CN111281738A - 动作状态转换方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents

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印涛
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Abstract

本发明公开了一种动作状态转换方法，装置、设备及可读存储介质，所述动作状态转换方法通过科学预设人体在特定动作时肢体的规范角度变化范围，为判定用户当前动作是否规范提供了科学依据；通过将用户当前的肢体角度数据与预设的肢体角度数据进行对比，并当前用户实际的肢体角度数据在进入预设肢体角度范围内时，辅助用户进行动作状态变换，尤其可是坐立不便的患者规范地进行坐立等动作的转换，能避免患者进行错误的动作对身体造成的不良影响，有利于患者后续的康复。

Description

动作状态转换方法、装置、设备及可读存储介质
技术领域
本发明涉及辅助机器人技术领域，尤其涉及一种动作状态转换方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
传统的康复治疗中，患者的康复治疗主要依赖于康复医师提供的物理性疗法，对于康复训练的结果取决于康复医师的主观判断；而借助康复器械的治疗方式，由于数据采集的局限性，也难以为患者带来良好的康复效果，从而导致了现有的医疗康复手段对患者的辅助效果不佳的技术问题。
上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种动作状态转换方法，旨在解决现有的医疗康复手段对患者的辅助效果不佳的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种动作状态转换方法，所述动作状态转换方法应用于动作状态转换设备，所述动作状态转换方法包括以下步骤：
在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
可选地，所述肢体角度数据包括：膝关节角度数据、髋关节角度数据、踝关节角度数据，上半身躯体倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据与大腿倾斜角度数据。
可选地，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站立状态与坐下过程状态时，若所述膝关节角度数据从预设第一膝关节角度范围进入预设第二膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从预设第一大腿倾斜角度范围进入预设第二大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从站立状态转换至坐下过程状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与即将坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第二膝关节角度范围进入预设第三膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第二大腿倾斜角度范围进入预设第三大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐下过程状态转换至即将坐稳状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第三膝关节角度范围进入预设第四膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第三大腿倾斜角度范围进入预设第四大腿倾斜角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将坐稳状态转换至坐稳状态。
可选地，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐稳状态与即将站起状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第四膝关节角度范围进入预设第五膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第四大腿倾斜角度范围进入预设第五大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从预设第一髋关节角度范围进入预设第二髋关节角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐稳状态转换至即将站起状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为即将站起状态与站起过程状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第五膝关节角度范围进入预设第六膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第五大腿倾斜角度范围进入预设第六大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从所述预设第二髋关节角度范围进入预设第三髋关节角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将站起状态转换至站起过程状态。
可选地，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站起过程状态与站立状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第六膝关节角度范围进入所述第一膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第六大腿倾斜角度范围进入所述预设第一大腿倾斜角度，则减小辅助参数，以辅助用户从所述站起过程状态转换至所述站立状态。
可选地，所述在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态的步骤之前，还包括：
基于用户所穿戴的康复穿戴设备中的预设传感器获取所述肢体角度数据。
可选地，所述辅助力参数的变化速度不超出预设速度阈值。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种动作状态转换装置，所述动作状态转换装置包括：
动作状态确定模块，用于在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
