CN114043459A - 柔性下肢外骨骼控制方法、外骨骼控制系统及使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种柔性下肢外骨骼控制方法，包括获取若干传感器监测到的压力值和传感器位置坐标；采用传感器监测到的压力值和传感器位置坐标识别步态，并输出对应的电机信号；当脚离开地面时，计算压力中心线参数；根据压力中心线参数，输出压力中心线补偿力矩。本发明还公开了一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法的外骨骼控制系统及其使用方法。本发明通过足底压力传感器、惯性传感器，通过相对变化计算足底压力中心线，规避了压力采集位置不一致的风险；不需要其他传感器辅助测量；穿戴简便、结构简单且能实现双足足底肌无力患者的康复；能够实现闭环控制，且足底压力中心线实时输出，即刻简便的判断患者当前康复情况。
Description
技术领域
本发明属于康复设备领域，具体涉及一种柔性下肢外骨骼控制方法、外骨骼控制系统及使用方法。
背景技术
在现在的医疗环境中，康复设备对患者有重大意义。当患者因为疾病而无法稳定体态时，通常采用外骨骼技术。行走的步态分为背屈（抬足尖）与跖屈（抬足跟）两个动作，下肢外骨骼主要针对于步态异常的患者予以矫正作用，以足底肌无力为例，患者由于肌肉力不足，行走时前足无法翘曲，一直下垂，如此将导致不太异常，行走困难。
现在通常采用柔性下肢外骨骼解决患者行走问题。现有的柔性下肢外骨骼通过对患者足底压力测量、下肢惯性测量、肌电信号作为输入量，通过对比计算出补偿力矩驱动电机分别对足弓、足跟的提拉。
但是，现有的柔性下肢外骨骼存在如下不足：1、现有柔性下肢外骨骼的输入源存在较大问题：足底压力监测系在鞋垫中安装压力传感器，而由于人在行走时足底与鞋垫之间存在不可避免的相对滑动，导致所监测的压力点不一定准确；2、现有柔性下肢外骨骼主要针对提高步态对称性，（由于产品重量、空间大小等问题）进行单足的提拉，未能实现双足肌无力患者的康复；3、现有柔性下肢外骨骼的足底压力数据无法可视化及康复情况判断，只能通过动作捕捉系统或医生经验判断患者是否步态得到改善。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种柔性下肢外骨骼控制方法，该方法能够准确监测患者的步态是否正常，并进行修正。本发明的目的之二在于还提供一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法的外骨骼控制系统。本发明的目的之三在于还提供一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法或外骨骼控制系统的使用方法。
本发明提供的这种柔性下肢外骨骼控制方法，包括如下步骤：
S1. 获取若干传感器监测到的压力值和传感器位置坐标；
S2. 采用传感器监测到的压力值和传感器位置坐标识别步态，并输出对应的电机信号；
S3. 当脚离开地面时，计算压力中心线参数；
S4. 根据压力中心线参数，输出对应的压力中心线补偿力矩到电机中。
所述的步骤S1的传感器，包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器和惯性传感器；第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器位于足底的足尖部位；第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器位于足底的足跟部位。
所述的步骤S2，包括如下步骤：
A1. 判断足尖触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值大于预设最大压力，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值小于预设最小压力，且惯性传感器的角度小于预设角度，则判断为患者当前为足尖触地，输出足跟提拉信号；
