CN109199800B - 康复机器人及其摔倒检测与防护方法 - Google Patents

康复机器人及其摔倒检测与防护方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种康复机器人及其摔倒检测与防护方法。所述康复机器人包括：控制单元、运动跟随单元和人体支撑机构；控制单元用于设定人体质心的初始位置高度，向运动跟随单元发送运动指令；运动跟随单元用于在接收到运动指令后控制人体支撑机构跟随人体质心的上下运动而上下运动；控制单元还用于实时获取人体质心的实时位置高度，计算实时位置高度与初始位置高度的高度差，在高度差满足预设条件时向运动跟随单元发送制动指令；运动跟随单元还用于在接收到制动指令后控制人体支撑机构停止上下运动。本发明可应用于患者康复训练，尤其是下肢运动训练时的场景，检测患者是否具有摔倒倾向，同时能够提供有效防护，并且不干扰患者躯干和上肢的运动。

Description

康复机器人及其摔倒检测与防护方法
技术领域
本发明属于医疗器械领域，尤其涉及一种康复机器人及其摔倒检测与防护方法。
背景技术
2017年，我国每年新增脑卒中患者约1300万，增速约8％，卒中造成的运动功能丧失或者障碍，严重影响患者的生活质量，并给患者家庭及社会带来极大负担。循证医学表明，康复是唯一降低致残率的有效手段。其中移动功能对患者的生活质量及健康有极大的影响，是最基本的运动功能，下肢运动功能的恢复。传统的康复训练存在医师不足、设备功能单一且成本较高、康复周期长、过程乏味主动性差以及无法进行准确的康复状态评价等缺陷，因此研制能够克服上述缺点的下肢康复训练及评价设备显得尤为必要。
下肢康复机器人作为一种康复医疗设备，通过辅助患者进行科学地、有效地康复训练，从而达到恢复患者运动功能的目的。它在康复训练中为患者提供安全保护的同时，加强患者的主动运动意图对患者运动功能康复具有强化和促进作用，有利于保持患者精神紧张度，加强神经肌肉运动通路的修复。
没有错误发生，就不能从错误中学***衡功能的恢复尚有不足，因此在创造试错条件时，尤其是步行训练、平衡训练下的试错环境，需要对患者的***进行监测，以防止患者摔倒受伤。
对于防护摔倒，已有康复机器人的方式方法对于摔倒保护是悬吊方式，在躯干位置悬吊患者，从重心之上的位置控制患者身体重心避免倾斜，或者限制躯干摆动幅度或上下幅度起到保护摔倒作用。
对于摔倒的检测，已有的方式一般采用穿戴式传感器捕获加速度，速度以及时间等信息分析和判断。
针对于需要步行训练以及平衡训练的康复患者来说，以上的传统方法用于摔倒保护或者摔倒检测有以下一些问题和不足：
1、在躯干位置悬吊患者，虽然可以悬吊点一般在躯干或者腋下，高于人体质心，不利于患者在步行运动时的躯干摆动，也容易干扰上肢的摆动；
2、基于穿戴式传感器检测身体下落的加速度、速度和时间的方法，在患者训练过程中，身体以不同加速度、速度和时间下降后也有可能因为肢体力量不足或者平衡功能不足导致失衡摔倒，此时这种方法可能无法检测出摔倒的结果或者已经处于摔倒的状态而无法进行及时防护，例如，患者在进行坐站转移的下蹲过程中，身体缓慢下降，此时突然失去平衡；或者是身体快速下降，此时突然失去平衡，加速度和速度等信息难以判断和区分。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术难以检测患者摔倒状态、摔倒保护不利于患者在步行运动时的躯干摆动和上肢摆动的缺陷，提供一种能够准确检测患者是否摔倒并在摔倒时提供防护的康复机器人及其摔倒检测与防护方法。
本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：
一种康复机器人，包括：控制单元、运动跟随单元和人体支撑机构；
所述控制单元用于设定人体质心的初始位置高度，向所述运动跟随单元发送运动指令；
所述运动跟随单元用于在接收到所述运动指令后控制所述人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动；
所述控制单元还用于实时获取所述人体质心的实时位置高度，计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差，在所述高度差满足预设条件时向所述运动跟随单元发送制动指令，所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值；
所述运动跟随单元还用于在接收到所述制动指令后控制所述人体支撑机构停止上下运动，停止后的所述人体支撑机构向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心的实时位置高度下降。
较佳地，所述控制单元还用于判断是否接收到主动恢复请求或是否满足被动恢复条件，若接收到所述主动恢复请求或满足所述被动恢复条件，则向所述运动跟随单元发送恢复指令，所述被动恢复条件为在发送所述制动指令后的预设时长内所述高度差未缩小；
所述运动跟随单元还用于在接收到所述恢复指令后，控制所述人体支撑机构支撑人体上升以使得所述人体质心恢复至所述初始位置高度。
