CN111702764A - 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 - Google Patents
外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111702764A CN111702764A CN202010600127.2A CN202010600127A CN111702764A CN 111702764 A CN111702764 A CN 111702764A CN 202010600127 A CN202010600127 A CN 202010600127A CN 111702764 A CN111702764 A CN 111702764A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- angle
- rectus femoris
- exoskeleton robot
- bent
- electromyographic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1656—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators
- B25J9/1664—Programme controls characterised by programming, planning systems for manipulators characterised by motion, path, trajectory planning
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/0006—Exoskeletons, i.e. resembling a human figure
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/16—Programme controls
- B25J9/1602—Programme controls characterised by the control system, structure, architecture
Abstract
本发明实施例涉及一种骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质，所述方法包括：检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，通过肌电信号的动作超前性，来预测肌电信号对应动作意图，辅助用户完成下肢动作，提升用户体验。
Description
技术领域
本发明实施例涉及机器人领域，尤其涉及一种外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质。
背景技术
随着科技的发展，外骨骼机器人在近几十年得到突飞猛进的发展，外骨骼机器人的独特之处在于，其工作空间与人体高度重合，机器人本体需要与人体高度协同。当外骨骼机器人的运行速度或轨迹与人体意图出现偏差时，极易阻碍人体的正常活动甚至造成伤害。基于运动意图感知的人机交互技术对外骨骼机器人的使用有着及其重要的影响，
相关技术中，外骨骼机器人意图识别通常采用多种类型传感器感知运动意图，如，通过陀螺仪测量人体的背部倾斜角度以及重心位置，压力传感器用于测量外骨骼足底的法向压力，足底压为开关用于检测步态相位，角度传感器测量外骨骼装置下肢的髓关节、膝关节以踝关节的角度，多种类型传感器测得的多个物理量被传送至控制器实时分析处理，进而通过人体下肢步态和外骨骼机器人之间的相互作用力来感知运动意图。
然而，仅感知外骨骼本身各关节部件间的物理量进行运动意图识别，不能根据人体自身意愿进行控制，且传感器数据量分析有一定的延迟，用户的体验较差。
发明内容
鉴于此，为解决上述技术问题或部分技术问题，本发明实施例提供一种外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质。
第一方面，本发明实施例提供一种外骨骼机器人控制方法，包括：
检测股直肌是否产生动作电位；
若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；
基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；
基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号，包括：
通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在一个可能的实施方式中，所述基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度，包括：
基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；
基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
在一个可能的实施方式中，在所述检测股直肌是否产生动作电位之前，还包括：
基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度；
所述基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，包括：
基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令；
基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述预设公式为：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
第二方面，本发明实施例提供一种外骨骼机器人控制装置，包括：
检测模块，用于检测股直肌是否产生动作电位；
获取模块，用于若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；
确定模块，用于基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；
控制模块，用于基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述获取模块，具体用于通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在一个可能的实施方式中，所述确定模块，具体用于基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
第三方面，本发明实施例提供一种外骨骼机器人，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的外骨骼机器人控制程序，以实现上述第一方面中任一项所述的外骨骼机器人控制方法。
第四方面，本发明实施例提供一种存储介质，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现第一方面中任一项所述的外骨骼机器人控制方法。
本发明实施例提供的外骨骼机器人控制方案，通过检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，通过肌电信号的动作超前性，来预测肌电信号对应动作意图，辅助用户完成下肢动作，提升用户体验。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种外骨骼机器人控制方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的另一种外骨骼机器人控制方法的流程示意图；
