CN117426914B - 假腿模式切换控制方法、控制装置及智能假腿 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种假腿模式切换控制方法、控制装置及智能假腿。本发明公开的假腿模式切换控制方法包括通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，所述第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，所述第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值。本发明的技术方案中，提升了对假腿的灵活控制。

Description

假腿模式切换控制方法、控制装置及智能假腿

技术领域

本发明涉及人工智能技术领域，特别涉及一种假腿模式切换控制方法、控制装置及智能假腿。

背景技术

由于疾病、交通事故、工伤、自然灾害等因素，大腿截肢患者的人数不断增加，对患者家庭及社会造成了很大的负担，通过安装假肢可以使得大腿截肢患者恢复行动能力。然而，在用户使用假肢起身时，由于现有的假肢不能实时调整其弯曲和伸展的阻尼，容易造成用户使用时的僵硬和不便。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种假腿模式切换控制方法、控制装置及智能假腿，旨在提升假肢的灵活控制以提高用户舒适度。

为实现上述目的，本发明提出一种假腿模式切换控制方法，所述假腿模式切换控制方法包括：通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，所述第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，所述第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，所述通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图包括：通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态。

在一些实施例中，所述判定用户处于坐定状态之后还包括：

若所述第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态，所述第一压力数据小于所述第二压力数据。

在一些实施例中，所述当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值包括：

将所述坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至所述站立模式对应的第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，所述当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值还包括：

将所述坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至所述站立模式对应的第二伸展阻尼值。

本发明进一步提出一种控制装置，所述控制装置包括：

检测模块，用于检通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；

切换模块，用于若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，所述第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，所述第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，所述检测模块包括：

压力检测单元，用于通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；

状态确定单元，用于若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态；以及用于若所述第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态。

在一些实施例中，所述切换模块包括：

第一阻尼调整单元，用于将所述坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至所述站立模式对应的第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，所述切换模块还包括：

第二阻尼调整单元，用于将所述坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至所述站立模式对应的第二伸展阻尼值。

本发明进一步还提出一种智能假腿，所述智能假腿包括假腿本体和处理器，所述处理器用于实现上述实施例所述的假腿模式切换控制方法。

本发明技术方案中，通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据，根据用户的压力变化数据判断用户的动作意图，若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，从而可以实现坐立模式和站立模式的灵活切换，提升了假腿的灵活控制，进而提高用户的舒适度。

附图说明

图1为本发明实施例提供的假腿模式切换控制方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的检测用户动作意图的流程示意图；

图3为本发明另一实施例提供的检测用户动作意图的流程示意图；

图4为本发明实施例提供的调节阻尼值的流程示意图；

图5为本发明另一实施例提供的调节阻尼值的流程示意图；

图6为本发明实施例提供的控制装置的结构示意图；

图7本发明实施例提供的智能假腿的结构示意图。

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

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，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作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。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

还需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上时，它可以直接在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。当一个元件被称为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本发明提出一种假腿模式切换控制方法。

请参阅图1，本申请实施例中的假腿模式切换控制方法包括：

步骤S10，通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；

步骤S20，若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值。

在步骤S10中，假腿的压力传感器可以设在小腿部，还可以设置在脚管部。需要说明的是，用户在行走、站立或坐下时的压力数据都是不同的，可以根据压力变化数据来检测用户的动作意图，例如，用户的动作意图可以是起身动作或者坐下动作。本实施例中，还可以通过其他方式判断用户的动作意图，例如，可以通过在大腿部和小腿部设置角度传感器检测用户是否完成坐下动作或者起身动作，从而可以判断用户是否从站立状态切换为坐定状态或者从坐定状态切换为站立状态；还可以通过在假腿的大腿部接受腔设置肌电信号线，通过假腿的主控组件与肌电信号线连接判断用户大腿的屈伸信号，以判断大腿的运动状态，从而判断用户是否完成坐下动作进入坐定状态或者完成起身动作进入站立状态。

在步骤S20中，第一阻尼值和第二阻尼值可以是根据用户的喜好和体重进行适应性设置。在本实施例中，当检测到用户在做起身动作时，当用户站立后，控制假腿的阻力装置的将假腿坐立模式对应的第一阻尼值调整为站立模式对应的第二阻尼值，从而可以使得假腿能够根据用户不同的状态调整假腿的膝关节的阻尼值，进而可以使得用户穿戴本申请实施中的假腿时能够更灵活的使用，避免膝关节的阻尼值固定而造成的僵硬或身体不稳定。需要说明的是，本申请实施例中的假腿的膝关节设有阻力装置，膝关节的阻尼值可以通过阻力装置进行调节。

