本實(shí)用新型涉及康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是涉及一種可穿戴仿生康復(fù)外骨骼的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前世界上的截癱用戶人數(shù)逐年增多，不僅給用戶造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時(shí)也造成了一定的心理負(fù)擔(dān)。因此，截癱助行與康復(fù)已經(jīng)成為一個(gè)日益嚴(yán)峻的社會(huì)問(wèn)題。近年來(lái)，由于各種各樣的原因(例如地震等自然災(zāi)害)，我國(guó)下肢癱瘓的人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了數(shù)十萬(wàn)。對(duì)于那些完全癱瘓的用戶而言，純粹的藥物治療和手術(shù)治療無(wú)法使用戶徹底康復(fù)，因此，需要借助康復(fù)工程的手段去改善或代替癱瘓病人失去的功能?？祻?fù)型外骨骼是一種穿戴在下肢，由電機(jī)關(guān)節(jié)帶動(dòng)下肢運(yùn)動(dòng)功能障礙用戶相應(yīng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，達(dá)到訓(xùn)練/代償行走功能的機(jī)械裝置。為了解決截癱病人長(zhǎng)期臥床或者坐輪椅引起的壓瘡和肌肉萎縮等疾病，幫助他們站立和行走，提高其生活質(zhì)量，并減輕用戶家庭和社會(huì)的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，研究開(kāi)發(fā)具有高科技含量和自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的康復(fù)型外骨骼和相應(yīng)的協(xié)同外骨骼控制系統(tǒng)具有十分重要的實(shí)際意義?，F(xiàn)在可穿戴仿生外骨骼技術(shù)還存在許多不足的地方，在控制系統(tǒng)的搭建與使用方面還存在不足以及發(fā)展空間。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提供一種安全、方便、穩(wěn)定的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)。

本實(shí)用新型目的通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)，包括主控板、電機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無(wú)線手表控制端、數(shù)據(jù)庫(kù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器、醫(yī)生客戶端和家屬客戶端；

所述主控板分別與電機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及無(wú)線手表控制端連接；主控板還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器相連接；

所述醫(yī)生客戶端和家屬客戶端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫(kù)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫(kù)還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主控板連接；

為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型目的，優(yōu)選地，所述主控板包括內(nèi)部接口、外部接口、通信 模塊、定位模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源保護(hù)模塊和處理器；內(nèi)部接口包括CAN1模塊、CAN2模塊、內(nèi)串口；外部接口包括外串口和USB/HUB模塊；通信模塊包括以太網(wǎng)調(diào)試模塊、無(wú)線網(wǎng)卡、4G模塊、2.4G無(wú)線模塊；定位模塊主要為GPS模塊；電源轉(zhuǎn)換模塊包括總開(kāi)關(guān)、3.3VLDO模塊、5VDCDC模塊、MOS模塊和電源模塊；電源保護(hù)模塊主要為電流檢測(cè)器；處理器包括中央處理器和第一微處理器；所述電源保護(hù)模塊、定位模塊、內(nèi)部接口和外部接口都與中央處理器連接；以太網(wǎng)調(diào)試模塊、無(wú)線網(wǎng)卡和4G模塊都與中央處理器連接，2.4G無(wú)線模塊與第一微處理器連接；第一微處理器通過(guò)內(nèi)串口與中央處理器相連接；總開(kāi)關(guān)分別與24V鋰電池、3.3VLDO模塊和5VDCDC模塊連接；5VDCDC模塊通過(guò)MOS模塊與電源模塊相連接，電源模塊與中央處理器連接；3.3VLDO模塊與第一微處理器相連接。

優(yōu)選地，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)由左肢CAN總線與右肢CAN總線組成；左肢CAN總線與右肢CAN都與CAN2模塊相連接；左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)、左膝電機(jī)傳感器、左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)和左髖電機(jī)傳感器；右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括右肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)、右膝電機(jī)傳感器、右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)和右髖電機(jī)傳感器；

所述左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)、右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)、左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)、右肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)323都包括傾角傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊、電壓轉(zhuǎn)換模塊和第二微處理器；所述傾角傳感器、加速度傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊都分別與第二微處理器連接；壓力傳感器與AD轉(zhuǎn)換模塊連接；電壓轉(zhuǎn)換模塊與CAN2模塊連接。

優(yōu)選地，所述左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)與右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)的傾角傳感器與加速度傳感器同放置于軀干傾角傳感器放置卡槽；左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)的傾角傳感器與加速度傳感器同放置于小腿支架處，壓力傳感器放置于腳底壓力傳感器放置槽；左髖電機(jī)傳感器、右髖電機(jī)傳感器、左膝電機(jī)傳感器和右膝電機(jī)傳感器是相同類型的傳感器，分別放置于左肢髖部電機(jī)、右肢髖部電機(jī)、左肢膝部電機(jī)、右肢膝部電機(jī)的內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制系統(tǒng)包括電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)；每個(gè)電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)組成一個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)編碼器與主控板的MOS模塊直接相連；左肢髖部電機(jī)、右肢髖部電機(jī)、左肢膝部電機(jī)、右肢膝部電機(jī)的CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器掛載在統(tǒng)一CAN1模塊總線上。