图3为本发明实施例提供的一种外骨骼机器人控制装置的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种的外骨骼机器人的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例做进一步的解释说明，实施例并不构成对本发明实施例的限定。
图1为本发明实施例提供的一种外骨骼机器人控制方法的流程示意图，如图1所示，该方法具体包括：
S11、检测股直肌是否产生动作电位。
本发明实施例提供的外骨骼机器人控制方法，应用于外骨骼机器人，尤其是下肢外骨骼机器人，用户通过穿戴下肢外骨骼机器人可辅助用户运动，在用户在动作之前通常会先产生肌电信号，本实施例基于肌电信号的动作超前性，来识别用户的动作意图，以此来控制外骨骼机器人的运动。
进一步地，通过传感器检测用户下肢股直肌是否产生动作电位，若传感器检测到下肢股直肌产生动作电位，则确定用户将要发生一定的动作。
S12、若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号。
在本实施例中，若传感器检测到股直肌上产生动作电位，此时传感器获取股直肌在预设时间段内的股直肌所产生的肌电信号，该预设时间段可以从股直肌产生动作电位开始的某一时间段，预设时间段的范围可以是：200ms-400ms。
S13、基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度。
在本实施例中，下肢的动作会导致髋关节弯曲角度的变化，因此，通过预设时间段内肌电信号对用户动作意图进行识别，预测股直肌产生的肌电信号对应的动作所产生髋关节弯曲角度的变化，得到下肢动作对应的髋关节的待弯曲角度。
S14、基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在本实施例中，根据髋关节的待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，以带动用户的下肢发生动作，使用户的髋关节发生待弯曲角度的变化，达到用户的动作意图。
本发明实施例提供的外骨骼机器人控制方法，通过检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，通过肌电信号的动作超前性，来预测肌电信号对应动作意图，辅助用户完成下肢动作，提升用户体验。
图2为本发明实施例提供的另一种外骨骼机器人控制方法的流程示意图，如图2所示，该方法具体包括：
S21、基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度。
本实施例中，用户将表面肌电传感器佩戴于用户左右腿的股直肌上，再穿戴好下肢骨骼机器人，下肢骨骼机器人开机启动后，由下肢骨骼机器人检测用户的当前状态(例如，坐、站等)，下肢外骨骼机器人根据用户的当前状态确定髋关节对应的参考弯曲角度，该参考弯曲角度可用于下肢外骨骼机器人调整自身状态以适应用户的当前状态。
S22、检测股直肌是否产生动作电位。
通过设置于左右腿的股直肌的表面肌电传感器来检测用户的股直肌是否产生动作电位。
S23、若所述股直肌产生动作电位，则通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在本实施例中，若表面肌电传感器检测到股直肌上产生动作电位，此时表面肌电传感器获取股直肌在预设时间段内的股直肌所产生的肌电信号，该预设时间段可以从股直肌产生动作电位开始的某一时间段，预设时间段的范围可以是：200ms-400ms。
S24、基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值。
S25、基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
在本发明实施例中，假设肌电信号与髋关节成线性关系，具体包括：
y＝B+Ax
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，A、B为系数，sEMG(t)为肌电信号，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段。
由上述二式可得：
其中，n为肌电信号样本点数量。
令，
β＝B可得髋关节的待弯曲角度的计算公式：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
在本发明实施例的一可选方案中，可获取直肌从产生动作电位时刻后300ms(Δt)内的肌电信号。
基于上述髋关节的待弯曲角度可确定预设时间段内的肌电信号对应髋关节的待弯曲角度。
在本发明实施例的一可选方案中，若股直肌所产生的肌电信号的时间未达到预设时间段，则确定用户为下意识的下肢动作，不存在真实的动作意图，因此，采用下肢骨骼机器人上的其它传感器(如，陀螺仪、压力传感器等)对用户的状态进行采集，进而进行控制。
需要说明的是：除上述公式外，还可以采用其它形式的公式计算肌电积分值，亦或借助其它软件实现获取肌电积分值。
S26、基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令。
S27、基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
外骨骼机器人根据初始时的参考弯曲角度和肌电信号对应髋关节的待弯曲角度生成外骨骼机器人的控制指令，该控制指令可以是外骨骼机器人驱动多个部件运动的控制指令，通过该控制指令驱动外骨骼机器人多个部件进行运动，以带动用户的下肢发生动作，使用户的髋关节发生待弯曲角度的变化，达到用户的动作意图。
本发明实施例提供的外骨骼机器人控制方法，通过检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，通过肌电信号的动作超前性，来预测肌电信号对应动作意图，辅助用户完成下肢动作，提升用户体验。
图3为本发明实施例提供的一种外骨骼机器人控制装置的结构示意图，如图3所示，该装置具体包括：
检测模块31，用于检测股直肌是否产生动作电位；
获取模块32，用于若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；
确定模块33，用于基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；
控制模块34，用于基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述获取模块32，具体用于通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在一个可能的实施方式中，所述确定模块33，具体用于基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
在一个可能的实施方式中，所示确定模块33，还用于基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度；
所述控制模块34，具体用于基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令；基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述预设公式为：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
本实施例提供的外骨骼机器人控制装置可以是如图3中所示的外骨骼机器人控制装置，可执行如图1-2中外骨骼机器人控制方法的所有步骤，进而实现图1-2所示外骨骼机器人控制方法的技术效果，具体请参照图1-2相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