肢体角度判断模块，用于判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
动作状态转换模块，用于若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种动作状态转换设备，所述动作状态转换装置包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的动作状态转换程序，所述动作状态转换程序被所述处理器执行时实现如上述的动作状态转换方法的步骤。
此外，为实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有动作状态转换程序，所述动作状态转换程序被处理器执行时实现如上述的动作状态转换方法的步骤。
本发明提供一种动作状态转换方法、装置、设备及计算机可读存储介质。所述动作状态转换方法通过在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。通过上述方式，本发明通过科学预设人体在特定动作时肢体的规范角度变化范围，为判定用户当前动作是否规范提供了科学依据；通过将用户当前的肢体角度数据与预设的肢体角度数据进行对比，并当前用户实际的肢体角度数据在进入预设肢体角度范围内时，辅助用户进行动作状态变换，尤其可是坐立不便的患者规范地进行坐立等动作的转换，能避免患者进行错误的动作对身体造成的不良影响，有利于后续的康复，从而解决了现有的医疗辅助设备对患者的辅助效果不佳的技术问题。
附图说明
图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的设备结构示意图；
图2为本发明动作状态转换方法第一实施例的流程示意图；
图3为坐站过程各状态示意图；
图4为肢体角度示意图；
图5为各动作状态切换的流程示意图；
图6为本发明装置一实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，图1是本发明实施例方案涉及的硬件运行环境的终端结构示意图。
本发明实施例终端可以是PC，也可以是智能手机、平板电脑、电子书阅读器、MP3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、MP4(Moving Picture Experts Group Audio Layer IV，动态影像专家压缩标准音频层面3)播放器、便携计算机等具有显示功能的可移动式终端设备。
如图1所示，该终端可以包括：处理器1001，例如CPU，通信总线1002，用户接口1003，网络接口1004，存储器1005。其中，通信总线1002用于实现这些组件之间的连接通信。用户接口1003可以包括显示屏(Display)、输入单元比如键盘(Keyboard)，可选的用户接口1003还可以包括标准的有线接口、无线接口。网络接口1004可选的可以包括标准的有线接口、无线接口(如WI-FI接口)。存储器1005可以是高速RAM存储器，也可以是稳定的存储器(non-volatile memory)，例如磁盘存储器。存储器1005可选的还可以是独立于前述处理器1001的存储设备。
可选地，终端还可以包括摄像头、RF(Radio Frequency，射频)电路，传感器、音频电路、WiFi模块等等。其中，传感器比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器可包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示屏的亮度，接近传感器可在移动终端移动到耳边时，关闭显示屏和/或背光。作为运动传感器的一种，重力加速度传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别移动终端姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；当然，移动终端还可配置陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。
本领域技术人员可以理解，图1中示出的终端结构并不构成对终端的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
如图1所示，作为一种计算机存储介质的存储器1005中可以包括操作系统、网络通信模块、用户接口模块以及动作状态转换程序。
在图1所示的终端中，网络接口1004主要用于连接后台服务器，与后台服务器进行数据通信；用户接口1003主要用于连接客户端(用户端)，与客户端进行数据通信；而处理器1001可以用于调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，并执行以下操作：
在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
所述肢体角度数据包括：膝关节角度数据、髋关节角度数据、踝关节角度数据，上半身躯体倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据与大腿倾斜角度数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站立状态与坐下过程状态时，若所述膝关节角度数据从预设第一膝关节角度范围进入预设第二膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从预设第一大腿倾斜角度范围进入预设第二大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从站立状态转换至坐下过程状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与即将坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第二膝关节角度范围进入预设第三膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第二大腿倾斜角度范围进入预设第三大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐下过程状态转换至即将坐稳状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第三膝关节角度范围进入预设第四膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第三大腿倾斜角度范围进入预设第四大腿倾斜角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将坐稳状态转换至坐稳状态。