優(yōu)選地，所述無(wú)線手表控制端包括2.4G無(wú)線模塊、傾角傳感器、按鍵、顯示屏以及第三微處理器；所述2.4G無(wú)線模塊、傾角傳感器、按鍵和顯示屏都分別與第三微處理器連接；所述無(wú)線手表控制端佩戴在仿生康復(fù)外骨骼使用患者手腕處；2.4G無(wú)線模塊通過(guò)無(wú)線通信方式與主控板連接。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器包括身份認(rèn)證模塊、指令控制模塊、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊、定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊、預(yù)警模塊和通信模塊；身份認(rèn)證模塊和指令控制模塊分別與通信模塊連接；定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊和實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊分別與預(yù)警模塊連接；預(yù)警模塊與通信模塊相連接。

應(yīng)用所述的系統(tǒng)的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制方法，包括以下步驟：

步驟S10：用戶按下總開(kāi)關(guān)開(kāi)機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼開(kāi)始工作；

步驟S11：仿生康復(fù)外骨骼開(kāi)始進(jìn)行自檢，檢查主控板是否正常，電機(jī)系統(tǒng)是否正常，傳感器網(wǎng)絡(luò)是否正常，通知遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)仿生康復(fù)外骨骼已經(jīng)開(kāi)機(jī)；若自檢發(fā)現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S13；若自檢正常，則進(jìn)入步驟；

步驟S13：仿生康復(fù)外骨骼向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)請(qǐng)求排除異常，通過(guò)步驟S14判斷異常是否排出，若遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)排除異常，則進(jìn)入步驟；若異常沒(méi)有排除，則系統(tǒng)報(bào)告提示用戶錯(cuò)誤后，進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S12：電機(jī)控制系統(tǒng)打開(kāi)與電機(jī)連接；

步驟S15：主控板等待無(wú)線手表控制端發(fā)送站立指令，若用戶發(fā)送站立指令后進(jìn)入步驟S16；

步驟S16：主控板接收傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)判斷用戶是否處于坐下?tīng)顟B(tài)，若用戶處于坐下?tīng)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S18；若用戶不處于坐下?tīng)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S17；

步驟S17：提示用戶調(diào)整坐姿，重新進(jìn)入步驟S16進(jìn)行坐下?tīng)顟B(tài)判斷；

步驟S18：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行站立動(dòng)作；進(jìn)入步驟S19；

步驟S19:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控站立動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S20；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟S21；

步驟S20：停止當(dāng)前站立動(dòng)作執(zhí)行，返回動(dòng)作起始點(diǎn)，系統(tǒng)檢查排除錯(cuò)誤后，通知用戶重新進(jìn)行站立，重回步驟S15；

步驟S21：用戶狀態(tài)轉(zhuǎn)換為站立狀態(tài)，主控板采集傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)作為接下來(lái)動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中的參考閾值；進(jìn)入步驟S22；

步驟S22：主控板判斷用戶是否滿足邁步條件，此處邁步條件為用戶重心是否偏移到一邊，軀干是否前傾；若滿足觸發(fā)條件則進(jìn)入步驟S23；若不滿足則重新進(jìn)入S22進(jìn)行檢測(cè)；

步驟S23：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行邁步動(dòng)作；進(jìn)入步驟S24；

步驟S24:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控邁步動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟 S26；

步驟S25：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與主控板共同嘗試解決異常問(wèn)題，如電機(jī)宕機(jī)后清除錯(cuò)誤并重新連接；若異常能正常清除則進(jìn)入步驟S23，繼續(xù)完成邁步動(dòng)作；若異常不能正常清除則進(jìn)入步驟S27；

步驟S27：仿生康復(fù)外骨骼嘗試鎖死電機(jī)并調(diào)用機(jī)械鎖鎖住仿生康復(fù)外骨骼，并由遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求幫助信息；進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S26：判斷用戶是否想停止邁步動(dòng)作，若停止邁步動(dòng)作，則進(jìn)入步驟S28；若不停止邁步動(dòng)作，則重新進(jìn)入步驟S22判斷是否觸發(fā)下一步邁步動(dòng)作；

步驟S28：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行收腿動(dòng)作；進(jìn)入步驟S29；

步驟S29:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控收腿動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25，嘗試清除異常；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S31：用戶按下任意按鍵喚醒系統(tǒng)，并回到步驟S21；

步驟S41：醫(yī)生客戶端向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)起TCP連接，雙方建立連接后，向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送身份認(rèn)證信息；

步驟S42：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器驗(yàn)證醫(yī)生客戶端的身份信息，確認(rèn)該客戶端所具有的操作權(quán)限；若身份信息驗(yàn)證失敗，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器自動(dòng)關(guān)閉連接；

步驟S43：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器驗(yàn)證客戶端身份成功之后，從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取該用戶最新的數(shù)據(jù)記錄，包括仿生康復(fù)外骨骼的自檢信息，仿生康復(fù)外骨骼使用記錄，用戶生理數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)為定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊與實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊在工作過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)；

步驟S44：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生客戶端后，將等待接收醫(yī)生客戶端的控制指令；

步驟S45：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器收到醫(yī)生客戶端控制指令之后交由指令控制模塊處理控制指令，若控制指令合法則將控制指令通過(guò)通信模塊發(fā)送給主控板執(zhí)行指令，主控板返回執(zhí)行結(jié)果后，將執(zhí)行結(jié)果同步到數(shù)據(jù)庫(kù)并發(fā)送給醫(yī)生客戶端。

相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1)本實(shí)用新型遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接仿生康復(fù)外骨骼主控板，接收主控板發(fā)送的數(shù)據(jù)，分析歷史數(shù)據(jù)或者當(dāng)前數(shù)據(jù)，監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的狀態(tài)，并發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂浦噶?；本?shí)用新型提供的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)能進(jìn)行遠(yuǎn)程以及本地的監(jiān)控，提供更為安全的保障。

2)本實(shí)用新型數(shù)據(jù)庫(kù)直接連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，用以存儲(chǔ)主控板發(fā)送的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送過(guò)的指令，存儲(chǔ)仿生康復(fù)外骨骼使用患者的歷史數(shù)據(jù)分析患者的康復(fù)訓(xùn)練情況，并由醫(yī)生客戶端對(duì)仿生康復(fù)外骨骼配置作出適當(dāng)?shù)男薷模瑸槊總€(gè)不同的患者提供個(gè)性化的訓(xùn)練方案，具有方便、安全以及穩(wěn)定的特點(diǎn)。

3)本實(shí)用新型醫(yī)生終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)并向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送指令，作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；家屬終端通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器用以查看仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)；本實(shí)用新型便于醫(yī)生以及家屬能通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器及時(shí)了解患者狀態(tài)，制定合理的康復(fù)訓(xùn)練方案。

4)本實(shí)用新型遠(yuǎn)程服務(wù)器與本地系統(tǒng)共同監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的安全，提高安全新能。

5)本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單高效，出現(xiàn)錯(cuò)誤能快速查找并響應(yīng)。

附圖說(shuō)明

圖1是應(yīng)用本實(shí)用新型控制系統(tǒng)的可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的框架圖。

圖3為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)主控板的框架圖。

圖4為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的框架圖。

圖5為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)傳感器節(jié)點(diǎn)的框架圖。

圖6為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)的框架圖。

圖7為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)無(wú)線手表控制端的框架圖。

圖8為本實(shí)用新型的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的框架圖。

圖9為本實(shí)用新型可穿戴外骨骼系統(tǒng)工作流程圖。

圖10為實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與醫(yī)生客戶端交互的工作流程圖。

具體實(shí)施方式

為更好地理解本實(shí)用新型，下面將結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)作進(jìn)一步的說(shuō)明，需要說(shuō)明的是，實(shí)施方式僅用于解釋本實(shí)用新型，而不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制。

本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于可穿戴仿生外骨骼機(jī)械 腿康復(fù)裝置。本實(shí)用新型中，可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置與仿生康復(fù)外骨骼是同一意思。

圖1是可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖，可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置主要包括軀干支架1、大腿支架2、小腿支架3、左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7、腳底壓力傳感器放置槽8、軀干傾角傳感器放置卡槽9、綁帶10、背包內(nèi)層11、背包上層16、腕表12、拐杖13、觸地壓力傳感器14以及腳部支撐板15。拐杖13有兩根，分別通過(guò)用戶的左右手握住。

軀干支架1為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶上身；大腿支架2為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶左邊和右邊大腿上，小腿支架3為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶左邊和右邊小腿上；腳部支撐板15設(shè)置在用戶腳底；所述的綁定通過(guò)綁帶10進(jìn)行固定，綁帶10置于大腿支架2與小腿支架3中間部位；軀干支架1與左肢大腿支架2通過(guò)左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5連接；左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5的定子與軀干支架1通過(guò)螺絲固定，左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5的轉(zhuǎn)子與左肢大腿支架2通過(guò)可拔插結(jié)構(gòu)固定；當(dāng)左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，固定在定子上的軀干支架1與固定在轉(zhuǎn)子上的大腿支架2被轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)帶動(dòng)并產(chǎn)生相對(duì)角度運(yùn)動(dòng)；左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5控制兩者相對(duì)角度運(yùn)動(dòng)；大腿支架2與小腿支架3分別與左肢膝部電機(jī)6與右肢膝部電機(jī)7的定子和轉(zhuǎn)子連接；左肢膝部電機(jī)6與右肢膝部電機(jī)7連接著大腿支架2與小腿支架3并控制兩者相對(duì)角度運(yùn)動(dòng)；小腿支架3與腳部支撐板15活動(dòng)連接。腳部支撐板15承受著用戶身體的重量，腳部支撐板15上設(shè)置了腳底壓力傳感器放置槽8；腳底壓力傳感器產(chǎn)生的信號(hào)代表有力施加于它，其壓力值取決于用戶的姿態(tài)。軀干傾角傳感器放置卡槽9放置于軀干支架1的左右兩側(cè)的中間位置，用于放置傾角傳感器。背包內(nèi)層11與背包上層16粘合于軀干支架1后面，背包內(nèi)層11用于放置主控板100，背包上層16用于放置24V鋰電池176。腕表12佩戴于用戶左手手腕，拐杖13握于用戶左右兩只手用于支撐身體，觸地壓力傳感器14置于拐杖底部，用于獲取拐杖觸地壓力值。

如圖2所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)包括主控板100、電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300、無(wú)線手表控制端400、數(shù)據(jù)庫(kù)500、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600、醫(yī)生客戶端700和家屬客戶端800；其中，主控板100、電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300以及無(wú)線手表控制端400構(gòu)成可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)500、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600、醫(yī)生客戶端700以及家屬客戶端800構(gòu)成可穿戴外骨骼遠(yuǎn)程系統(tǒng)。主控板100分別與電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300以及無(wú)線手表控制端400連接；主控板還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服 務(wù)器600相連接；醫(yī)生客戶端700和家屬客戶端800通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600；數(shù)據(jù)庫(kù)500與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600連接，數(shù)據(jù)庫(kù)500還通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主控板100連接。