图4为本发明实施例提供的一种的外骨骼机器人的结构示意图，图4所示的外骨骼机器人400包括：至少一个处理器401、存储器402、至少一个网络接口404和其他用户接口403。外骨骼机器人400中的各个组件通过总线系统405耦合在一起。可理解，总线系统405用于实现这些组件之间的连接通信。总线系统405除包括数据总线之外，还包括电源总线、控制总线和状态信号总线。但是为了清楚说明起见，在图4中将各种总线都标为总线系统405。
其中，用户接口403可以包括显示器、键盘或者点击设备(例如，鼠标，轨迹球(trackball)、触感板或者触摸屏等。
可以理解，本发明实施例中的存储器402可以是易失性存储器或非易失性存储器，或可包括易失性和非易失性存储器两者。其中，非易失性存储器可以是只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、可编程只读存储器(Programmable ROM，PROM)、可擦除可编程只读存储器(Erasable PROM，EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(Electrically EPROM，EEPROM)或闪存。易失性存储器可以是随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，其用作外部高速缓存。通过示例性但不是限制性说明，许多形式的RAM可用，例如静态随机存取存储器(Static RAM，SRAM)、动态随机存取存储器(Dynamic RAM，DRAM)、同步动态随机存取存储器(Synchronous DRAM，SDRAM)、双倍数据速率同步动态随机存取存储器(Double Data RateSDRAM，DDRSDRAM)、增强型同步动态随机存取存储器(Enhanced SDRAM，ESDRAM)、同步连接动态随机存取存储器(Synch link DRAM，SLDRAM)和直接内存总线随机存取存储器(DirectRambus RAM，DRRAM)。本文描述的存储器402旨在包括但不限于这些和任意其它适合类型的存储器。
在一些实施方式中，存储器402存储了如下的元素，可执行单元或者数据结构，或者他们的子集，或者他们的扩展集：操作系统4021和应用程序4022。
其中，操作系统4021，包含各种系统程序，例如框架层、核心库层、驱动层等，用于实现各种基础业务以及处理基于硬件的任务。应用程序4022，包含各种应用程序，例如媒体播放器(Media Player)、浏览器(Browser)等，用于实现各种应用业务。实现本发明实施例方法的程序可以包含在应用程序4022中。
在本发明实施例中，通过调用存储器402存储的程序或指令，具体的，可以是应用程序4022中存储的程序或指令，处理器401用于执行各方法实施例所提供的方法步骤，例如包括：
检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在一个可能的实施方式中，基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
在一个可能的实施方式中，基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度；基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令；基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述预设公式为：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
上述本发明实施例揭示的方法可以应用于处理器401中，或者由处理器401实现。处理器401可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器401中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器401可以是通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(FieldProgrammable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件单元组合执行完成。软件单元可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器402，处理器401读取存储器402中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
可以理解的是，本文描述的这些实施例可以用硬件、软件、固件、中间件、微码或其组合来实现。对于硬件实现，处理单元可以实现在一个或多个专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuits，ASIC)、数字信号处理器(Digital Signal Processing，DSP)、数字信号处理设备(DSPDevice，DSPD)、可编程逻辑设备(Programmable LogicDevice，PLD)、现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)、通用处理器、控制器、微控制器、微处理器、用于执行本申请所述功能的其它电子单元或其组合中。
对于软件实现，可通过执行本文所述功能的单元来实现本文所述的技术。软件代码可存储在存储器中并通过处理器执行。存储器可以在处理器中或在处理器外部实现。
本实施例提供的外骨骼机器人可以是如图4中所示的外骨骼机器人，可执行如图1-2中外骨骼机器人控制方法的所有步骤，进而实现图1-2所示外骨骼机器人控制方法的技术效果，具体请参照图1-2相关描述，为简洁描述，在此不作赘述。
本发明实施例还提供了一种存储介质(计算机可读存储介质)。这里的存储介质存储有一个或者多个程序。其中，存储介质可以包括易失性存储器，例如随机存取存储器；存储器也可以包括非易失性存储器，例如只读存储器、快闪存储器、硬盘或固态硬盘；存储器还可以包括上述种类的存储器的组合。
当存储介质中一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现上述在外骨骼机器人控制设备侧执行的外骨骼机器人控制方法。
所述处理器用于执行存储器中存储的外骨骼机器人控制程序，以实现以下在外骨骼机器人控制设备侧执行的外骨骼机器人控制方法的步骤：
检测股直肌是否产生动作电位；若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
在一个可能的实施方式中，基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
在一个可能的实施方式中，基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度；基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令；基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
在一个可能的实施方式中，所述预设公式为：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
专业人员应该还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种外骨骼机器人控制方法，其特征在于，包括：
检测股直肌是否产生动作电位；
