1.一種基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,包括用戶-外骨骼結(jié)構(gòu)模塊(0)、肌電信號(hào)采集模塊(1)、肌電信號(hào)處理模塊(2)、軌跡生成模塊(3)、位置速度反饋模塊(4)、阻抗控制模塊(5)以及位置控制模塊(6);
所述肌電信號(hào)采集模塊(1)的輸入端連接所述戶-外骨骼結(jié)構(gòu)模塊(0),輸出端連接所述肌電信號(hào)處理模塊(2)的輸入端;所述阻抗控制模塊(5)的輸入端連接肌電信號(hào)處理模塊(2)的輸出端,輸出端連接到軌跡生成模塊(3)的輸入端;所述位置控制模塊(6)采集位置速度反饋模塊(4)和軌跡生成模塊(3)的輸出信號(hào);所述位置控制模塊(6)的輸出端連接所述用戶-外骨骼結(jié)構(gòu)模塊(0)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述肌電信號(hào)采集模塊(1)包括相連接的肌電電極子模塊(11)和肌電帶通濾波子模塊(12);
所述肌電電極子模塊(11),用于對(duì)肌電信號(hào)的采集;所述肌電帶通濾波子模塊(12)用于對(duì)肌電信號(hào)的帶通濾波。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述肌電信號(hào)處理模塊(2)包括相連接的整流子模塊(21)和低通濾波子模塊(22);
所述肌電信號(hào)處理模塊(2),用于對(duì)肌電信號(hào)進(jìn)行整流、低通濾波。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述阻抗控制模塊(5)包括相連的力矩估計(jì)子模塊(51)與阻抗控制子模塊(52),用于從所述肌電信號(hào)處理模塊(2)輸出的肌電信號(hào)中獲取關(guān)節(jié)力矩信息,并將關(guān)節(jié)力矩信息轉(zhuǎn)換為CPG的相關(guān)狀態(tài)變量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,軌跡生成模塊(3)包括依次相連的自由度設(shè)定子模塊(31)、狀態(tài)變量設(shè)定子模塊(32)和CPG子模塊(33);
所述軌跡生成模塊(3)用于根據(jù)CPG的相關(guān)狀態(tài)變量生成外骨骼各主動(dòng)關(guān)節(jié)的參考軌跡曲線。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,位置速度反饋模塊(4)包括相連的編碼器脈沖計(jì)數(shù)子模塊(41)和數(shù)值差分子模塊(42);
子編碼器脈沖計(jì)數(shù)子模塊(41)用于反饋位置信息,數(shù)值差分子模塊(42)用于反饋速度信息。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述位置控制模塊(6)包括PID控制子模塊(61),用于根據(jù)參考軌跡曲線、外骨骼的位置和速度信息模塊完成對(duì)外骨骼的軌跡追蹤。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述肌電電極子模塊(11)采用兩個(gè)個(gè)商用生物測(cè)定學(xué)電極片;
所述肌電帶通濾波子模塊(12)的頻帶范圍為20~500Hz。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述整流子模塊(21)用于取肌電信號(hào)的絕對(duì)值;低通濾波子模塊(22)的截止頻率設(shè)定為10Hz。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于協(xié)調(diào)阻抗控制的下肢外骨骼康復(fù)系統(tǒng),其特征在于,所述位置控制模塊(6)采用PID控制器。