A2. 判断足跟触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值小于预设最小压力，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于预设最大压力，且惯性传感器的角度大于预设角度，则判断为患者当前为足跟触地，输出足弓提拉信号；
A3. 判断脚掌全触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于预设最大压力，则判断患者当前为脚掌全触地，输出归零位信号。
所述的步骤S3，包括以第八压力传感器为原点，平行于足底压力中心线作y轴，垂直于足底压力中心线作x轴；当脚掌全触地时，计算压力中心线参数：
其中，X表示压力传感器的x坐标对应的压力中心线参数；Y表示压力传感器y坐标对应的压力中心线参数；I表示除压力传感器的数量；x i 表示第i个压力传感器的x轴坐标；y i 表示第i个压力传感器的y轴坐标；p i 表示第i个压力传感器监测的数值。
所述的步骤S4，包括若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y在预设范围内，则电机不输出修正信号；若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y不在预设范围内，则电机输出修正信号。
本发明还提供了一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法的外骨骼控制系统，包括压力采集模块、处理器模块、电机驱动模块和提拉模块；处理器模块分别连接压力采集模块、电机驱动模块和提拉模块；压力采集模块用于监测足底压力信息和足部运动速度信息，并将足底压力信息和足部运动速度信息输出到处理器模块中；处理器模块进行数据处理，并将处理得到的电机信号输出到电机驱动模块，电机驱动模块驱动提拉模块，并对患者的足跟或足弓进行牵引提拉；所述的电机信号包括足跟提拉信号、足弓提拉信号、归零位信号和修正信号。
所述的压力采集模块包括左脚压力模块、右脚压力模块、左脚惯性模块和右脚惯性模块；左脚压力模块用于测量左脚压力信息；右脚压力模块用于测量右脚压力信息；左脚惯性模块用于测量左脚运动速度信息；右脚惯性模块用于测量右脚运动速度信息；左脚运动速度信息包括行走时左脚的加速度，右脚运动速度信息包括行走时右脚的加速度；
所述的左脚压力模块包括左脚压力采集鞋垫，左脚通信主板，左脚模块电源；左脚模块电源分别连接左脚压力采集鞋垫和左脚通信主板，左脚压力采集鞋垫连接左脚通信主板；左脚压力采集鞋垫用于采集左脚压力信息，并将左脚压力信息通过左脚通信主板输出到处理器模块中；
所述的右脚压力模块包括右脚压力采集鞋垫，右脚通信主板，右脚模块电源；右脚模块电源分别连接右脚压力采集鞋垫和右脚通信主板，右脚压力采集鞋垫连接右脚通信主板；右脚压力采集鞋垫用于采集右脚压力信息，并将右脚压力信息通过右脚通信主板输出到处理器模块中。
所述的处理器模块包括第一通信芯片、第二通信芯片、第三通信芯片、左脚电机信号通信口、右脚电机信号通信口、主处理芯片和存储器；主处理芯片分别连接第一通信芯片、第二通信芯片、第三通信芯片和存储器；第一通信芯片通过左脚电机信号通信口连接左脚通信主板，并进行通信；第二通信芯片通过右脚电机信号通信口连接右脚通信主板，并进行通信；第三通信芯片连接外部显示端设备，并输出显示；主处理芯片采用所述的基于足底压力中心线的外骨骼控制方法，并输出电机信号；存储器存储有正常人行走时步态周期的压力中心线变化图，用于对比患者当前的压力中心线；
所述的电机驱动模块包括左脚提拉电机、右脚提拉电机、壳体和电源；壳体上安装处理器模块、左脚提拉电机、右脚提拉电机和电源；在本实施例中电源的槽位和孔位安装到壳体上，电源供电；左脚提拉电机顺时针旋转为控制提拉左足跟，逆时针旋转为控制提拉左足弓；右脚提拉电机顺时针旋转为控制提拉右足跟，逆时针旋转为控制提拉右足弓；壳体上安装腰带槽，腰带穿过腰带槽，将整套装置固定在患者腰部。