若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；
基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；
基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号，包括：
通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度，包括：
基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；
基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述检测股直肌是否产生动作电位之前，还包括：
基于用户当前状态，确定所述髋关节对应的参考弯曲角度；
所述基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动，包括：
基于所述待弯曲角度和所述参考弯曲角度确定所述外骨骼机器人的控制指令；
基于所述控制指令控制所述外骨骼机器人的外骨骼的运动。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述预设公式为：
其中，r为所述髋关节的待弯曲角度，α、β为常数，T为股直肌产生动作电位的时刻，Δt为预设时间段，sEMG(t)为肌电信号。
6.一种外骨骼机器人控制装置，其特征在于，包括：
检测模块，用于检测股直肌是否产生动作电位；
获取模块，用于若所述股直肌产生动作电位，则获取所述股直肌在预设时间段内的肌电信号；
确定模块，用于基于所述肌电信号确定髋关节的待弯曲角度；
控制模块，用于基于所述待弯曲角度控制外骨骼机器人的外骨骼的运动。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块，具体用于通过设置于用户股直肌上的肌电传感器获取所述股直肌从产生动作电位时刻后预设时间段内的肌电信号。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述确定模块，具体用于基于所述预设时间段内的所述肌电信号确定对应的肌电积分值；基于预设公式确定所述肌电积分值对应所述髋关节的待弯曲角度。
9.一种外骨骼机器人，其特征在于，包括：处理器和存储器，所述处理器用于执行所述存储器中存储的外骨骼机器人控制程序，以实现权利要求1～5中任一项所述的外骨骼机器人控制方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质存储有一个或者多个程序，所述一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行，以实现权利要求1～5中任一项所述的外骨骼机器人控制方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010600127.2A CN111702764B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010600127.2A CN111702764B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111702764A true CN111702764A (zh) | 2020-09-25 |
| CN111702764B CN111702764B (zh) | 2022-04-12 |
Family
ID=72544244
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010600127.2A Active CN111702764B (zh) | 2020-06-28 | 2020-06-28 | 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111702764B (zh) |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103984962A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 河北工业大学 | 一种基于肌电信号的外骨骼行走模式识别方法 |
| CN104317196A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-28 | 华南理工大学 | 一种基于虚拟现实的上肢康复训练机器人控制方法 |
| CN106236503A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-21 | 长安大学 | 肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统及控制方法 |
| CN107397649A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-28 | 燕山大学 | 一种基于径向基神经网络的上肢外骨骼康复机器人控制方法 |
| CN107861628A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-03-30 | 许昌学院 | 一种基于人体表面肌电信号的手部姿态识别系统 |
| CN109589247A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-04-09 | 天津大学 | 一种基于脑-机-肌信息环路的助行机器人系统 |
| CN110123572A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-16 | 华南理工大学 | 一种偏瘫上肢代偿运动多模态交互的康复机器人训练系统 |
| CN110238863A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-17 | 北京国润健康医学投资有限公司 | 基于脑电-肌电信号的下肢康复机器人控制方法及系统 |
| CN110279557A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-27 | 安徽工业大学 | 一种下肢康复机器人控制系统及控制方法 |
| WO2019191239A1 (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Lower-body exoskeleton using electromyography for direct force amplification |
| CN110339024A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 下肢外骨骼机器人及其实时步态切换方法及存储装置 |
| CN110653817A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 南京航空航天大学 | 一种基于神经网络的外骨骼机器人助力控制系统与方法 |
| CN110652299A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 南京航空航天大学 | 面向下肢软质外骨骼的多源传感信息融合系统 |
-
2020
- 2020-06-28 CN CN202010600127.2A patent/CN111702764B/zh active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103984962A (zh) * | 2014-05-30 | 2014-08-13 | 河北工业大学 | 一种基于肌电信号的外骨骼行走模式识别方法 |