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐稳状态与即将站起状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第四膝关节角度范围进入预设第五膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第四大腿倾斜角度范围进入预设第五大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从预设第一髋关节角度范围进入预设第二髋关节角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐稳状态转换至即将站起状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为即将站起状态与站起过程状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第五膝关节角度范围进入预设第六膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第五大腿倾斜角度范围进入预设第六大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从所述预设第二髋关节角度范围进入预设第三髋关节角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将站起状态转换至站起过程状态。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站起过程状态与站立状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第六膝关节角度范围进入所述第一膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第六大腿倾斜角度范围进入所述预设第一大腿倾斜角度，则减小辅助参数，以辅助用户从所述站起过程状态转换至所述站立状态。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
基于用户所穿戴的康复穿戴设备中的预设传感器获取所述肢体角度数据。
进一步地，处理器1001可以调用存储器1005中存储的动作状态转换程序，还执行以下操作：
所述辅助力参数的变化速度不超出预设速度阈值。
基于上述硬件结构，提出本发明动作状态转换方法的各个实施例。
参照图2，图2为动作状态转换方法第一实施例的流程示意图。
本发明第一实施例提供一种动作状态转换方法，所述动作状态转换方法包括以下步骤：
传统的康复治疗中，患者的康复治疗主要依赖于康复医师提供的物理性疗法，对于康复训练的结果取决于康复医师的主观判断；而借助康复器械的治疗方式，由于数据采集的局限性，也难以为患者带来良好的康复效果，从而导致了现有的医疗康复手段对患者的辅助效果不佳的技术问题。为解决上述问题，本发明提供一种动作状态转换方法，即通过科学预设人体在特定动作时肢体的规范角度变化范围，为判定用户当前动作是否规范提供了科学依据；通过将用户当前的肢体角度数据与预设的肢体角度数据进行对比，并当前用户实际的肢体角度数据在进入预设肢体角度范围内时，辅助用户进行动作状态变换，尤其是坐立不便的患者规范地进行坐立等动作的转换，能避免患者进行错误的动作对身体造成的不良影响，有利于后续的康复，从而解决了现有的医疗辅助设备对患者的辅助效果不佳的技术问题。所述动作状态转换方法应用于装有动作状态转换程序的医疗穿戴设备，如外骨骼机器人，该外骨骼机器人可穿戴于用户患病侧腿部。
步骤S10，在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
其中，预设第一角度范围为根据规范动作所对应的肢体角度而科学设定的肢体角度范围，可根据实际情况灵活设定，本实施例对此不做限定。第一动作状态为预设第一角度范围所对应的人体的动作状态。肢体角度可为膝关节角度、髋关节角度、大腿倾斜角度、小腿倾斜角度，踝关节角度，上半身躯体倾斜角度等。
在本实施例中，本发明所针对的用户群体通常为坐立行动不便，借助医疗辅助设备进行康复训练的患者。患者可通过医疗穿戴设备进行康复训练。患者穿戴上医疗穿戴设备后，设备中的传感器可实时检测到患者的肢体角度数据，并将患者的实时肢体角度数据与预设的规范肢体角度范围进行匹配。确定出患者当前所处的动作状态。具体地，患者穿戴上装有可检测到人体膝关节、髋关节与大腿倾斜角度的传感器的外骨骼机器人，进行坐立动作的康复训练。根据科学运动原理可将坐立过程分为六个状态：如图3所示，从左至右依次为站立状态、坐下过程状态、即将坐稳状态、坐稳状态、即将站起状态与站起过程状态，并再次回到最初的站立状态，且预设每一状态所对应的膝关节、髋关节与大腿的角度范围。如图4所示，设定膝关节角度为大腿与小腿之间的夹角β，髋关节角度为大腿与上身之间的夹角γ，大腿角度为大腿与水平面之间的夹角α。需要说明的是，在实际情况中使用膝关节角度数据、髋关节角度数据、大腿倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据、踝关节角度数据、上半身躯体倾斜角度数据中的一种或者几种的组合，也能实现对上述六个状态的判断。第一角度范围可为站立状态、坐下过程状态、即将坐稳状态、坐稳状态、即将站起状态与站起过程状态这六个状态中任一状态所对应的膝关节、髋关节与大腿的角度范围，而第一动作状态则为第一角度范围对应的六种状态中的某一状态。
步骤S20，判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
在本实施例中，医疗穿戴设备实时确定患者当前所处的第一动作状态，并在检测到患者的肢体倾斜角度发生变化时，判断患者当前的肢体角度是否由第一动作状态所对应的第一角度范围进入下一动作状态所对应的第二角度范围。具体地，若第一动作状态为坐稳状态，第一角度范围为坐稳状态所对应的膝关节角度范围、髋关节角度范围与大腿角度范围，第二角度范围为即将站起过程所对应的膝关节角度范围、髋关节角度范围与大腿角度范围。外骨骼机器人检测到患者由坐稳状态进行动作变换，根据实时检测到的患者的实际膝关节、髋关节与大腿角度视距，判断患者是否进入站起过程状态。
步骤S30，若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