本实施例的假腿模式切换控制方法技术方案中，通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据，根据用户的压力变化数据判断用户的动作意图，若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，从而可以实现坐立模式和站立模式的灵活切换，提升了假腿的灵活控制，进而提高用户的舒适度。

请参阅图2，在一些实施例中，通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图包括：

步骤S11，通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；

步骤S12，若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态。

在步骤S11中，本申请实施例中，可以通过压力传感器检测第一压力数据，并根据检测到的第一压力数据判断用户处于什么状态。需要说明的是，压力传感器检测到的压力数据在用户行走时接近用户自身的体重，在用户站立时接近用户自身体重的一半，在用户坐定时，由于用户坐定时身体的压力主要通过大腿和座椅进行支撑，因而检测到的压力数据要比站立时小很多。

在步骤S12中，本实施例中的第一预设压力范围可以理解是用户处于坐定状态时的压力数据波动范围。本实施例中，通过步骤S11检测到的第一压力数据，若第一压力数据保持在第一预设压力范围，则可以判定用户处于坐定状态，从而可以根据压力传感器检测压力数据进而检测到用户的坐立状态。

在另一些实施例中，可以在假腿的膝关节的转轴设置角度传感器，用于检测用户的坐立状态，其中，角度传感器检测到转轴的转动角度在预设角度范围内时，判定用户处于坐定状态。可以理解，本实施例中的角度传感器可以检测假腿的膝关节的转轴转动的角度，从而可以判断用户的坐立状态。例如，当角度传感器检测到转轴转动的角度为0度时，判定用户处于站立状态；当角度传感器检测到转轴转动的角度为90度时，判定用户处于坐定状态。

请参阅图3，在一些实施例中，判定用户处于坐定状态之后还包括：

步骤S13，若第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态，第一压力数据小于第二压力数据。

在步骤S13中，本实施例中的第二预设压力范围可以是用户处于站立状态时压力传感器检测到的压力数据波动的范围。当第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于站立状态，从而可以控制阻力装置适应性调整其阻尼值以提高用户站立状态时的舒适度。由于第一压力数据变化至第二压力数据时改变膝关节的阻尼值可能导致用户还未站稳而导致摔跤，故当第二压力数据保持在第二预设压力范围预设时间后判定用户处于站立状态，从而可以控制阻力装置调整阻尼值。

请参阅图4，在一些实施例中，当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值包括：

步骤S21，将坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至站立模式对应的第二弯曲阻尼值。

在步骤S21中，阻力装置的弯曲阻尼值可以在用户坐下或起身时假腿的膝关节能够提供弯曲阻力，从而为用户坐下或起身时提供支撑力，使得用户在坐下时能够避免坐下过快而摔跤或者起身过快而摔跤。需要说明的是，膝关节的弯曲阻力越大，其为用户提供的支撑力越强。

本申请实施例中的阻力装置通过活塞杆与膝关节的转轴连接，阻力装置包括驱动电机和液压缸，液压缸位于驱动电机的上方。需要说明的是，驱动电机分为第一驱动电机和第二驱动电机，即液压缸下方并排分布有两个驱动电机，分别控制伸展阻力和弯曲阻力。当用户做坐下动作时，大腿部向下压的过程中，阻力装置中的驱动电机可以驱动阻力装置中的调节阀调节对应的弯曲阻力和伸展阻力，再通过活塞杆传动可以调节转轴的转动速度，从而可以切换假腿的控制模式，如将假腿从坐立模式切换为站立模式。

在本实施例中可以是通过第一驱动电机驱动阻力装置将坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至站立模式对应的第二弯曲阻尼值。需要说明的是，本实施例中的第一驱动电机驱动阻力装置中的液压缸调节弯曲阻尼值，其中，弯曲阻尼中取决于液压缸中的油路结构中的流量大小。例如，本申请实施例中的液压缸分别设有与第一驱动电机和第二驱动电机对应连接设置的第一拨杆和第二拨杆，第一拨杆和第二拨杆分别对应连接第一调节阀和第二调节阀，则可以通过第一驱动电机驱动液压缸上与第一驱动电机连接的第一拨杆，从而带动液压缸内的第一调节阀转动，以调节液压缸中第一调节阀对应油路中的流量，当第一通道的流量越大时，弯曲阻尼值越小。如此，根据阻力装置的第一驱动组件驱动阻力装置的第一调节阀调节阻力装置中的第一通道的流量以调节弯曲阻尼值，可以使得假腿的弯曲阻尼值能够更加适应用户舒适度进行调节。