| CN104317196A (zh) * | 2014-09-29 | 2015-01-28 | 华南理工大学 | 一种基于虚拟现实的上肢康复训练机器人控制方法 |
| CN106236503A (zh) * | 2016-08-22 | 2016-12-21 | 长安大学 | 肌电驱动的上肢可穿戴外骨骼系统及控制方法 |
| CN107397649A (zh) * | 2017-08-10 | 2017-11-28 | 燕山大学 | 一种基于径向基神经网络的上肢外骨骼康复机器人控制方法 |
| CN107861628A (zh) * | 2017-12-19 | 2018-03-30 | 许昌学院 | 一种基于人体表面肌电信号的手部姿态识别系统 |
| WO2019191239A1 (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-03 | Lockheed Martin Corporation | Lower-body exoskeleton using electromyography for direct force amplification |
| CN109589247A (zh) * | 2018-10-24 | 2019-04-09 | 天津大学 | 一种基于脑-机-肌信息环路的助行机器人系统 |
| CN110123572A (zh) * | 2019-04-04 | 2019-08-16 | 华南理工大学 | 一种偏瘫上肢代偿运动多模态交互的康复机器人训练系统 |
| CN110238863A (zh) * | 2019-06-17 | 2019-09-17 | 北京国润健康医学投资有限公司 | 基于脑电-肌电信号的下肢康复机器人控制方法及系统 |
| CN110279557A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-09-27 | 安徽工业大学 | 一种下肢康复机器人控制系统及控制方法 |
| CN110339024A (zh) * | 2019-07-19 | 2019-10-18 | 中国科学院深圳先进技术研究院 | 下肢外骨骼机器人及其实时步态切换方法及存储装置 |
| CN110653817A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 南京航空航天大学 | 一种基于神经网络的外骨骼机器人助力控制系统与方法 |
| CN110652299A (zh) * | 2019-08-20 | 2020-01-07 | 南京航空航天大学 | 面向下肢软质外骨骼的多源传感信息融合系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111702764B (zh) | 2022-04-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6884526B2 (ja) | 起立補助方法及び装置 | |
| CN109195565B (zh) | 步行动作辅助装置 | |
| JP4541867B2 (ja) | 外力制御方法、外力制御システム及び外力制御プログラム | |
| EP1868546B1 (en) | Active control of an ankle-foot orthosis | |
| US11744764B2 (en) | Method and device for assisting walking | |
| US11951066B2 (en) | Walking assistance method and apparatus | |
| US20060270950A1 (en) | Active control of an ankle-foot orthosis | |
| KR102566114B1 (ko) | 회전 보행을 위한 제어 방법 및 제어 장치 | |
| CN107361992B (zh) | 一种人体下肢运动助力装置 | |
| CN108013999B (zh) | 用于控制平衡的方法和设备 | |
| JP6881451B2 (ja) | 歩行状態判定装置、歩行状態判定システム、歩行状態判定方法及びプログラム | |
| CN109771225B (zh) | 步行辅助装置及其控制方法 | |
| KR101454291B1 (ko) | 착용식 외골격의 보행 추정 장치 및 방법 | |
| CN117204993B (zh) | 智能假肢运动模式识别方法、装置、智能假肢及存储介质 | |
| JP2014073227A (ja) | 歩行支援装置及びその制御方法 | |
| US20190209415A1 (en) | Sensor device and walking assist device using the sensor device | |
| CN117204991A (zh) | 智能假肢的运动控制方法、装置、智能假肢及存储介质 | |
| CN111702764B (zh) | 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 | |
| CN113940667B (zh) | 基于助行器的防摔倒助行方法、系统和终端设备 | |
| CN111515930B (zh) | 髋部动力外骨骼主动助力行走控制方法、装置、终端及计算机可读存储介质 | |
| JP2021504026A5 (zh) | ||
| JP2013048701A (ja) | 歩行支援装置、及び歩行支援プログラム | |
| JP2013208292A (ja) | 歩行支援装置、及び歩行支援プログラム | |
| JP7070701B2 (ja) | 歩容計測システム、歩容計測方法、およびプログラム | |
| JP2017099796A (ja) | 歩行補助装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176 Applicant after: Jingdong Technology Information Technology Co.,Ltd. Address before: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176 Applicant before: Jingdong Shuke Haiyi Information Technology Co.,Ltd. Address after: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Daxing District, Beijing, 100176 Applicant after: Jingdong Shuke Haiyi Information Technology Co.,Ltd. Address before: 601, 6 / F, building 2, No. 18, Kechuang 11th Street, Beijing Economic and Technological Development Zone, Beijing 100176 Applicant before: BEIJING HAIYI TONGZHAN INFORMATION TECHNOLOGY Co.,Ltd. |
|
| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |