1.步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人,其特征在于,包括:本體、控制單元、扶手、用于測量用戶作用于扶手上作用力的力傳感器、用于檢測用戶行走速度的可穿戴傳感器和用于驅(qū)動本體移動的驅(qū)動機(jī)構(gòu),所述扶手設(shè)置于本體上部,所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)設(shè)置于本體下部,所述力傳感器設(shè)置于所述扶手的上部、內(nèi)部或扶手與所述本體連接的位置;所述控制單元與所述力傳感器及驅(qū)動機(jī)構(gòu)電連接,所述可穿戴傳感器與所述控制單元有線或無線連接。
2.用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于,包括以下步驟:
(1)可穿戴傳感器測量用戶實時的行走速度,力傳感器測量本體與用戶之間的作用力;
(2)所述可穿戴傳感器及將其所測得的行走速度反饋給步態(tài)康復(fù)機(jī)器人的控制單元,所述力傳感器將其測得的作用力反饋給步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的控制單元;
(3)步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的控制單元根據(jù)所反饋的用戶行走速度調(diào)整本體運(yùn)行速度,使本體運(yùn)行速度與用戶行走速度一致,并根據(jù)所反饋的作用力反饋調(diào)節(jié)本體運(yùn)行速度,使本體跟隨用戶的行走速度運(yùn)行并提供給用戶牽引力。
3.如權(quán)利要求2所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:所述力傳感器測得的作用力包括豎直方向上步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人提供給用戶上肢的支撐力以及水平方向上提供給用戶的實際牽引力。
4.如權(quán)利要求3所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:可穿戴傳感器測量的用戶行走速度作為基礎(chǔ)速度設(shè)定量發(fā)送給步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的控制單元,控制單元控制本體的驅(qū)動機(jī)構(gòu)的運(yùn)行速度,使本體的運(yùn)行速度與用戶行走速度一致,步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人計算的理論牽引力作為牽引力設(shè)定值發(fā)送給該機(jī)器人的控制單元,通過與力傳感器測量的實際牽引力比較,反饋調(diào)節(jié)本體的運(yùn)行速度。
5.如權(quán)利要求4所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人通過其提供給用戶上肢的支撐力以及用戶的行走速度計算本體提供給用戶的理論牽引力大?。?/p>
式中:為理論牽引力,為通過對用戶行走速度微分得到的用戶行走加速度,為步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人提供給用戶的支撐力,為重力加速度,為用戶在步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的幫助下靜止站立時步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人提供給用戶的牽引力,由力傳感器測得。
6.如權(quán)利要求4所述用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于,所述理論牽引力小于所述實際牽引力時,則步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人在本體現(xiàn)有運(yùn)行速度的基礎(chǔ)上反饋調(diào)節(jié)本體運(yùn)行速度以降低速度,適應(yīng)用戶的行走;步所述理論牽引力大于所述實際牽引力時,則步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人在本體現(xiàn)有運(yùn)行速度的基礎(chǔ)上反饋調(diào)節(jié)本體運(yùn)行速度以增大速度,適應(yīng)用戶的行走。
7.如權(quán)利要求6所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:反饋調(diào)節(jié)本體運(yùn)行速度的調(diào)節(jié)范圍為-0.15m/s至+0.15m/s。
8.如權(quán)利要求3所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:所述力傳感器為兩個,所述兩個力傳感器分別設(shè)置于扶手與人雙手相互作用的相應(yīng)位置。
9.如權(quán)利要求8所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的控制單元根據(jù)用戶左右兩手對應(yīng)的實際牽引力的差值來調(diào)節(jié)本體的轉(zhuǎn)向。
10.如權(quán)利要求9所述的用于步態(tài)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的力反饋控制方法,其特征在于:左手一側(cè)對應(yīng)實際牽引力大于右手一側(cè)對應(yīng)的實際牽引力時,則根據(jù)差值大小控制本體向右旋轉(zhuǎn)角度;右手一側(cè)對應(yīng)的實際牽引力大于左手一側(cè)對應(yīng)的實際牽引力時,則根據(jù)差值大小控制本體向左旋轉(zhuǎn)角度。