主控板100放置于背包上層16中；主控板100與電機(jī)控制系統(tǒng)200相連，為電機(jī)控制系統(tǒng)200供電，發(fā)送控制指令和讀取控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)。主控板100與傳感器網(wǎng)絡(luò)300相連接，從傳感器網(wǎng)絡(luò)300中讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)；主控板100與無(wú)線手表控制端400相連接，主控板100接收仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的控制指令并向無(wú)線手表控制端400傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)；主控板100通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接，主控板100向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600進(jìn)行雙向通信，交換控制指令、傳感器數(shù)據(jù)、仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)以及仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者狀態(tài)等信息。醫(yī)生客戶端700以及家屬客戶端800通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接；數(shù)據(jù)庫(kù)500通過(guò)網(wǎng)絡(luò)與主控板100連接；數(shù)據(jù)庫(kù)500還與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600連接。

如圖3所示，主控板100包括內(nèi)部接口、外部接口、通信模塊、定位模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源保護(hù)模塊和處理器。內(nèi)部接口包括CAN1模塊110、CAN2模塊111、內(nèi)串口160；外部接口包括外串口162和USB/HUB模塊161；通信模塊包括以太網(wǎng)調(diào)試模塊120、無(wú)線網(wǎng)卡121、4G模塊140、2.4G無(wú)線模塊123；定位模塊主要為GPS模塊150；電源轉(zhuǎn)換模塊包括總開(kāi)關(guān)170、3.3VLDO模塊173、5VDCDC模塊172、MOS模塊171和電源174；電源保護(hù)模塊主要為電流檢測(cè)器175；處理器包括中央處理器190和第一微處理器191。電源保護(hù)模塊、定位模塊、內(nèi)部接口和外部接口都與中央處理器連接；以太網(wǎng)調(diào)試模塊120、無(wú)線網(wǎng)卡121和4G模塊140都與中央處理器連接，2.4G無(wú)線模塊123與第一微處理器191連接；

其中，內(nèi)部接口中，CAN1模塊110分別與電機(jī)控制系統(tǒng)200中的伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)220和中央處理器190直接相連，通過(guò)CAN總線協(xié)議完成中央處理器190與電機(jī)控制系統(tǒng)200的雙向通信，中央處理器向190向電機(jī)發(fā)送控制指令，伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)220向中央處理器發(fā)送指令執(zhí)行狀態(tài)、電機(jī)配置信息、電機(jī)狀態(tài)等信息。CAN2模塊111分別與傳感器網(wǎng)絡(luò)300和中央處理器190直接相連，通過(guò)CAN總線協(xié)議完成中央處理器190與傳感器網(wǎng)絡(luò)300的雙向通信，中央處理器190向傳感器網(wǎng)絡(luò)300發(fā)送以及數(shù)據(jù)請(qǐng)求以及網(wǎng)絡(luò)配置信息，如發(fā)送頻率，開(kāi)關(guān)傳感器節(jié)點(diǎn)等，傳感器網(wǎng)絡(luò)300向中央處理器190發(fā)送采集的傳感器數(shù)據(jù)以及報(bào)告?zhèn)鞲衅鳡顟B(tài)。

外部接口中，外串口162完成對(duì)中央處理器190中程序的更新，系統(tǒng)的燒寫(xiě)等功能，也作為拓展功能的預(yù)留接口。USB/HUB模塊161完成向中央處理器拷入拷出數(shù)據(jù)的功能。

以太網(wǎng)調(diào)試模塊120實(shí)現(xiàn)在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中開(kāi)發(fā)人員接入中央處理，查看仿生康復(fù)外骨骼運(yùn)行狀態(tài)，修改配置文件信息，以及手動(dòng)發(fā)送控制指令調(diào)試仿生康復(fù)外骨骼。無(wú)線網(wǎng)卡121與4G模塊140直接與中央處理器190相連接，無(wú)線網(wǎng)卡121通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接，完成中央處理器190與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的通信，無(wú)線網(wǎng)卡121運(yùn)行在具有流暢WIFI熱點(diǎn)接入的環(huán)境中，當(dāng)運(yùn)行環(huán)境中不具備WIFI接入條件時(shí)自動(dòng)切換為4G模塊140提供中央處理器100與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的通信。在4G模塊140與無(wú)線網(wǎng)卡121都不具備工作條件，比如仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者在郊區(qū)活動(dòng)時(shí)，中央處理器190將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在本地，等待4G模塊140與無(wú)線網(wǎng)卡121正常工作再與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行通信。GPS模塊150為仿生康復(fù)外骨骼使用患者提供定位服務(wù)，并周期地將位置信息傳送給中央處理器190，中央處理器190將位置信息傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600，實(shí)時(shí)監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的位置信息，用以在意外出現(xiàn)的時(shí)候及時(shí)找到仿生康復(fù)外骨骼使用患者。

電源轉(zhuǎn)換模塊中，總開(kāi)關(guān)170與24V鋰電池176相連接，作為供電電源的開(kāi)關(guān)，并具備分流功能。3.3VLDO模塊173和5VDCDC模塊172都與總開(kāi)關(guān)相連接，完成電壓轉(zhuǎn)換功能，5VDCDC模塊172通過(guò)MOS模塊171與電源174模塊相連接，將24V電壓轉(zhuǎn)換為中央處理器190的5V供電電壓；3.3VLDO模塊173與第一微處理器191相連接，將24V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V第一微處理器191的供電電壓。MOS模塊171完成電壓限制功能，在24V鋰電池176供電電壓不足時(shí)切斷電源保護(hù)仿生康復(fù)外骨骼安全。電機(jī)編碼器210分別與MOS模塊171和電流檢測(cè)器模塊175連接；電流檢測(cè)器模塊175采集輸入電機(jī)編碼器210的電流，當(dāng)電流數(shù)值過(guò)大，切斷對(duì)電機(jī)控制系統(tǒng)200的供電，保護(hù)電機(jī)的安全運(yùn)行。

第一微處理器191通過(guò)內(nèi)串口160與中央處理器190相連接，第一微處理器191作為無(wú)線手表控制端400與中央處理器190的連接橋梁，將中央處理器190與無(wú)線手表控制端400之間的通信數(shù)據(jù)以自定義的方式打包，同時(shí)減輕中央處理器的負(fù)載。

加速度傳感器130與中央處理器190相連接；加速度傳感器130采集背包的加速度狀況，采集的數(shù)據(jù)具有與傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)一樣的性質(zhì)，其數(shù)據(jù)值是判斷仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的組成部分。

如圖4所示，傳感器網(wǎng)絡(luò)300由左肢CAN總線與右肢CAN總線組成，兩條CAN總線與CAN2模塊111相連接，通過(guò)CAN2模塊111接收發(fā)送數(shù)據(jù)至中央處理器190；傳感器網(wǎng)絡(luò)300為左右對(duì)稱結(jié)構(gòu)，左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321、左膝電機(jī)傳感器311、左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320和左髖電機(jī)傳感器310；相應(yīng)地右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括右肢小腿傳 感器節(jié)點(diǎn)323、右膝電機(jī)傳感器313、右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)322和右髖電機(jī)傳感器312。左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321放置于小腿支架3處；左膝電機(jī)傳感器311放置于左肢膝部電機(jī)6處；左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320放置于大腿支架2處；左髖電機(jī)傳感器310放置于左肢髖部電機(jī)4處。右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)同左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)放置部署方式相對(duì)應(yīng)。左髖電機(jī)傳感器310、右髖電機(jī)傳感器312、左膝電機(jī)傳感器311以及右膝電機(jī)傳感器313用以讀取各個(gè)對(duì)應(yīng)位置電機(jī)的位置信息，當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)。左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320與右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)322分別放置于左右大腿支架2上，左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321與右肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)323分別放置于左右小腿支架3上。左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320與右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)322、左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321、右肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)323除放置位置不同外，具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)。

如圖5所示，左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320、右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)322、左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321、右肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)323都包括傾角傳感器3201、加速度傳感器3202、壓力傳感器3203、AD轉(zhuǎn)換模塊3204、電壓轉(zhuǎn)換模塊3205和第二微處理器3206；傾角傳感器3201、加速度傳感器3202、AD轉(zhuǎn)換模塊3204和電壓轉(zhuǎn)換模塊3205都分別與第二微處理器3206連接；壓力傳感器3203與AD轉(zhuǎn)換模塊3204連接；電壓轉(zhuǎn)換模塊3205與CAN2模塊111連接。左肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)320與右肢大腿傳感器節(jié)點(diǎn)322的傾角傳感器3201與加速度傳感器3202同放置于軀干傾角傳感器放置卡槽9，用以測(cè)量仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者運(yùn)動(dòng)加速度以及軀干傾角角度，判斷仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者實(shí)時(shí)姿態(tài)。左肢小腿傳感器節(jié)點(diǎn)321的傾角傳感器3201與加速度傳感器3202同放置于小腿支架2處，用以檢測(cè)小腿的傾角角度以及運(yùn)動(dòng)加速度，判斷仿生康復(fù)外骨骼使用患者姿態(tài)，壓力傳感器3203放置于腳底壓力傳感器放置槽8，檢測(cè)仿生康復(fù)外骨骼使用患者足底壓力狀況，用以構(gòu)成動(dòng)作觸發(fā)條件以及判斷仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)以及安全狀態(tài)。AD轉(zhuǎn)換模塊3204用以將壓力傳感器3203采集的模擬傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并發(fā)送給第二微處理器3206。電壓轉(zhuǎn)換模塊3205連接第二微處理器3206與CAN總線，用以解決微處理器與CAN總線高低電平數(shù)值以及表達(dá)方式不一致的問(wèn)題。左髖電機(jī)傳感器310、右髖電機(jī)傳感器312、左膝電機(jī)傳感器311和右膝電機(jī)傳感器313是相同類型的傳感器，分別放置于左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7的內(nèi)部，是用來(lái)測(cè)量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器。

如圖6所示，電機(jī)控制系統(tǒng)200包括電機(jī)編碼器210與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)220。每個(gè)電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)組成一個(gè)伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，電機(jī)編碼器210與主控板 100的MOS模塊171直接相連，由主控板供給電源。CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)220是用來(lái)控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，通過(guò)位置、速度和力矩三種方式對(duì)伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)高精度的傳動(dòng)系統(tǒng)定位。左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7的CAN伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器掛載在統(tǒng)一CAN1模塊110總線上，利用CAN1模塊110總線與中央處理器190通信。

如圖7所示，無(wú)線手表控制端400包括2.4G無(wú)線模塊410、傾角傳感器420、按鍵430、顯示屏440以及第三微處理器450；2.4G無(wú)線模塊410、傾角傳感器420、按鍵430和顯示屏440都分別與第三微處理器450連接。無(wú)線手表控制端400佩戴在仿生康復(fù)外骨骼使用患者手腕處，用以患者發(fā)送控制指令以及查看仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)，自身身體狀態(tài)等信息。2.4G無(wú)線模塊410通過(guò)無(wú)線通信方式與主控板100連接，完成主控板100與無(wú)線手表控制端400的雙向通信。傾角傳感器420輔助檢測(cè)用戶當(dāng)前姿態(tài)。按鍵430為仿生康復(fù)外骨骼使用患者與手表交互的方式，仿生康復(fù)外骨骼使用患者可選擇運(yùn)動(dòng)模式，顯示狀態(tài)信息。顯示屏440用以顯示仿生康復(fù)外骨骼當(dāng)前運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，工作狀態(tài)等信息。

如圖8所示，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600包括身份認(rèn)證模塊610、指令控制模塊620、定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630、實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640、預(yù)警模塊650和通信模塊660；身份認(rèn)證模塊610和指令控制模塊620分別與通信模塊660連接；定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630和實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640分別與預(yù)警模塊650連接；預(yù)警模塊650與通信模塊660相連接。

身份認(rèn)證模塊610以賬號(hào)密碼方式或者動(dòng)態(tài)密令方式認(rèn)證登錄用戶身份，不同的用戶具有不同的權(quán)限，本實(shí)用新型中區(qū)分家屬用戶和醫(yī)生用戶，每個(gè)用戶會(huì)綁定一個(gè)或者多個(gè)康復(fù)外骨骼硬件仿生康復(fù)外骨骼，所有登錄的用戶只能顯示以及修改綁定仿生康復(fù)外骨骼的相關(guān)信息。

指令控制模塊620用以向可穿戴外骨骼發(fā)送控制指令。所述控制指令包括：傳感器狀態(tài)查詢指令，傳感器網(wǎng)絡(luò)配置指令，電機(jī)控制指令，電機(jī)配置指令，運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置指令等。傳感器狀態(tài)查詢指令用以查詢傳感器網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)，當(dāng)前配置信息等。傳感器網(wǎng)絡(luò)配置指令用以修改傳感器網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。電機(jī)控制指令用以遠(yuǎn)程發(fā)送電機(jī)控制命令，遠(yuǎn)程操控仿生康復(fù)外骨骼。電機(jī)配置指令用以修改電機(jī)配置參數(shù)。運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置指令用以修改仿生康復(fù)外骨骼步態(tài)規(guī)劃參數(shù)，比如步伐大小，步伐頻率等參數(shù)。指令控制模塊620有兩種工作方式，一種是由遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)自行控制指令的發(fā)送，例如當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)或者配置信息缺失時(shí)，發(fā)送詢問(wèn)指令詢問(wèn)傳感器是否正常工作，一般用于外骨骼仿生康復(fù)外骨骼初始連接遠(yuǎn)程服務(wù)器。另一種是從醫(yī)生客戶端700登錄后操作指令控制模塊620，指令控制模塊620 將提供醫(yī)生客戶端700操作界面發(fā)送任何合法的指令，例如運(yùn)動(dòng)參數(shù)配置指令用以調(diào)整仿生康復(fù)外骨骼的步態(tài)參數(shù)，電機(jī)控制指令用以單步操作電機(jī)訓(xùn)練病人等，通過(guò)指令控制模塊620，醫(yī)生客戶端700將可以為每位仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者制定個(gè)性化的訓(xùn)練方案，加快仿生康復(fù)外骨骼與仿生康復(fù)外骨骼使用患者的磨合。

實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)分析仿生康復(fù)外骨骼本地系統(tǒng)傳送過(guò)來(lái)的傳感器網(wǎng)絡(luò)信息，仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)信息，用戶信息等，用以及時(shí)發(fā)現(xiàn)仿生康復(fù)外骨骼使用患者存在的安全隱患或者以及發(fā)生的安全問(wèn)題比如傳感器工作異常，電機(jī)宕機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼使用患者摔倒等問(wèn)題。實(shí)施監(jiān)控模塊640可使用貝葉斯分類算法，但不局限于此類算法。實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640在仿生康復(fù)外骨骼本地系統(tǒng)工作時(shí)才開(kāi)啟。實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640檢測(cè)到異常之后生成異常信息交由預(yù)警模塊650進(jìn)行處理。實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640同時(shí)負(fù)責(zé)將接受到的所有數(shù)據(jù)寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)500中，更新數(shù)據(jù)庫(kù)信息等操作。

定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630負(fù)責(zé)定期分析仿生康復(fù)外骨骼使用患者數(shù)據(jù)生成兩類報(bào)告：仿生康復(fù)外骨骼使用患者健康報(bào)告以及仿生康復(fù)外骨骼運(yùn)行報(bào)告。仿生康復(fù)外骨骼使用患者健康報(bào)告記錄分析一定時(shí)間段內(nèi)仿生康復(fù)外骨骼使用患者的生理數(shù)據(jù)如心跳，血壓等信息，運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)如行走距離，步數(shù)，步頻，ZMP點(diǎn)變化等信息，定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630將根據(jù)分析結(jié)果確定信息級(jí)別交由預(yù)警模塊進(jìn)行處理，報(bào)告文件將以郵件形式發(fā)送給所有仿生康復(fù)外骨骼關(guān)聯(lián)用戶。數(shù)據(jù)庫(kù)500用以建立數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)相關(guān)信息，例如SQLServer、MySQL、XML文件等。

預(yù)警模塊650負(fù)責(zé)處理整個(gè)外骨骼系統(tǒng)的所有異常信息，預(yù)警模塊650將預(yù)警級(jí)別分為三類：普通信息，如外骨骼系統(tǒng)周期自檢信息，動(dòng)作執(zhí)行階段性信息，仿生康復(fù)外骨骼傳感器網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)修改操作等；警告信息，如傳感器節(jié)點(diǎn)參數(shù)異常或者缺失，仿生康復(fù)外骨骼電量異常等信息；緊急信息，如電機(jī)宕機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼使用患者摔倒等。預(yù)警模塊650對(duì)于不同的預(yù)警級(jí)別將采用不同的預(yù)警操作，普通信息以日志方式記入數(shù)據(jù)庫(kù)，待用戶需要時(shí)查看。警告信息同樣以日志方式記入數(shù)據(jù)庫(kù)，當(dāng)關(guān)聯(lián)用戶登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600后，將讀取數(shù)據(jù)庫(kù)警告信息顯示給用戶，用戶需要對(duì)警告信息進(jìn)行處理后警告信息才會(huì)刪除。對(duì)于不同緊急信息，預(yù)警模塊650將會(huì)有對(duì)應(yīng)的應(yīng)急處理操作如電機(jī)宕機(jī)，預(yù)警模塊將發(fā)送緊急指令開(kāi)啟機(jī)械鎖防止病人摔倒，并嘗試處理電機(jī)宕機(jī)錯(cuò)誤，若成功處理錯(cuò)誤將解鎖機(jī)械鎖。完成應(yīng)急處理操作后，預(yù)警模塊將緊急信息，對(duì)應(yīng)處理操作及操作結(jié)果以短信方式告知該仿生康復(fù)外骨骼關(guān)聯(lián)的所有用戶。

通信模塊660負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與仿生外骨骼本地系統(tǒng)主控板100，醫(yī)生客戶端700， 家屬客戶端800通信。通信形式以互聯(lián)網(wǎng)為主，也可以通過(guò)局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無(wú)線寬帶網(wǎng)、無(wú)線局域網(wǎng)WLAN、通用分組無(wú)線服務(wù)GPRS、全球互通微波存取WIMAX、第三代移動(dòng)通信網(wǎng)3G、第四代移動(dòng)通信網(wǎng)4G等類似的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的任意一種完成通信。通信模塊660將預(yù)警模塊650信息根據(jù)預(yù)警級(jí)別進(jìn)行級(jí)別劃分，越緊急的信息獲得越高的優(yōu)先發(fā)送權(quán)，任何非預(yù)警模塊信息當(dāng)作普通信息處理。

醫(yī)生客戶端700包含登錄模塊以及通信模塊，登錄模塊用以與遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器600的身份認(rèn)證模塊進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取醫(yī)生客戶端應(yīng)有的權(quán)限。當(dāng)使用醫(yī)生客戶700端登錄到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600，可以操作查看遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的所有模塊的信息，修改每個(gè)模塊顯示的信息配置參數(shù)例如傳感器數(shù)據(jù)顯示格式、增加減少仿生康復(fù)外骨骼使用患者健康報(bào)告包含項(xiàng)目等。

家屬客戶端800包含登錄模塊以及通信模塊，登錄模塊用以與遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器600的身份認(rèn)證模塊進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取家屬客戶端800應(yīng)有的權(quán)限，家屬客戶端800只具備查看實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640與定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630信息的權(quán)限，用以家屬查看仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)信息。醫(yī)生客戶端700實(shí)現(xiàn)方式主要以PC客戶端為主，也可采用手機(jī)APP形式。家屬客戶端800主要以手機(jī)APP形式實(shí)現(xiàn)。

醫(yī)生客戶端與家屬客戶端可登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器查看患者狀態(tài)；醫(yī)生客戶端可登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)修改仿生康復(fù)外骨骼配置參數(shù)，制定個(gè)性化的康復(fù)治療方案。

如圖9所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的工作流程圖包括以下步驟：

步驟S10：用戶按下總開(kāi)關(guān)170開(kāi)機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼開(kāi)始工作；

步驟S11：仿生康復(fù)外骨骼開(kāi)始進(jìn)行自檢，檢查主控板100是否正常，電機(jī)系統(tǒng)200是否正常，傳感器網(wǎng)絡(luò)300是否正常，通知遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600仿生康復(fù)外骨骼已經(jīng)開(kāi)機(jī)；若自檢發(fā)現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S13；若自檢正常，則進(jìn)入步驟S12；

步驟S13：仿生康復(fù)外骨骼向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600請(qǐng)求排除異常，通過(guò)步驟S14判斷異常是否排出，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600可恢復(fù)例如參數(shù)丟失、更新等異常；若遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600排除異常，則進(jìn)入步驟S12；若異常沒(méi)有排除，則系統(tǒng)報(bào)告提示用戶錯(cuò)誤后，進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S12：電機(jī)控制系統(tǒng)打開(kāi)與電機(jī)連接；

步驟S15：主控板100等待無(wú)線手表控制端400發(fā)送站立指令，若用戶發(fā)送站立指令后進(jìn)入步驟S16；

步驟S16：主控板100接收傳感器網(wǎng)絡(luò)300數(shù)據(jù)判斷用戶是否處于坐下?tīng)顟B(tài)，若用戶 處于坐下?tīng)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S18；若用戶不處于坐下?tīng)顟B(tài)，則執(zhí)行步驟S17；

步驟S17：提示用戶調(diào)整坐姿，重新進(jìn)入步驟S16進(jìn)行坐下?tīng)顟B(tài)判斷；

步驟S18：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行站立動(dòng)作；進(jìn)入步驟S19；

步驟S19:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控站立動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S20；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟S21；

步驟S20：停止當(dāng)前站立動(dòng)作執(zhí)行，返回動(dòng)作起始點(diǎn)，系統(tǒng)檢查排除錯(cuò)誤后，通知用戶重新進(jìn)行站立，重回步驟S15；

步驟S21：用戶狀態(tài)轉(zhuǎn)換為站立狀態(tài)，主控板100采集傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)作為接下來(lái)動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中的參考閾值；進(jìn)入步驟S22；

步驟S22：主控板判斷用戶是否滿足邁步條件，此處邁步條件為用戶重心是否偏移到一邊，軀干是否前傾；若滿足觸發(fā)條件則進(jìn)入步驟S23；若不滿足則重新進(jìn)入S22進(jìn)行檢測(cè)；

步驟S23：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行邁步動(dòng)作；進(jìn)入步驟S24；

步驟S24:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控邁步動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟S26；

步驟S25：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600與主控板100共同嘗試解決異常問(wèn)題，如電機(jī)宕機(jī)后清除錯(cuò)誤并重新連接；若異常能正常清除則進(jìn)入步驟S23，繼續(xù)完成邁步動(dòng)作；若異常不能正常清除則進(jìn)入步驟S27；

步驟S27：仿生康復(fù)外骨骼嘗試鎖死電機(jī)并調(diào)用機(jī)械鎖鎖住仿生康復(fù)外骨骼，并由遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求幫助信息；進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S26：判斷用戶是否想停止邁步動(dòng)作，若停止邁步動(dòng)作，則進(jìn)入步驟S28；若不停止邁步動(dòng)作，則重新進(jìn)入步驟S22判斷是否觸發(fā)下一步邁步動(dòng)作；

步驟S28：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行收腿動(dòng)作；進(jìn)入步驟S29；

步驟S29:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控收腿動(dòng)作執(zhí)行，保證用戶安全；若動(dòng)作執(zhí)行過(guò)程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25，嘗試清除異常；若動(dòng)作成功完成，則進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S31：用戶按下任意按鍵喚醒系統(tǒng)，并回到步驟S21。

如圖10所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600與醫(yī)生客戶端700交互的工作流程包括以下步驟：

步驟S41：醫(yī)生客戶端700向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600發(fā)起TCP連接，雙方建立連接后，向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600發(fā)送身份認(rèn)證信息；

步驟S42：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600驗(yàn)證醫(yī)生客戶端700的身份信息，確認(rèn)該客戶端所具有的操作權(quán)限；若身份信息驗(yàn)證失敗，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600自動(dòng)關(guān)閉連接；

步驟S43：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600驗(yàn)證客戶端身份成功之后，從數(shù)據(jù)庫(kù)500讀取該用戶最新的數(shù)據(jù)記錄，包括仿生康復(fù)外骨骼的自檢信息，仿生康復(fù)外骨骼使用記錄，用戶生理數(shù)據(jù)和運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫(kù)500中的數(shù)據(jù)為定時(shí)數(shù)據(jù)分析模塊630與實(shí)時(shí)監(jiān)控模塊640在工作過(guò)程中記錄的數(shù)據(jù)；

步驟S44：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生客戶端700后，將等待接收醫(yī)生客戶端700的控制指令，如調(diào)整仿生康復(fù)外骨骼電機(jī)速度、關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角度參數(shù)；

步驟S45：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600收到醫(yī)生客戶端700控制指令之后交由指令控制模塊620處理控制指令，若控制指令合法則將控制指令通過(guò)通信模塊660發(fā)送給主控板100執(zhí)行指令，主控板100返回執(zhí)行結(jié)果后，將執(zhí)行結(jié)果同步到數(shù)據(jù)庫(kù)500，并發(fā)送給醫(yī)生客戶端700；

在上述步驟中增加、或者插入有關(guān)醫(yī)生客戶端、家屬客戶端以及數(shù)據(jù)庫(kù)的作用要體現(xiàn)

本實(shí)用新型可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單高效，出現(xiàn)錯(cuò)誤能快速查找并響應(yīng)；第二：遠(yuǎn)程服務(wù)器與本地系統(tǒng)共同監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的安全，提高安全新能；第三：醫(yī)生以及家屬能通過(guò)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器及時(shí)了解患者狀態(tài)，制定合理的康復(fù)訓(xùn)練方案。

本領(lǐng)域技術(shù)人員還可以在本實(shí)用新型精神內(nèi)做其他變化，這些依據(jù)本實(shí)用新型精神所做的變化，都應(yīng)包含在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍內(nèi)。