所述的提拉模块包括左提拉模块和右提拉模块；左提拉模块用于对患者左脚足跟或足弓牵引提拉，右提拉模块用于对患者右脚足跟或足弓牵引提拉；左提拉模块包含左转轮、左足跟提拉鲍登线、左足弓提拉鲍登线、左大腿绑腿、左小腿绑腿；右提拉模块包括右转轮、右足跟提拉鲍登线、右足弓提拉鲍登线、右大腿绑腿和右小腿绑腿；同时，左脚惯性模块贴合在左小腿绑腿外侧，右脚惯性模块贴合在右小腿绑腿外侧；
左转轮包括左转轮设置电机连接孔、左足跟提拉鲍登线接口和左足弓提拉鲍登线接口；左足跟提拉鲍登线接口包括左足跟逆时针凹槽，左足弓提拉鲍登线接口包括左足弓顺时针凹槽；左足跟提拉鲍登线逆时针缠绕在逆时针凹槽中；左足弓提拉鲍登线顺时针缠绕在顺时针凹槽中；当电机顺时针旋转时，足跟提拉；当电机逆时针旋转时，足弓提拉；右转轮的结构与左转轮相同。
本发明还提供一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法或外骨骼控制系统的使用方法，包括如下步骤：
B1. 采集足底压力并输出；
B2. 对接收的数据进行压力中心线分析，并将分析结果发送至显示端；
B3. 对比正常压力中心线输出补偿力矩信号和电机转速信号；
B4. 电机根据补偿力矩信号和电机转速信号进行动作，并对患者行走过程进行实时监控。
本发明提供的这种柔性下肢外骨骼控制方法、外骨骼控制系统及使用方法，通过足底压力传感器、惯性传感器，通过相对变化计算足底压力中心线，规避了压力采集位置不一致的风险；不需要其他传感器辅助测量；穿戴简便、结构简单且能实现双足足底肌无力患者的康复；能够实现闭环控制，且足底压力中心线实时输出，即刻简便的判断患者当前康复情况。
附图说明
图1为本发明外骨骼控制方法的流程示意图。
图2为本发明外骨骼控制方法的右脚实施例示意图。
图3为本发明外骨骼控制系统的结构示意图。
图4为本发明外骨骼控制系统实施例的结构示意图。
图5为本发明外骨骼控制系统的采集模块结构示意图。
图6为本发明外骨骼控制系统的处理器模块结构示意图。
图7为本发明外骨骼控制系统的电机驱动模块结构示意图。
图8为本发明外骨骼控制系统的提拉模块结构示意图。
图9为本发明外骨骼控制系统的左转轮结构示意图。
图10为本发明外骨骼使用方法的流程示意图。
图11为本发明控制方法的实施例示意图。
图12为本发明控制系统实施例的压力采集输出模块的电路示意图。
具体实施方式
如图1为本发明外骨骼控制方法的流程示意图：本发明提供的这种柔性下肢外骨骼控制方法，包括如下步骤：
S1. 获取若干传感器监测到的压力值和传感器位置坐标；
S2. 采用传感器监测到的压力值和传感器位置坐标识别步态，并输出对应的电机信号；
S3. 当脚离开地面时，计算压力中心线参数；
S4. 根据压力中心线参数，输出对应的压力中心线补偿力矩到电机中。
所述的步骤S1的传感器，在本实施例中包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器和惯性传感器。第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器位于足底的足尖部位；第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器位于足底的足跟部位。
所述的步骤S2，包括对右脚压力进行传感分析，包括对足底压力鞋垫和惯性传感信号进行分析，在本实施例中：
A1. 判断足尖触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值大于50，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值小于10，且惯性传感器的角度小于0度，则判断为患者当前为足尖触地，输出足跟提拉信号；
A2. 判断足跟触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值小于10，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于50，且惯性传感器的角度大于0，则判断为患者当前为足跟触地，输出足弓提拉信号；