在本实施例中，医疗穿戴设备若判定患者实际的肢体角度数据从预设的第一角度范围进入第二角度范围，也即是患者当前从第一动作状态进入第二动作状态时，外骨骼机器人调整需要向患者施加的辅助力参数，以辅助患者顺利进行动作状态的切换。若设备检测到患者实际的肢体角度数据不符合预设的第二角度范围，则可输出动作不规范的提示信息，并禁止患者进入下一动作状态，以避免患者因不规范动作而对身体造成的损伤。具体地，假设患者所穿戴的外骨骼机器人根据实时检测到的肢体数据判定患者当前从即将站起状态进入站起过程状态，则增大对患者所施加的辅助力的大小，以辅助患者维持即将站起的状态，为转换至站立状态做准备。
本发明提供一种动作状态转换方法。所述动作状态转换方法通过在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。通过上述方式，本发明通过科学预设人体在特定动作时肢体的规范角度变化范围，为判定用户当前动作是否规范提供了科学依据；通过将用户当前的肢体角度数据与预设的肢体角度数据进行对比，并当前用户实际的肢体角度数据在进入预设肢体角度范围内时，辅助用户进行动作状态变换，尤其可是坐立不便的患者规范地进行坐立等动作的转换，能避免患者进行错误的动作对身体造成的不良影响，有利于后续的康复，从而解决了现有的医疗辅助设备对患者的辅助效果不佳的技术问题。
进一步地，图中未示的，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明动作状态转换方法的第二实施例。在本实施例中，本发明动作状态转换方法还包括：
步骤a，肢体角度数据包括：膝关节角度数据、髋关节角度数据、踝关节角度数据，上半身躯体倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据与大腿倾斜角度数据。
在本实施例中，上述肢体角度数据可包括膝关节角度数据、髋关节角度数据、踝关节角度数据，上半身躯体倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据与大腿倾斜角度数据。其中，膝关节角度数据为大腿与小腿之间的夹角；髋关节角度数据为大腿与上身之间的夹角；踝关节角度数据为小腿与水平面之间的夹角；上半身躯体倾斜角度数据为上半身躯体与竖直平面之间的夹角；小腿倾斜角度为小腿与竖直平面之间的夹角；大腿倾斜角度为大腿与水平面之间的夹角。
进一步地，在本实施例中，步骤S30包括：
步骤b，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站立状态与坐下过程状态时，若所述膝关节角度数据从预设第一膝关节角度范围进入预设第二膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从预设第一大腿倾斜角度范围进入预设第二大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从站立状态转换至坐下过程状态；
其中，预设第一膝关节角度范围为规范的站立状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围，预设第一大腿倾斜角度范围为规范的站立状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围；预设第二膝关节角度范围为规范的坐下过程状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围，预设第二大腿倾斜角度范围为规范的坐下过程状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第一膝关节角度范围进入预设第二膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从第一大腿倾斜角度范围进入第二大腿倾斜角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从站立状态进入坐下过程状态，则增大当前医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第一膝关节角度范围未进入预设第二膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第一大腿倾斜角度范围未进入第二大腿倾斜角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第一膝关节角度范围为[170 -180]，预设第二膝关节角度范围为[140 -170°)，预设第一大腿倾斜角度范围为[60 -90]，预设第二大腿倾斜角度范围为[40 -60°)。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从174°减小到165°，且实际的大腿倾斜角度数据从69°减小到58°，则判定患者从站立状态转换至坐下过程状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从174°减小到165°，但实际的大腿倾斜角度数据从70°减小到63°，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
步骤c，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与即将坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第二膝关节角度范围进入预设第三膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第二大腿倾斜角度范围进入预设第三大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐下过程状态转换至即将坐稳状态；
其中，预设第三膝关节角度范围为规范的即将坐稳状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围；预设第三大腿倾斜角度范围为规范的即将坐稳状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第二膝关节角度范围进入预设第三膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从预设的第二大腿倾斜角度范围进入第三大腿倾斜角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从坐下过程状态进入即将坐稳状态，则增大医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第二膝关节角度范围未进入第三膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第二大腿倾斜角度范围未进入第三大腿倾斜角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第三膝关节角度范围为[100 -140°),预设第三大腿倾斜角度范围为[20 -40°)。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从146°减小到135°，且实际的大腿倾斜角度数据从50°减小到38°，则判定患者从坐下过程状态转换至即将坐稳状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从146°减小到135°，但实际的大腿倾斜角度数据从58°减小到45°，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
步骤d，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第三膝关节角度范围进入预设第四膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第三大腿倾斜角度范围进入预设第四大腿倾斜角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将坐稳状态转换至坐稳状态。
其中，预设第四膝关节角度范围为规范的坐稳状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围；预设第四大腿倾斜角度范围为规范的坐稳状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第三膝关节角度范围进入预设第四膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从第三大腿倾斜角度范围进入第四大腿倾斜角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从即将坐稳状态进入坐稳状态，则减小医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第三膝关节角度范围未进入第四膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第三大腿倾斜角度范围未进入第四大腿倾斜角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第四膝关节角度范围为[90 -100°),预设第四大腿倾斜角度范围为[0 -20°)。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从109°减小到99°，且实际的大腿倾斜角度数据从32°减小到19°，则判定患者从即将坐稳状态转换至坐稳状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从109°减小到99°，但实际的大腿倾斜角度数据从34°减小到21°，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
进一步地，在本实施例中，步骤S30包括：
步骤e，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐稳状态与即将站起状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第四膝关节角度范围进入预设第五膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第四大腿倾斜角度范围进入预设第五大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从预设第一髋关节角度范围进入预设第二髋关节角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐稳状态转换至即将站起状态；
其中，预设第五膝关节角度范围为规范的即将站起状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围；预设第五大腿倾斜角度范围为规范的即将站起状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围。预设第一髋关节角度范围为坐稳状态所对应的大腿与上身之间的夹角，预设第二髋关节角度范围为即将站起状态所对应的大腿与上身之间的夹角。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第四膝关节角度范围进入预设第五膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从第四大腿倾斜角度范围进入第五大腿倾斜角度范围，且实际的髋关节角度数据从第一髋关节角度范围进入第二髋关节角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从坐稳状态进入即将站起状态，则增大医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第四膝关节角度范围未进入第五膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第四大腿倾斜角度范围未进入第五大腿倾斜角度范围，或是实际的髋关节角度从第一髋关节角度范围未进入第二髋关节角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第五膝关节角度范围为[100 -140°)，预设第五大腿倾斜角度范围为[20 -40°)，预设第一髋关节角度范围为[90 -110°)，预设第二髋关节角度范围为[110 -140°)。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从95°增加到104°，且实际的大腿倾斜角度数据从16°增加到27°，且实际的髋关节角度数据从94°增加到110°，则判定患者从坐稳状态转换至即将站起状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从95°增加到104°，实际的大腿倾斜角度数据从16°增加到27°，但实际的髋关节角度数据从90°增加到109度，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
步骤f，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为即将站起状态与站起过程状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第五膝关节角度范围进入预设第六膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第五大腿倾斜角度范围进入预设第六大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从所述预设第二髋关节角度范围进入预设第三髋关节角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将站起状态转换至站起过程状态。
