一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法
专利汇可以提供一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于 稳定性 准则的下肢康复 外骨骼 机器人 步态规划方法，包含如下步骤：(1)康复训练计划提供训练步长和步幅，步频由患者心率提供。若心率升高，说明训练量过大；若心率变化不大，说明患者训练强度不够，康复医生需要调整康复训练计划直到有效的训练量。(2)康复外骨骼机器人根据步长、步幅、步频等输入参数，调用ZMP稳定性规则，计算出踝关节、膝 关节 角 度 、 角速度 、角 加速 度数据，然后康复外骨骼机器人的 控制器 根据关节数据进行伺服控制，从而指导患者进行康复训练。，下面是一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法专利的具体信息内容。
1.一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法，其特征在于包含如下步骤：
(1)康复训练计划提供训练步长和步幅，步频由患者心率提供；若心率升高，说明训练量过大；若心率变化不大，说明患者训练强度不够，康复医生需要调整康复训练计划直到有效的训练量；
(2)康复外骨骼机器人根据步长、步幅、步频等输入参数，调用ZMP稳定性规则，计算出踝关节、膝关节角度、角速度、角加速度数据，然后康复外骨骼机器人的控制器根据关节数据进行伺服控制，从而指导患者进行康复训练。
2.根据权利要求1所述的一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法，其特征在于康复外骨骼机器人的ZMP公式为：
其中：
-xzmp为康复外骨骼机器人ZMP在x轴方向的位置；
-yzmp为康复外骨骼机器人ZMP在y轴方向的位置；
-mi为康复外骨骼机器人部件i的质量；
-xi、yi、zi为康复外骨骼机器人部件i的质心坐标；
-n为康复外骨骼机器人部件数量；
-g为重力加速度；
康复外骨骼机器人ZMP轨迹通过康复外骨骼机器人的双脚运动轨迹(位置)进行计算，康复外骨骼机器人的双脚运动轨迹通过步长、步幅、步频获得。
3.根据权利要求2所述的一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法，其特征在于通过式(1)计算出康复外骨骼机器人各个部件i的位姿；
根据康复外骨骼机器人的运动学方程，获得康复外骨骼机器人的Jacobi矩阵，Jacobi矩阵表示康复外骨骼机器人各个部件i的位姿与康复外骨骼机器人各个关节信息的函数关系；康复外骨骼机器人运动学方程为：
其中：
-xi、yi、zi表示康复外骨骼机器人各个部件i的位姿；
-θi， 表示康复外骨骼机器人各个关节信息；
康复外骨骼机器人Jacobi矩阵J为：
其中：
-θi， 表示康复外骨骼机器人各个关节信息；
-J为康复外骨骼机器人Jacobi矩阵。
4.根据权利要求3所述的一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法，其特征在于：
(1)假设康复外骨骼机器人的步长为Xl，步幅为Xs；
(2)假设康复训练中，外骨骼机器人的重心高度保持不变；
(3)把下肢康复外骨骼机器人简化为左小腿L1、左大腿L2、右小腿L3、右大腿L4四个部件进行数学建模；
(4)根据运动学式(2)和ZMP公式式(1)可计算出康复外骨骼机器人左腿步态为：
θ1＝-β-α1
θ2＝α1+α2
β＝arctan(Xl/Xs)
L＝(L1+L2)*cos(β)
其中：
-θ1表示左踝关节：
-θ2表示左膝关节。
5.根据权利要求4所述的一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法，其特征在于康复外骨骼机器人右腿步态为：
θ3＝-β-α3
θ4＝α1+α4
β＝arctan(Xl/Xs)
L＝(L3+L4)*cos(β)
其中：
-θ3表示右踝关节；
-θ4表示右膝关节。
一种基于稳定性准则的下肢康复外骨骼机器人步态规划方法
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