A3. 判断脚掌全触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于50，则判断患者当前为脚掌全触地，输出归零位信号。
如图2为本发明外骨骼控制方法的右脚实施例示意图，在本实施例中，以第八压力传感器为原点，平行于足底压力中心线作y轴，垂直于足底压力中心线作x轴。所述的步骤S3，当脚掌全触地时，计算压力中心线参数：
其中，X表示压力传感器的x坐标对应的压力中心线参数；Y表示压力传感器y坐标对应的压力中心线参数；I表示除压力传感器的数量；x i 表示第i个压力传感器的x轴坐标；y i 表示第i个压力传感器的y轴坐标；p i 表示第i个压力传感器监测的数值。
所述的步骤S4，对一般患者而言，脚掌全触时压力中心线参数X和压力中心线参数Y存在固定范围，因此可以将固定范围存入存储器中，用于实时计算比对。若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y在预设范围内，则电机不输出修正信号；若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y不在预设范围内，则电机输出修正信号。
如图3为本发明外骨骼控制系统的结构示意图。如图4为本发明外骨骼控制系统实施例的结构示意图。本发明还提供了一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法的外骨骼控制系统，包括压力采集模块M1、处理器模块M2、电机驱动模块M3和提拉模块M4；处理器模块M2分别连接压力采集模块M1、电机驱动模块M3和提拉模块M4；压力采集模块用于监测足底压力信息和足部运动速度信息，并将足底压力信息和足部运动速度信息输出到处理器模块M2中；处理器模块M2进行数据处理，并将处理得到的电机信号输出到电机驱动模块M3，电机驱动模块驱动提拉模块M4，并对患者的足跟或足弓进行牵引提拉。所述的电机信号包括足跟提拉信号、足弓提拉信号、归零位信号和修正信号。
如图5为本发明外骨骼控制系统的采集模块结构示意图。所述的压力采集模块M1包括左脚压力模块M11、右脚压力模块M12、左脚惯性模块M13和右脚惯性模块M14；左脚压力模块M11用于测量左脚压力信息；右脚压力模块M12用于测量右脚压力信息；左脚惯性模块M13用于测量左脚运动速度信息；右脚惯性模块M14用于测量右脚运动速度信息；左脚运动速度信息包括行走时左脚的加速度，右脚运动速度信息包括行走时右脚的加速度。
所述的左脚压力模块M11包括左脚压力采集鞋垫M111，左脚通信主板M112，左脚模块电源M113；左脚模块电源M113分别连接左脚压力采集鞋垫M111和左脚通信主板M112，左脚压力采集鞋垫M111连接左脚通信主板M112；左脚压力采集鞋垫M111用于采集左脚压力信息，并将左脚压力信息通过左脚通信主板M112输出到处理器模块M2中。
所述的右脚压力模块M12包括右脚压力采集鞋垫M121，右脚通信主板M122，右脚模块电源M123；右脚模块电源M123分别连接右脚压力采集鞋垫M121和右脚通信主板M122，右脚压力采集鞋垫M121连接右脚通信主板M122；右脚压力采集鞋垫M121用于采集右脚压力信息，并将右脚压力信息通过右脚通信主板M122输出到处理器模块M2中。
如图6为本发明外骨骼控制系统的处理器模块结构示意图。所述的处理器模块M2包括第一通信芯片M211、第二通信芯片M212、第三通信芯片M22、左脚电机信号通信口M231、右脚电机信号通信口M232、主处理芯片M24和存储器M25；主处理芯片M24分别连接第一通信芯片M211、第二通信芯片M212、第三通信芯片M22和存储器M25；第一通信芯片M211通过左脚电机信号通信口M231连接左脚通信主板M112，并进行通信；第二通信芯片M212通过右脚电机信号通信口M232连接右脚通信主板M122，并进行通信；第三通信芯片M22连接外部显示端设备，并输出显示；主处理芯片采用所述的基于足底压力中心线的外骨骼控制方法，并输出电机信号；存储器M25存储有正常人行走时步态周期的压力中心线变化图，用于对比患者当前的压力中心线。