其中，预设第六膝关节角度范围为规范的站起过程状态所对应的大腿与小腿之间的夹角范围；预设第六大腿倾斜角度范围为规范的站起过程状态所对应的大腿与水平面之间的夹角范围。预设第三髋关节角度范围为站起过程状态所对应的大腿与上身之间的夹角。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第五膝关节角度范围进入预设第六膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从第五大腿倾斜角度范围进入第六大腿倾斜角度范围，且实际的髋关节角度数据从第二髋关节角度范围进入第三髋关节角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从即将站起状态进入站起过程状态，则减小医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第五膝关节角度范围未进入第六膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第五大腿倾斜角度范围未进入第六大腿倾斜角度范围，或是实际的髋关节角度从第二髋关节角度范围未进入第三髋关节角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第六膝关节角度范围为[140 -170°)，预设第六大腿倾斜角度范围为[40 -60°)，预设第三髋关节角度范围为[140 -170°)。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从134°增加到146°，且实际的大腿倾斜角度数据从35°增加到47°，且实际的髋关节角度数据从136°增加到149°，则判定患者从即将站起状态转换至站起过程状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从134°增加到146°，实际的大腿倾斜角度数据从35°增加到47°，但实际的髋关节角度数据从129°增加到139度，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
进一步地，在本实施例中，步骤S30包括：
步骤g，在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站起过程状态与站立状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第六膝关节角度范围进入所述第一膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第六大腿倾斜角度范围进入所述预设第一大腿倾斜角度，则减小辅助参数，以辅助用户从所述站起过程状态转换至所述站立状态。
在本实施例中，若医疗穿戴设备判定患者实际的膝关节角度数据从预设的第六膝关节角度范围进入上述预设第一膝关节角度范围，且实际的大腿倾斜角度数据从第六大腿倾斜角度范围进入上述第一大腿倾斜角度范围，如图5所示，也即是判定患者当前从站起过程状态进入站立状态，则减小医疗穿戴设备对患者腿部施加的辅助力，患者可借助设备所施加的辅助力规范进行动作变换。若医疗穿戴设备检测到患者实际的膝关节数据从第六膝关节角度范围未进入第一膝关节角度范围，或是实际的大腿倾斜角度数据从第六大腿倾斜角度范围未进入第一大腿倾斜角度范围，则停止向患者施加辅助力。具体地，若预设第六膝关节角度范围为[140 -170°)，预设第六大腿倾斜角度范围为[40 -60°)，预设第一膝关节角度范围为[170 -180]，预设第一大腿倾斜角度范围为[60 -90]。若患者所穿戴的外骨骼机器人检测到患者实际的膝关节角度数据从164°增加到172°，且实际的大腿倾斜角度数据从58°增加69°，则判定患者从即将站起状态转换至站起过程状态；若检测到患者实际的膝关节倾斜角度数据从164°增加到172°，但实际的大腿倾斜角度数据从49°增加到58°，则判定患者当前动作不规范，向患者输出错误提示信息，并停止向患者施加辅助力。
本发明提供一种动作状态转换方法。所述动作状态转换方法进一步通过获取人体的膝关节、髋关节与大腿的角度数据，并设定站立状态、坐下过程状态、即将坐稳状态、坐稳状态、即将站起状态与站起过程状态以及各状态所对应的肢体角度范围，以提供各状态规范的肢体角度标准，并在患者的肢体角度数据进入各状态对应的范围时，调整辅助力参数，使得患者能够规范地进行动作，利于后续的康复。
进一步地，图中未示的，基于上述图2所示的第一实施例，提出本发明动作状态转换方法的第三实施例。在本实施例中，步骤S10之前还包括：
步骤h，基于用户所穿戴的康复穿戴设备中的预设传感器获取所述肢体角度数据。
在本实施例中，上述医疗穿戴设备为外骨骼机器人，且外骨骼机器人中设有可检测到人体各肢体角度的传感器。外骨骼机器人通过传感器实时检测用户的肢体角度数据。
进一步地，本发明动作状态转换方法还包括：
步骤i，所述辅助力参数的变化速度不超出预设速度阈值。
其中，预设速度阈值为可根据实际情况灵活设定，本实施例对此不做具体限定，但数值不宜过大，以达到平缓变化的效果。
在本实施例中，外骨骼机器人向用户所施加的辅助力变化为平稳变化过程，以保证穿戴者的舒适感，安全性，以及保护自身的稳定性。
本发明提供一种动作状态转换方法。所述动作状态转换方法进一步通过外骨骼机器人中的传感器获取人体的肢体角度数据，使得能够实时获取到目标部位的角度数据，进而准确地确定出当前所处的动作状态；通过为辅助力设置阈值，使得辅助力能够平稳变化，提高了穿戴者的舒适感，安全性，以及保护自身的稳定性。
本发明还提供一种动作状态转换装置，所述动作状态转换装置包括：
动作状态确定模块，用于在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
肢体角度判断模块，用于判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
动作状态转换模块，用于若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
本发明还提供一种动作状态转换设备。
所述动作状态转换设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的动作状态转换程序，其中所述动作状态转换程序被所述处理器执行时，实现如上所述的动作状态转换方法的步骤。
