[发明专利]一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法，控制模块根据接收到运动状态检测模块和姿态检测模块发来的运动信息和姿态信息进行计算和判断，得出用户的实时运动状态是否异常，如用户实时运动状态异常，则发出启动安全模式的指令，如实时运动状态正常，则发出下一步运动指令；一安全模块，用于接收所述控制模块发送的启动安全模式的指令，根据该指令启动安全模式；一驱动模块，用于接收所述控制模块发送的下一步运动指令，根据该指令驱动辅助装置运动。本发明提供的一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法的有益效果在于：安全性高，力矩大，便于根据需求进行调整，适应性强，具有良好的推广前景。

技术领域

本发明涉及智能机器人技术领域，具体来说是一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法。

背景技术

随着快速老龄化社会的来临，许多人可能正由于关节问题而经受不便和/或疼痛。因此，对于能够使具有关节问题的老年人和/或患者步行更轻松的步行辅助装置的兴趣日益增长。此外，用于加强人体的肌肉力量的步行辅助装置可用于军事目的。同时为了使残疾人实现自主行走，现在有许多公司推出了自己的行走辅助装置，例如Rewalk，HAL，REX等都是这类产品的典型代表。以下专利与申请技术最为接近：公开号CN105726267A，辅助扭矩设置方法和设备，三星电子株式会社，以及公开号CN106166105A，步行辅助装置，本田技研工业株式会社。上述两种辅助装置分别有如下缺点：1.步行辅助装置大都仅考虑了平地行走的情况，同时由于重量和体积的限制，无法输出足够辅助爬楼的力矩。这些产品没有任何安全监测与硬性保护措施，使用者的安全无法保证2.ReWalk一类的外骨骼，有着动力充沛，复杂地形适应性好的优点，但同时体积重量较大，并不适合在楼梯这一类狭窄地形中使用。而且用户处于完全被动的状态，用户体验较差。同时若使用者之前有一定运动能力，长时间使用ReWalk的话，由于使用者完全处于被动状态，由机器带动人体，容易导致肌肉萎缩等问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种上楼辅助装置的控制系统及其控制方法来解决现有技术中辅助装置适应性差、安全措施欠缺，以及人机互动性能差的缺陷。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种上楼辅助装置的控制系统，辅助装置包括固定在用户身体不同位置的驱动机构；控制系统包括：

一控制模块，用于接收各个检测模块发送的信息；

一运动状态检测模块，用于检测用户各个部位的运动信息，并将该运动信息发送给所述控制模块；

一姿态检测模块，用于检测用户身体姿态信息，并将该姿态信息发送给所述控制模块；

控制模块根据接收到的运动信息和姿态信息进行计算和判断，得出用户的实时运动状态是否异常，如用户实时运动状态异常，则发出启动安全模式的指令，如实时运动状态正常，则发出下一步运动指令；

一安全模块，用于接收所述控制模块发送的启动安全模式的指令，根据该指令启动安全模式；

一驱动模块，用于接收所述控制模块发送的下一步运动指令，根据该指令驱动辅助装置的驱动机构进行下一步动作。

优选的，所述驱动机构包括固定在用户左右腿上的伺服电机；所述运动状态检测模块包括固定在所述伺服电机上的第一传感器。

优选的，所述第一传感器为伺服电机编码器，或角度传感器，或倾角传感器，或陀螺仪。

优选的，所述姿态检测模块包括固定在用户身体各个部位的多个第二传感器。

优选的，所述第二传感器为九轴传感器，固定在用户腰部。

本发明还提供一种上楼辅助装置的控制方法包括以下步骤：

1)运动状态检测模块和姿态检测模块分别实时检测用户的运动状态信息和姿态信息，并将运动状态信息和姿态信息发送给控制模块；