如图7为本发明外骨骼控制系统的电机驱动模块结构示意图。所述的电机驱动模块M3包括左脚提拉电机M31、右脚提拉电机M32、壳体M33和电源M34；壳体M33上安装处理器模块M2、左脚提拉电机M31、右脚提拉电机M32和电源M34；在本实施例中电源M34的槽位和孔位安装到壳体M33上，电源M34供电；左脚提拉电机M31顺时针旋转为控制提拉左足跟，逆时针旋转为控制提拉左足弓；右脚提拉电机M32顺时针旋转为控制提拉右足跟，逆时针旋转为控制提拉右足弓；壳体M33上安装腰带槽M331，腰带M332可穿过腰带槽M331，将整套装置固定在患者腰部。
如图8为本发明外骨骼控制系统的提拉模块结构示意图。提拉模块M4包括左提拉模块M41和右提拉模块M42；左提拉模块M41用于对患者左脚足跟或足弓牵引提拉，右提拉模块M42用于对患者右脚足跟或足弓牵引提拉；左提拉模块M41包含左转轮M411、左足跟提拉鲍登线M412、左足弓提拉鲍登线M413、左大腿绑腿M414、左小腿绑腿M415；其中，鲍登线为外部用皮套包裹的钢丝线，钢丝线能在皮套内自由滑动，鲍登线为下肢助力外骨骼中常用的配件；右提拉模块M42包括右转轮M421、右足跟提拉鲍登线M422、右足弓提拉鲍登线M423、右大腿绑腿M424和右小腿绑腿M425。同时，左脚惯性模块M13贴合在左小腿绑腿M415外侧，右脚惯性模块M14贴合在右小腿绑腿M425外侧。
如图9为本发明外骨骼控制系统的左转轮结构示意图。左转轮M411包括左转轮设置电机连接孔M4111、左足跟提拉鲍登线接口M4112和左足弓提拉鲍登线接口M4113；左足跟提拉鲍登线接口M4112包括左足跟逆时针凹槽M41121，左足弓提拉鲍登线接口M4113包括左足弓顺时针凹槽M41131；左足跟提拉鲍登线M412逆时针缠绕在逆时针凹槽M41121中；左足弓提拉鲍登线M413顺时针缠绕在顺时针凹槽M41131中；当电机顺时针旋转时，足跟提拉；当电机逆时针旋转时，足弓提拉。右转轮M421的结构与左转轮M411相同。
在本实施例中，鲍登线从腰部引出后，沿着大腿外侧向下，能够减少行走时由于大腿肌肉拉伸形变所导致的鲍登线拉伸或收缩的影响，于膝关节处足跟牵引鲍登线与足弓牵引鲍登线分离，足弓牵引鲍登线于膝关节下向胫骨前侧伸展，后绑定于鞋垫足弓提拉处；足跟牵引鲍登线于膝关节下向胫骨后侧伸展，后绑定于鞋垫足跟提拉处；其中，左大腿绑腿M414设置左大腿固线孔M4141，用于固定鲍登线、左小腿绑腿M415设置第一左小腿固线孔M4151和第二左小腿固线孔M4152，用于固定鲍登线。右大腿绑腿M424设置右大腿固线孔M4241，用于固定鲍登线、右小腿绑腿M425设置第一右小腿固线孔M4251和第二右小腿固线孔M4252，用于固定鲍登线。
如图10为本发明外骨骼使用方法的流程示意图；本发明还公开了一种基于所述的柔性下肢外骨骼控制方法或外骨骼控制系统的使用方法，包括如下步骤：
B1. 采集足底压力并输出；
B2. 对接收的数据进行压力中心线分析，并将分析结果发送至显示端；
B3. 对比正常压力中心线输出补偿力矩信号和电机转速信号；
B4. 电机根据补偿力矩信号和电机转速信号进行动作，并对患者行走过程进行实时监控。
如图11为本发明控制方法的实施例示意图。步骤B3对比正常压力中心线输出补偿力矩及电机转速度需由处理芯片M24经过算法流程后完成对电机的输出，包含两个进程：速度解算进程B31和矩计算进程B32，然后对应电机信号输出B33。
速度解算进程B31包括：通过压力中心线变化解算当前运动速度B311，根据当前速度输出对应电机转速信号B312；
力矩解算进程B32包括：提取对应正常步态中心线变化B321，对比中心线偏移量，输出差值B322，根据差值解算对应电机力矩信号B323。
在本实施例中，某患者左脚、右脚足踝神经不同程度受损，导致其行走时左右脚足弓不同程度下垂，影响正常行走。