请参阅图5，在一些实施例中，当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值还包括：

步骤S22，将坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至站立模式对应的第二伸展阻尼值。

在步骤S22中，通过调节伸展阻尼值可以调节用户站立后小腿的灵活度，可以理解，伸展阻尼值越大，小腿部越难伸展即小腿部的灵活度越小，同理，伸展阻尼值越小，小腿部越容易伸展即小腿部的灵活度越大。本实施例中，通过控制膝关节上阻力装置的伸展阻尼值调大，可以使得用户站立后能够避免小腿过于灵活而在后续行走时容易摔跤，从而可以提高用户行走时的稳定性。

本实施例中可以通过第二驱动电机驱动阻力装置将坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至站立模式对应的第二伸展阻尼值。本实施例中，可以通过第二驱动电机驱动液压缸上与第二驱动电机连接的第二拨杆，从而带动液压缸内的第二调节阀转动，以调节液压缸中第二调节阀对应油路中的流量，当第二通道的流量越小时，伸展阻尼值越大。如此，根据阻力装置的第二驱动组件驱动阻力装置的第二调节阀调节阻力装置中的第二通道的流量以调节伸展阻尼值，可以使得假腿的伸展阻尼值能够更加适应用户状态进行调节。本申请实施例中，可以通过控制液压缸调小第二流量，以调大伸展阻尼值，从而使得用户站立后小腿部能够更加的稳定。

本发明进一步提出一种控制装置。

请参阅图6，本申请实施例中的控制装置100包括：

检测模块10，用于检通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；

切换模块20，用于若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，检测模块10包括：

压力检测单元，用于通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；

状态确定单元，用于若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态；以及用于若第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态。

在一些实施例中，切换模块20包括：

第一阻尼调整单元，用于将坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至站立模式对应的第二弯曲阻尼值。

在一些实施例中，切换模块20还包括：

第二阻尼调整单元，用于将坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至站立模式对应的第二伸展阻尼值。

请参阅图7，本发明进一步还提出一种智能假腿200，智能假腿200包括假腿本体210和处理器220，处理器用于实现上述实施例的假腿模式切换控制方法。

以上所述的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (3)

1.一种假腿模式切换控制方法，其特征在于，包括：

通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；

若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，所述第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，所述第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值；

所述通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图包括：

通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；

若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态；

所述判定用户处于坐定状态之后还包括：

若所述第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态，所述第一压力数据小于所述第二压力数据；

所述当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值包括：

将所述坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至所述站立模式对应的第二弯曲阻尼值；

将所述坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至所述站立模式对应的第二伸展阻尼值。

2.一种控制装置，其特征在于，包括：

检测模块，用于检通过假腿的压力传感器检测用户的压力变化数据以检测用户的动作意图；

切换模块，用于若用户正在做起身动作，则当用户站立后控制假腿的阻力装置将所述假腿的坐立模式对应的第一阻尼值切换为站立模式对应的第二阻尼值，所述第一阻尼值包括第一伸展阻尼值和第一弯曲阻尼值，所述第二阻尼值包括第二伸展阻尼值和第二弯曲阻尼值；

所述检测模块包括：

压力检测单元，用于通过压力传感器检测用户小腿部的第一压力数据；

状态确定单元，用于若第一压力数据在第一预设时间内保持在第一预设压力范围内，则判定用户处于坐定状态；以及用于若所述第一压力数据变化至第二压力数据且在预设时间保持在第二预设压力范围时，则判定用户处于完成起身动作后的站立状态；

所述切换模块包括：

第一阻尼调整单元，用于将所述坐立模式对应的第一弯曲阻尼值调小至所述站立模式对应的第二弯曲阻尼值；

第二阻尼调整单元，用于将所述坐立模式对应的第一伸展阻尼值调大至所述站立模式对应的第二伸展阻尼值。

3.一种智能假腿，其特征在于，包括假腿本体和处理器，所述处理器用于实现权利要求1所述的假腿模式切换控制方法。