转片以及右转片锁定起来的插扣；
所述连接转轴为两级的阶梯轴，所述导向轴为两级的阶梯轴；
连接转轴穿出转板连接孔后固定连接于右转片上，其中，连接转轴的小径轴和大径轴分别连接到转板连接孔的小径孔和大径孔中，导向轴穿出导向弧槽后固定连接于左转片上，其中，导向轴的小径轴和大径轴分别连接到导向弧槽的小径槽和大径槽中。
4.根据权利要求1所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：所述臀带包括臀垫、臀垫连接带以及两个助力机构安装架，臀垫为两个，两臀垫的内侧通过臀垫连接带连接起来，两个助力机构安装架分别安装于两臀垫的外侧，助力机构安装架呈“U”形，转轴两端分别铰接于安装架的槽中。
5.根据权利要求1所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：腿杆包括座体以及固定片，座体上伸出有转轴连接耳板，固定片固定于座体上，转轴连接耳板与固定片之间形成供转轮装入的转轮安装槽，转轴连接耳板与固定片上分别开设有用于固定转轴的转轴锁定孔，转轴穿设于转轴锁定孔中。
6.根据权利要求5所述的被动式腰部助力外骨骼装置，其特征在于：还设置有连接键，所述转轴锁定孔开设有键口，转轴对应键口位置开设有键槽，连接键连接于键口和键槽中将转轴固定于座体以及固定片上；
所述座体底部伸出有腿垫连接杆，腿垫安装于腿垫连接杆上。
7.一种权利要求1-6任一所述的被动式外骨骼装置的参数检测方法，包括省力系数检测方法，其特征在于：
发条弹簧产生一个固定值：弹性系数k，当人体弯腰时，发条弹簧发生弹性形变导致发条弹簧行程L变长，因此人体上肢弯曲角度∠1越大就会导致弹簧的行程L越大，L越大就会导致力矩越大，因此产生力Fx就会越大，由此根据弹性系数公式推出Fx：
Fx＝L×k
Fx的值小于人体上身受到的重力，设人体上身的质量为m1，即上身受到的力F1＝m1×g
其中：g为重力加速度；
人体上肢在弯腰和上抬过程都会被省力，被省下的力Fs:
Fs＝F1-Fx。
8.根据权利要求7所述的参数检测方法，其特征在于：在髋关节助力机构中设置有三轴陀螺仪传感器；
当使用中，连接枝干运动导致转轴转动时，三轴陀螺仪传感器实时探测出人体上肢向前和向下的加速度；设定Ax、Ay和Az分别为三轴陀螺仪传感器的X、Y、Z三轴的加速度；
设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1：
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>Ax</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>Ay</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mi>z</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
设人体运动或直立时的峰值加速度为a：
<mrow>
<mrow>
<mo>|</mo>
<mi>a</mi>
<mo>|</mo>
</mrow>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>Ax</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>Ay</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>Az</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
其中：Ax是陀螺仪自身的x轴上的加速度；
Ay是陀螺仪自身的y轴上的加速度；
Az是陀螺仪自身的z轴上的加速度；
人体实际弯腰数据采用四元数计算位计算，四元数Q的公式为
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mo>=</mo>
<mi>q</mi>
<mn>0</mn>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<mn>1</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>i</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<mn>2</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>j</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<mn>3</mn>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>k</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
其中q0、q1、q2、q3为实数，即四元数计算中的向量的值， 为虚数；按照四元数计算，虚数满足
||Q||表示人体空间上移动的距离以数学形式表示：
<mrow>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<mi>Q</mi>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<mi>q</mi>
<msup>
<mn>0</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<msup>
<mn>1</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<msup>
<mn>2</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<mi>q</mi>
<msup>
<mn>3</mn>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
</mrow>
弯腰的角度值为∠1的值，也表示人弯腰前的重力加速度gbefore和弯腰后的重力加速度gafter的夹角；
qx、qy、qz描述单位向量在固定位置的三个方向，因此，重力加速度g被描述为：
<mrow>
<mi>g</mi>
<mo>=</mo>
<mn>0</mn>
<mo>+</mo>
<mi>g</mi>
<mi>x</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>i</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>g</mi>
<mi>y</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>j</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>g</mi>
<mi>z</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>k</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
重力加速度为g，gx、gy和gz是g的三个状态要素，描述四元数计算中X、Y、Z三个轴重力加速度g的三个元素，表述为：
<mrow>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<mi>g</mi>
<mo>|</mo>
<mo>|</mo>
<mo>=</mo>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>gx</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>gy</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>gz</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mo>=</mo>
<mi>g</mi>
</mrow>
单位四元数Q用来描述人体弯腰时的状态，它被分解为Q1、Q2和Q3三个旋转四元数，分别表示人刚开始弯腰、正在弯腰、和弯腰后的三个状态；其中Q1可以被描述为：
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mi>&alpha;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>i</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mi>&alpha;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>j</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
由于旋转角的计算方法是:
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mn>2</mn>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>Ax</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>Ay</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
</mrow>
</msqrt>
<mrow>
<mi>A</mi>
<mi>z</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
因此，旋转角度和三轴陀螺仪传感器的旋转轴写成：
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>1</mn>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>z</mi>
</mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
其中
其中
四元数Q2被写作：
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mn>2</mn>
<mo>=</mo>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>2</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>k</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
旋转角度∠2为人体在自然坐标系中X轴和Y轴转动的夹角，被写作：
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>2</mn>
<mo>=</mo>
<mi>arctan</mi>
<mn>2</mn>
<mfrac>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>t</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
</mfrac>
<mo>-</mo>
<mi>arctan</mi>
<mn>2</mn>
<mfrac>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
</mfrac>
</mrow>
∠3为人体弯腰低于自然坐标系X轴，即人体弯腰超过了90度后的度数，四元数Q3可以被描述为：
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mn>3</mn>
<mo>=</mo>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>3</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>+</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>3</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mi>&beta;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>i</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
<mo>+</mo>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>3</mn>
</mrow>
<mn>2</mn>
</mfrac>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mi>&beta;</mi>
<mo>&CenterDot;</mo>
<mover>
<mi>j</mi>
<mo>&OverBar;</mo>
</mover>
</mrow>
因此旋转角度和旋转轴被描述为，在人体弯腰前，人体的重力加速度记作gbefore；在弯腰结束后的瞬间，重力加速度被记录为gafter：
<mrow>
<mo>&angle;</mo>
<mn>3</mn>
<mo>=</mo>
<mo>-</mo>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>z</mi>
</mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
<mi>s</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
<mi>&beta;</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>g</mi>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>g</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
<mrow>
<mi>c</mi>
<mi>o</mi>
<mi>s</mi>
<mi>&beta;</mi>
<mo>=</mo>
<mi>a</mi>
<mi>r</mi>
<mi>c</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mfrac>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
<msqrt>
<mrow>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
<mo>+</mo>
<msup>
<mi>g</mi>
<mn>2</mn>
</msup>
<mi>a</mi>
<mi>f</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mi>r</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
</msqrt>
</mfrac>
</mrow>
当人体弯腰时，旋转由四元数相乘得出结果：
gafter＝Q*gbefore*Q*＝Q3*Q2*Q1*gbefore*Q1 **Q2 **Q3 *
其中，当时，四元数Q发生变化；四元数代数用矩阵形式表达，因此多四元数相乘表达为：
<mrow>
<mi>Q</mi>
<mo>*</mo>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>=</mo>
<mi>M</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>Q</mi>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>y</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>z</mi>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mo>=</mo>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>3</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mo>-</mo>
<mi>q</mi>
<mn>2</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>1</mn>
</mrow>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>q</mi>
<mn>0</mn>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
<mfenced open = "[" close = "]">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<mn>0</mn>
</mtd>
</mtr>
<mtr>
<mtd>
<mrow>
<mi>g</mi>
<mi>b</mi>
<mi>e</mi>
<mi>f</mi>
<mi>o</mi>
<mi>r</mi>
<mi>e</mi>
<mo>,</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
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整个旋转四元数被化简为：Q＝Q3*Q2*Q1＝M(Q3)M(Q2)Q1。
9.根据权利要求8所述的参数检测方法，其特征在于：所述设定三轴陀螺仪传感器Z轴加速度与自然坐标系Z之间的夹角∠1通过以下方式得到：当人体直立时只受重力影响，而没有受到其它力的影响，因此人运动的加速度a完全等于重力加速度，设弯腰时间为t，此时将重力加速度记作gbefore；当人开始弯腰时a的绝对值小于a的临界值，a的临界值记作athreshold；当人体弯腰到固定角度停止时加速度达到athreshold，设tthreshold为athreshold状态下的作用时间，当athreshold结束后，此时的加速度的绝对值几乎接近重力加速度g，此时的重力加速度被记录为gafter，然后单片机计算出此时的角度；并把上述数据记录下来。
10.根据权利要求10所述的参数检测方法，其特征在于：还包括单片机根据三轴陀螺仪传感器的硬件特性出现偏移时的校准方法，校准方法为：将三轴陀螺仪传感器Z轴置于重力g的方向，然后，每0.1秒进行一次采样，并让单片机运行在特定频率下，此时，三轴陀螺仪传感器Z轴有一个g的加速度，而X和Y轴有零个g的加速度，然后，将重力加速度X0g、Y0g和Z+1g分别存储到单片机的寄存器中，Xactual为X轴单位时间内被求得的实际值，Yactual为Y轴单位时间内被求得的实际值；Xactual和Yactual通过以下算法进行补偿；设Xmeans为X轴单位时间内测量所得的值的平均值，Ymeans为Y轴单位时间内测量所得的值的平均值：
Xactual＝Xmeas-X0g
Yactual＝Ymeas-Y0g
其中：
Xactual为人体在X轴上实际移动的距离；
Yactual为人体在Y轴上实际移动的距离；
Zactual为人体在Z轴上实际移动的距离；
Xmean为人体在X轴上移动的平均距离；
Ymean为人体在Y轴上移动的平均距离；
Zmean为人体在Z轴上移动的平均距离；
X0g为人体此时在X轴上受到的重力加速度；
Y0g为人体此时在Y轴上受到的重力加速度；
Z0g为人体此时在Z轴上受到的重力加速度；
Z轴的理想灵敏度为Sz，Z的偏移为：
Z0g＝Z+1g–Sz
Z轴的实际值Zactual为：
Zactual＝Zmeas–Z0g。
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