本系统在实施例中采用现有8通道足底压阻式压力传感器鞋垫；第一通信主板M112和第二通信主板M122采用含8路数字量、8路模拟量及蓝牙4.0通讯功能的Arduino开发板模块；处理器模块M2采用含3路蓝牙4.0通讯功能、两路PWM信号输出、存储器的Arduino开发板模块；压力采集输出模块M1与处理器模块M2之间采用蓝牙4.0协议进行通讯；本系统中的电机采用6N·m扭矩，PWM信号控制电机；显示端采用智能手机，方便实时查看康复情况，处理器模块M2与智能手机间采用蓝牙4.0协议进行通讯，同时在本实施例中均采用蓝牙4.0协议进行通讯。
如图12为本发明控制系统实施例的压力采集输出模块的电路示意图。按照图示进行压力采集输出模块M1的接线方案，连接各端口；当患者穿戴上本装置后，压力采集输出模块M1开始采集患者左、右脚的压力数据，压力值通过对应计算对应电阻查表得到，其计算公式为：
其中，R s 为传感器阻值；R 0为串联电阻；V cc 为5V电压；A n 为对应模拟量引脚读数。
Claims (10)
1.一种柔性下肢外骨骼控制方法，其特征在于包括如下步骤：
S1.获取若干传感器监测到的压力值和传感器位置坐标；
S2.采用传感器监测到的压力值和传感器位置坐标识别步态，并输出对应的电机信号；
S3.当脚离开地面时，计算压力中心线参数；
S4.根据压力中心线参数，输出对应的压力中心线补偿力矩到电机中。
2.根据权利要求1所述的柔性下肢外骨骼控制方法，其特征在于所述的步骤S1的传感器，包括第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器、第八压力传感器和惯性传感器；第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器和第五压力传感器位于足底的足尖部位；第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器位于足底的足跟部位。
3.根据权利要求2所述的柔性下肢外骨骼控制方法，其特征在于所述的步骤S2，包括如下步骤：
A1.判断足尖触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值大于预设最大压力，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值小于预设最小压力，且惯性传感器的角度小于预设角度，则判断为患者当前为足尖触地，输出足跟提拉信号；
A2.判断足跟触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器和第五压力传感器的压力数值小于预设最小压力，且第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于预设最大压力，且惯性传感器的角度大于预设角度，则判断为患者当前为足跟触地，输出足弓提拉信号；
A3.判断脚掌全触地：当第一压力传感器、第二压力传感器、第三压力传感器、第四压力传感器、第五压力传感器、第六压力传感器、第七压力传感器和第八压力传感器的压力数值大于预设最大压力，则判断患者当前为脚掌全触地，输出归零位信号。
4.根据权利要求3所述的柔性下肢外骨骼控制方法，其特征在于所述的步骤S3，包括以第八压力传感器为原点，平行于足底压力中心线作y轴，垂直于足底压力中心线作x轴；当脚掌全触地时，计算压力中心线参数：
其中，X表示压力传感器的x坐标对应的压力中心线参数；Y表示压力传感器y坐标对应的压力中心线参数；I表示除压力传感器的数量；xi表示第i个压力传感器的x轴坐标；yi表示第i个压力传感器的y轴坐标；pi表示第i个压力传感器监测的数值。
5.根据权利要求4所述的柔性下肢外骨骼控制方法，其特征在于所述的步骤S4，包括若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y在预设范围内，则电机不输出修正信号；若实测压力中心线参数X和实测压力中心线参数Y不在预设范围内，则电机输出修正信号。