其中，所述动作状态转换程序被执行时所实现的方法可参照本发明动作状态转换方法的各个实施例，此处不再赘述。
本发明还提供一种计算机可读存储介质。
本发明计算机可读存储介质上存储有动作状态转换程序，所述动作状态转换程序被处理器执行时实现如上所述的动作状态转换方法的步骤。
其中，所述动作状态转换程序被执行时所实现的方法可参照本发明动作状态转换方法各个实施例，此处不再赘述。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者系统中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上所述的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种动作状态转换方法，其特征在于，所述动作状态转换方法包括：
在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
2.如权利要求1所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述肢体角度数据包括：膝关节角度数据、髋关节角度数据、踝关节角度数据，上半身躯体倾斜角度数据、小腿倾斜角度数据与大腿倾斜角度数据。
3.如权利要求2所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站立状态与坐下过程状态时，若所述膝关节角度数据从预设第一膝关节角度范围进入预设第二膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从预设第一大腿倾斜角度范围进入预设第二大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从站立状态转换至坐下过程状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与即将坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第二膝关节角度范围进入预设第三膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第二大腿倾斜角度范围进入预设第三大腿倾斜角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐下过程状态转换至即将坐稳状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐下过程状态与坐稳状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第三膝关节角度范围进入预设第四膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第三大腿倾斜角度范围进入预设第四大腿倾斜角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将坐稳状态转换至坐稳状态。
4.如权利要3所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为坐稳状态与即将站起状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第四膝关节角度范围进入预设第五膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第四大腿倾斜角度范围进入预设第五大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从预设第一髋关节角度范围进入预设第二髋关节角度范围，则增大辅助力参数，以辅助用户从所述坐稳状态转换至即将站起状态；
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为即将站起状态与站起过程状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第五膝关节角度范围进入预设第六膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第五大腿倾斜角度范围进入预设第六大腿倾斜角度范围，且所述髋关节角度数据从所述预设第二髋关节角度范围进入预设第三髋关节角度范围，则减小辅助力参数，以辅助用户从所述即将站起状态转换至站起过程状态。
5.如权利要求4所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态的步骤包括：
在所述第一动作状态与第二动作状态分别为站起过程状态与站立状态时，若所述膝关节角度数据从所述预设第六膝关节角度范围进入所述第一膝关节角度范围，且所述大腿倾斜角度数据从所述预设第六大腿倾斜角度范围进入所述预设第一大腿倾斜角度，则减小辅助参数，以辅助用户从所述站起过程状态转换至所述站立状态。
6.如权利要求1所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态的步骤之前，还包括：
基于用户所穿戴的康复穿戴设备中的预设传感器获取所述肢体角度数据。
7.如权利要求1所述的动作状态转换方法，其特征在于，所述辅助力参数的变化速度不超出预设速度阈值。
8.一种动作状态转换装置，其特征在于，所述动作状态转换装置包括：
动作状态确定模块，用于在确定当前所获取的用户的肢体角度数据处于预设第一角度范围时，确定用户当前处于第一动作状态；
肢体角度判断模块，用于判断所述肢体角度数据是否从所述预设第一角度范围进入第二动作状态对应的预设第二角度范围，其中，所述第二动作状态为所述第一动作状态相邻的动作状态；
动作状态转换模块，用于若所述肢体角度数据从所述预设第一角度范围进入预设第二角度范围，则调整辅助力参数，以辅助用户从所述第一动作状态转换至所述第二动作状态。
9.一种动作状态转换设备，其特征在于，所述动作状态转换设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的动作状态转换程序，所述动作状态转换程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的动作状态转换方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有动作状态转换程序，所述动作状态转换程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的动作状态转换方法的步骤。
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