6.一种基于权利要求1～5之一所述的柔性下肢外骨骼控制方法的外骨骼控制系统，其特征在于包括压力采集模块、处理器模块、电机驱动模块和提拉模块；处理器模块分别连接压力采集模块、电机驱动模块和提拉模块；压力采集模块用于监测足底压力信息和足部运动速度信息，并将足底压力信息和足部运动速度信息输出到处理器模块中；处理器模块进行数据处理，并将处理得到的电机信号输出到电机驱动模块，电机驱动模块驱动提拉模块，并对患者的足跟或足弓进行牵引提拉；所述的电机信号包括足跟提拉信号、足弓提拉信号、归零位信号和修正信号。
7.根据权利要求6所述的外骨骼控制系统，其特征在于所述的压力采集模块包括左脚压力模块、右脚压力模块、左脚惯性模块和右脚惯性模块；左脚压力模块用于测量左脚压力信息；右脚压力模块用于测量右脚压力信息；左脚惯性模块用于测量左脚运动速度信息；右脚惯性模块用于测量右脚运动速度信息；左脚运动速度信息包括行走时左脚的加速度，右脚运动速度信息包括行走时右脚的加速度；
所述的左脚压力模块包括左脚压力采集鞋垫，左脚通信主板，左脚模块电源；左脚模块电源分别连接左脚压力采集鞋垫和左脚通信主板，左脚压力采集鞋垫连接左脚通信主板；左脚压力采集鞋垫用于采集左脚压力信息，并将左脚压力信息通过左脚通信主板输出到处理器模块中；
所述的右脚压力模块包括右脚压力采集鞋垫，右脚通信主板，右脚模块电源；右脚模块电源分别连接右脚压力采集鞋垫和右脚通信主板，右脚压力采集鞋垫连接右脚通信主板；右脚压力采集鞋垫用于采集右脚压力信息，并将右脚压力信息通过右脚通信主板输出到处理器模块中。
8.根据权利要求7所述的外骨骼控制系统，其特征在于所述的处理器模块包括第一通信芯片、第二通信芯片、第三通信芯片、左脚电机信号通信口、右脚电机信号通信口、主处理芯片和存储器；主处理芯片分别连接第一通信芯片、第二通信芯片、第三通信芯片和存储器；第一通信芯片通过左脚电机信号通信口连接左脚通信主板，并进行通信；第二通信芯片通过右脚电机信号通信口连接右脚通信主板，并进行通信；第三通信芯片连接外部显示端设备，并输出显示；主处理芯片采用所述的基于足底压力中心线的外骨骼控制方法，并输出电机信号；存储器存储有正常人行走时步态周期的压力中心线变化图，用于对比患者当前的压力中心线；
所述的电机驱动模块包括左脚提拉电机、右脚提拉电机、壳体和电源；壳体上安装处理器模块、左脚提拉电机、右脚提拉电机和电源；在本实施例中电源的槽位和孔位安装到壳体上，电源供电；左脚提拉电机顺时针旋转为控制提拉左足跟，逆时针旋转为控制提拉左足弓；右脚提拉电机顺时针旋转为控制提拉右足跟，逆时针旋转为控制提拉右足弓；壳体上安装腰带槽，腰带穿过腰带槽，将整套装置固定在患者腰部。
9.根据权利要求8所述的外骨骼控制系统，其特征在于所述的提拉模块包括左提拉模块和右提拉模块；左提拉模块用于对患者左脚足跟或足弓牵引提拉，右提拉模块用于对患者右脚足跟或足弓牵引提拉；左提拉模块包含左转轮、左足跟提拉鲍登线、左足弓提拉鲍登线、左大腿绑腿、左小腿绑腿；右提拉模块包括右转轮、右足跟提拉鲍登线、右足弓提拉鲍登线、右大腿绑腿和右小腿绑腿；同时，左脚惯性模块贴合在左小腿绑腿外侧，右脚惯性模块贴合在右小腿绑腿外侧；
左转轮包括左转轮设置电机连接孔、左足跟提拉鲍登线接口和左足弓提拉鲍登线接口；左足跟提拉鲍登线接口包括左足跟逆时针凹槽，左足弓提拉鲍登线接口包括左足弓顺时针凹槽；左足跟提拉鲍登线逆时针缠绕在逆时针凹槽中；左足弓提拉鲍登线顺时针缠绕在顺时针凹槽中；当电机顺时针旋转时，足跟提拉；当电机逆时针旋转时，足弓提拉；右转轮的结构与左转轮相同。
10.一种基于权利要求1～9之一所述的下肢外骨骼控制方法或外骨骼控制系统的使用方法，其特征在于包括如下步骤：
B1.采集足底压力并输出；
B2.对接收的数据进行压力中心线分析，并将分析结果发送至显示端；
B3.对比正常压力中心线输出补偿力矩信号和电机转速信号；
B4.电机根据补偿力矩信号和电机转速信号进行动作，并对患者行走过程进行实时监控。
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