较佳地，所述人体支撑机构与所述人体质心保持等高，所述运动跟随单元还用于检测所述人体支撑机构的实时位置高度，并将所述人体支撑机构的实时位置高度发送至所述控制单元。
较佳地，所述运动跟随单元包括：伺服驱动器、伺服电机和传动机构；
所述伺服驱动器用于控制所述伺服电机的运行，所述伺服电机运行时通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
较佳地，所述传动机构包括：电机联轴器、丝杆和丝杆螺母；
所述丝杆通过所述电机联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杆螺母设于所述丝杆上，所述伺服电机通过所述电机联轴器带动所述丝杆旋转，所述丝杆螺母随着所述丝杆的旋转而上下运动，所述丝杆螺母还与所述人体支撑机构刚性连接，所述人体支撑机构跟随所述丝杆螺母的上下运动而上下运动。
较佳地，所述康复机器人还包括：运动感知单元；
所述运动感知单元用于检测人体运动时在竖直方向所用的力，并将所述力发送至所述控制单元；
所述控制单元还用于计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构可产生等量位移的电机控制参量，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器；
所述伺服驱动器用于按照所述电机控制参量控制所述伺服电机运行，以通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
较佳地，所述人体质心的位置高度等同于人体骨盆的位置高度。
较佳地，所述人体支撑机构佩戴于人体骨盆位置处。
一种康复机器人的摔倒检测与防护方法，所述摔倒检测与防护方法包括：
设定人体质心的初始位置高度；
利用运动跟随单元控制人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动；
实时获取实时人体质心的实时位置高度；
计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差；
判断所述高度差是否满足预设条件，所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值；
若满足所述预设条件，则利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构停止上下运动，停止后的所述人体支撑机构向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心的实时位置高度下降。
较佳地，所述摔倒检测与防护方法还包括：
判断是否接收到主动恢复请求或是否满足被动恢复条件，所述被动恢复条件为在发送所述制动指令后的预设时长内所述高度差未缩小；
若接收到所述主动恢复请求或满足所述被动恢复条件，则利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构支撑人体上升以使得所述人体质心恢复至所述初始位置高度。
较佳地，所述人体支撑机构与所述人体质心保持等高，利用所述运动跟随单元检测所述人体支撑机构的实时位置高度。
较佳地，所述运动跟随单元包括：伺服驱动器、伺服电机和传动机构；
所述伺服驱动器用于控制所述伺服电机的运行，所述伺服电机运行时通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
较佳地，所述传动机构包括：电机联轴器、丝杆和丝杆螺母；
所述丝杆通过所述电机联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杆螺母设于所述丝杆上，所述伺服电机通过所述电机联轴器带动所述丝杆旋转，所述丝杆螺母随着所述丝杆的旋转而上下运动，所述丝杆螺母还与所述人体支撑机构刚性连接，所述人体支撑机构跟随所述丝杆螺母的上下运动而上下运动。
较佳地，利用运动跟随单元控制人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动的步骤包括：
检测人体运动时在竖直方向所用的力；
计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构可产生等量位移的电机控制参量，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器；
所述伺服驱动器按照所述电机控制参量控制所述伺服电机运行，以通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
较佳地，所述人体质心的位置高度等同于人体骨盆的位置高度。
较佳地，所述人体支撑机构佩戴于人体骨盆位置处。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：本发明可应用于患者康复训练，尤其是下肢运动训练时的场景，检测患者是否具有摔倒倾向，同时能够提供有效防护，并且不干扰患者躯干和上肢的运动。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种康复机器人的示意框图；
图2为本发明实施例1中人体在康复机器人上行走和即将摔倒的示意图；
图3为本发明实施例2的一种康复机器人的摔倒检测与防护方法的流程图；
图4为本发明实施例2的一种康复机器人的摔倒检测与防护方法中步骤320的具体流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例的一种康复机器人可以应用于患者在康复训练中可能存在摔倒风险的场景中，尤其是下肢运动康复训练中，所述康复机器人可以通过检测人体质心的位置高度变化来判断人体是否即将摔倒，并及时采取避免人体受伤的防护措施。
如图1-2所示，所述康复机器人1000包括：控制单元1100、运动跟随单元1200和人体支撑机构1300。
所述控制单元1100用于设定人体质心2100的初始位置高度，向所述运动跟随单元1200发送运动指令。其中，所述初始位置高度可以为人体站立时质心2100相对于地面或站立平台1500的高度。
所述运动跟随单元1200用于在接收到所述运动指令后控制所述人体支撑机构1300跟随所述人体质心2100的上下运动而上下运动。在跟随过程中，所述人体支撑机构1300与所述人体质心2100同步运动，不向所述人体施加支撑力。
所述控制单元1100还用于实时获取所述人体质心2100的实时位置高度，计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差，在所述高度差满足预设条件时向所述运动跟随单元1200发送制动指令。所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值。其中，所述预设高度差阈值可以根据人体情况(如身高、身体健康状态)、防护灵敏度等条件设定，例如，在人体的身高较高或身体健康状态较好、不需要太高的防护灵敏度时，可以将预设高度差阈值设定的较大，如10～30cm，在人体的身高较矮或身体健康状态较差、需要较高的防护灵敏度时，可以将预设高度差阈值设定的较小，如8～10cm。当然，所述预设高度差阈值还可以根据康复医师的经验而定。
所述运动跟随单元1200还用于在接收到所述制动指令后控制所述人体支撑机构1300停止上下运动，停止后的所述人体支撑机构1300向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心2100的实时位置高度下降。
通过所述高度差是否满足所述预设条件，可以在人体完全摔倒之前判断人体是否有摔倒趋势。若所述高度差不满足所述预设条件，则可判断出人体正常运动，不存在即将摔倒的状况；若所述高度差满足所述预设条件，则表明人体相对于初始状态质心2100有了一定程度的下降，可判断出人体已经失去了平衡、即将摔倒，此时，采取支撑人体以限制人体质心2100进一步下降的防护措施，避免人体完全摔倒而造成损伤。
考虑到人体在失去平衡之后可能难以依靠自身力量重新站立，所以，为了帮助人体站立，所述控制单元1100还可以用于判断是否接收到主动恢复请求或是否满足被动恢复条件，若接收到所述主动恢复请求或满足所述被动恢复条件，则向所述运动跟随单元1200发送恢复指令。所述运动跟随单元1200还可以用于在接收到所述恢复指令后，控制所述人体支撑机构1300支撑人体上升以使得所述人体质心2100恢复至所述初始位置高度。
其中，所述主动恢复请求可由失去平衡的人体或其他用户(如康复医师或相关人员)在人体失去平衡且认为难以自行站立的情况下向所述控制单元1100发出，也可由失去平衡的人体或其他用户(如康复医师或相关人员)在任何想要恢复站立的情况下向所述控制单元1100发出，为了接收所述主动恢复请求，所述控制单元1100可以包括用于人机交互的操作面板，或者与用户终端互联的通信模块等。所述被动恢复条件为在限制所述人体质心2100的实时位置高度下降后的预设时长内所述高度差未缩小。所述预设时长可以自行设定，例如30s。
本实施例中，所述人体质心2100的位置高度等同于人体骨盆的位置高度，所述控制单元1100可以通过检测人体骨盆的位置高度确定所述人体质心2100的位置高度。
第一种测量方式为：直接测量所述人体质心2100(人体骨盆)的位置高度。例如所述控制单元1100可以通过单独的穿戴设备，佩戴于人体骨盆位置处，通过各类位置传感器、高度传感器或其他设备直接检测骨盆相对于地面或站立平台的位置高度。
第二种测量方式为：由于所述人体支撑机构1300跟随所述人体质心2100(人体骨盆)的上下运动而上下运动，所述人体支撑机构1300的高度变化等于所述人体质心2100(人体骨盆)的高度变化，即使不跟随，所述人体支撑机构1300也限制了人体质心2100(人体骨盆)的位置，所以，通过测量所述人体支撑机构1300的位置高度而间接获得所述人体质心2100(人体骨盆)的位置高度。所述人体支撑机构1300与所述人体质心2100(人体骨盆)可以设置为保持等高，所述运动跟随单元1200还用于检测所述人体支撑机构1300的实时位置高度，并将所述人体支撑机构1300的实时位置高度发送至所述控制单元1100。所述控制单元1100接收所述人体支撑机构1300的实时位置高度就等同于获取到了所述人体质心2100(人体骨盆)的实时位置高度。
为了使得所述人体支撑机构1300能够上下运动，所述运动跟随单元1200可以包括：伺服驱动器1210、伺服电机1220和传动机构1230。所述伺服驱动器1210用于控制所述伺服电机1220的运行，所述伺服电机1220运行时带动所述传动机构1230上下运动。
图2-3示出了康复机器人1000的结构，其中，所述传动机构1230具体可以包括：电机联轴器1231、丝杆1232和丝杆螺母1233。所述丝杆1232通过所述电机联轴器1231与所述伺服电机1220连接，所述丝杆螺母1233设于所述丝杆1232上，所述伺服电机1220通过所述电机联轴器1231带动所述丝杆1232旋转，所述丝杆螺母1233随着所述丝杆1232的旋转而上下运动，所述丝杆螺母1233还与所述人体支撑机构1300刚性连接，所述人体支撑机构1300跟随所述丝杆螺母1233的上下运动而上下运动。
为了达到良好的跟随效果，所述康复机器人1000还包括运动感知单元400。所述运动感知单元用于检测人体运动时在竖直方向所用的力(包括力的大小和方向)，并将所述力发送至所述控制单元1100。所述控制单元1100还用于计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构1300可产生等量位移的电机控制参量(可以包括电机的转速、电机的运行时长等)，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器1210。所述伺服驱动器用于按照所述电机控制参量控制所述伺服电机1220运行，以通过所述传动机构1230带动所述人体支撑机构1300上下运动。其中，人体运动位移的方向与所述力的方向相同，人体运动位移的大小与所述力的大小正相关，所述电机控制参量可以结合电机、传动结构的结构计算而得。所述运动感知单元可以采用设置于所述人体支撑机构1300端部的力传感器实现。
在接收到所述运动指令时，所述伺服驱动器1210启动所述伺服电机1220，根据上述电机控制参量控制所述伺服电机1220以使得所述丝杆螺母1233的上下运动，所述人体支撑机构1300与所述人体质心2100同步上下运动。在接收到所述制动指令时，所述伺服驱动器1210停止所述伺服电机1220，以使得所述丝杆螺母1233停止运动，所述人体支撑机构1300静止在当前位置，不再随人体质心2100的下降而下降，给予人体支撑作用。在接收到所述恢复指令时，所述伺服驱动器1210再次启动所述伺服电机1220，以使得所述丝杆螺母1233上升，所述人体支撑机构1300带动所述人体质心2100向上运动直至恢复到所述初始位置高度。
以患者进行站立、行走康复训练为例，如图2的左侧图所示，患者2000将人体支撑机构1300穿戴于骨盆2100处，设定患者2000正常站立时骨盆2100的位置高度为初始位置高度h，伺服电机1220的初始旋转角度为θ，开始训练。在患者2000训练过程中检测患者骨盆2100的实时位置高度h’，伺服电机1220的旋转角度θ’。若患者的实时骨盆高度h’高于、等于或稍低于骨盆初始位置高度h，则表明患者正常站立或进行小幅度的上下运动，所述运动跟随单元1200可以不对患者2000的运动进行干涉，仅是随着患者2000的运动而运动。如图2的右侧图所示，若患者骨盆2100的实时位置高度h’大幅度低于初始位置高度h，|Δh|≥H(H表示预设高度差阈值)，则表明患者已经失去平衡、即将摔倒，所述运动跟随单元1200会对患者2000的运动进行干涉，所述人体支撑机构1300遏止骨盆2100位置进一步下降。在遏制骨盆2100位置下降之后，如果患者2000的身体状况良好，患者2000可以自行站立，重新开始训练。如果患者2000的身体状况不佳，患者2000可以主动请求运动跟随单元1200帮助自己重新站立，或者等待预设时长之后所述运动跟随单元1200自动帮助患者站立。
实施例2
图3示出了一种康复机器人的摔倒检测与防护方法。所述摔倒检测与防护方法可以采用实施例1中康复机器人实现。所述摔倒检测与防护方法包括：
步骤310、设定人体质心的初始位置高度。其中，所述初始位置高度可以为人体站立时质心相对于地面或站立平台的高度。
步骤320、利用运动跟随单元控制人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动。在跟随过程中，所述人体支撑机构与所述人体质心同步运动，不向所述人体施加支撑力。
步骤330、实时获取实时人体质心的实时位置高度。
步骤340、计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差。
步骤350、判断所述高度差是否满足预设条件，若满足预设条件，则执行步骤360，若不满足返回步骤330。所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值。其中，所述预设高度差阈值可以根据人体情况(如身高、身体健康状态)、防护灵敏度等条件设定，还可以根据康复医师的经验而定。
步骤360、利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构停止上下运动。停止后的所述人体支撑机构向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心的实时位置高度下降。
通过所述高度差是否满足所述预设条件，可以在人体完全摔倒之前判断人体是否有摔倒趋势。若所述高度差不满足所述预设条件，则可判断出人体正常运动，不存在即将摔倒的状况；若所述高度差满足所述预设条件，则表明人体相对于初始状态质心有了一定程度的下降，可判断出人体已经失去了平衡、即将摔倒，此时，采取支撑人体以限制人体质心进一步下降的防护措施，避免人体完全摔倒而造成损伤。
考虑到人体在失去平衡之后可能难以依靠自身力量重新站立，所以，为了帮助人体站立，所述摔倒检测与防护方法还包括在步骤360之后执行步骤507：
步骤370、判断是否接收到主动恢复请求或是否满足被动恢复条件，若接收到所述主动恢复请求或满足所述被动恢复条件，则执行步骤380，若未接收到所述主动恢复请求且不满足所述被动恢复条件，则再次执行步骤370，直至满足其中的任意个条件或接收到其它指令。所述被动恢复条件为在发送所述制动指令后的预设时长内所述高度差未缩小。
步骤380、利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构支撑人体上升以使得所述人体质心恢复至所述初始位置高度。其中，所述主动恢复请求可由失去平衡的人体或其他用户(如康复医师或相关人员)在人体失去平衡且认为难以自行站立的情况下发出，也可由失去平衡的人体或其他用户(如康复医师或相关人员)在任何想要恢复站立的情况下发出，为了接收所述主动恢复请求，可以在所述康复机器人上设置用于人机交互的操作面板，或者与用户终端互联的通信模块等。所述被动恢复条件为在限制所述人体质心的实时位置高度下降后的预设时长内所述高度差未缩小。所述预设时长可以自行设定。
本实施例中，所述人体质心的位置高度等同于人体骨盆的位置高度，可以通过检测人体骨盆的位置高度确定所述人体质心的位置高度。
第一种测量方式为：直接测量所述人体质心(人体骨盆)的位置高度。例如通过单独的穿戴设备，佩戴于人体骨盆位置处，通过各类位置传感器、高度传感器或其他设备直接检测骨盆相对于地面或站立平台的位置高度。
第二种测量方式为：由于所述人体支撑机构跟随所述人体质心(人体骨盆)的上下运动而上下运动，所述人体支撑机构的高度变化等于所述人体质心(人体骨盆)的高度变化，即使不跟随，所述人体支撑机构也限制了人体质心(人体骨盆)的位置，所以，通过测量所述人体支撑机构的位置高度而间接获得所述人体质心(人体骨盆)的位置高度。所述人体支撑机构与所述人体质心(人体骨盆)可以设置为保持等高，利用所述运动跟随单元检测所述人体支撑机构的实时位置高度，所述人体支撑机构的实时位置高度就等同于获取到了所述人体质心(人体骨盆)的实时位置高度。
为了使得所述人体支撑机构能够上下运动，所述运动跟随单元可以包括：伺服驱动器、伺服电机和传动机构。所述伺服驱动器用于控制所述伺服电机的运行，所述伺服电机运行时带动所述传动机构上下运动。
所述传动机构具体可以包括：电机联轴器、丝杆和丝杆螺母。所述丝杆通过所述电机联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杆螺母设于所述丝杆上，所述伺服电机通过所述电机联轴器带动所述丝杆旋转，所述丝杆螺母随着所述丝杆的旋转而上下运动，所述丝杆螺母还与所述人体支撑机构刚性连接，所述人体支撑机构跟随所述丝杆螺母的上下运动而上下运动。
为了达到良好的跟随效果，如图4所示，步骤320可以具体包括：
步骤321、检测人体运动时在竖直方向所用的力(包括力的大小和方向)。
步骤322、计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构可产生等量位移的电机控制参量(可以包括电机的转速、电机的运行时长等)，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器。其中，人体运动位移的方向与所述力的方向相同，人体运动位移的大小与所述力的大小正相关，所述电机控制参量可以结合电机、传动结构的结构计算而得。
步骤323、所述伺服驱动器按照所述电机控制参量控制所述伺服电机运行，以通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (14)

1.一种康复机器人，其特征在于，包括：控制单元、运动跟随单元和人体支撑机构；
所述控制单元用于设定人体质心的初始位置高度，向所述运动跟随单元发送运动指令；
所述运动跟随单元用于在接收到所述运动指令后控制所述人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动；
所述控制单元还用于实时获取所述人体质心的实时位置高度，计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差，在所述高度差满足预设条件时向所述运动跟随单元发送制动指令，所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值；
所述运动跟随单元还用于在接收到所述制动指令后控制所述人体支撑机构停止上下运动，停止后的所述人体支撑机构向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心的实时位置高度下降；
所述控制单元还用于判断是否满足被动恢复条件，若满足所述被动恢复条件，则向所述运动跟随单元发送恢复指令，所述被动恢复条件为在发送所述制动指令后的预设时长内所述高度差未缩小；
所述运动跟随单元还用于在接收到所述恢复指令后，控制所述人体支撑机构支撑人体上升以使得所述人体质心恢复至所述初始位置高度。
2.如权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述人体支撑机构与所述人体质心保持等高，所述运动跟随单元还用于检测所述人体支撑机构的实时位置高度，并将所述人体支撑机构的实时位置高度发送至所述控制单元。
3.如权利要求1中所述的康复机器人，其特征在于，所述运动跟随单元包括：伺服驱动器、伺服电机和传动机构；
所述伺服驱动器用于控制所述伺服电机的运行，所述伺服电机运行时通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
4.如权利要求3所述的康复机器人，其特征在于，所述传动机构包括：电机联轴器、丝杆和丝杆螺母；
所述丝杆通过所述电机联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杆螺母设于所述丝杆上，所述伺服电机通过所述电机联轴器带动所述丝杆旋转，所述丝杆螺母随着所述丝杆的旋转而上下运动，所述丝杆螺母还与所述人体支撑机构刚性连接，所述人体支撑机构跟随所述丝杆螺母的上下运动而上下运动。
5.如权利要求3所述的康复机器人，其特征在于，所述康复机器人还包括：运动感知单元；
所述运动感知单元用于检测人体运动时在竖直方向所用的力，并将所述力发送至所述控制单元；
所述控制单元还用于计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构可产生等量位移的电机控制参量，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器；
所述伺服驱动器用于按照所述电机控制参量控制所述伺服电机运行，以通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
6.如权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述人体质心的位置高度等同于人体骨盆的位置高度。
7.如权利要求6所述的康复机器人，其特征在于，所述人体支撑机构佩戴于人体骨盆位置处。
8.一种康复机器人的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述摔倒检测与防护方法包括：
设定人体质心的初始位置高度；
利用运动跟随单元控制人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动；
实时获取实时人体质心的实时位置高度；
计算所述实时位置高度与所述初始位置高度的高度差；
判断所述高度差是否满足预设条件，所述预设条件为所述高度差小于0且所述高度差的绝对值大于或等于预设高度差阈值；
若满足所述预设条件，则向所述运动跟随单元发送制动指令，利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构停止上下运动，停止后的所述人体支撑机构向所述人体施加支撑力，以限制所述人体质心的实时位置高度下降；
所述摔倒检测与防护方法还包括：
判断是否满足被动恢复条件，所述被动恢复条件为在发送所述制动指令后的预设时长内所述高度差未缩小；
若满足所述被动恢复条件，则利用所述运动跟随单元控制所述人体支撑机构支撑人体上升以使得所述人体质心恢复至所述初始位置高度。
9.如权利要求8所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述人体支撑机构与所述人体质心保持等高，利用所述运动跟随单元检测所述人体支撑机构的实时位置高度。
10.如权利要求8所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述运动跟随单元包括：伺服驱动器、伺服电机和传动机构；
所述伺服驱动器用于控制所述伺服电机的运行，所述伺服电机运行时通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
11.如权利要求10所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述传动机构包括：电机联轴器、丝杆和丝杆螺母；
所述丝杆通过所述电机联轴器与所述伺服电机连接，所述丝杆螺母设于所述丝杆上，所述伺服电机通过所述电机联轴器带动所述丝杆旋转，所述丝杆螺母随着所述丝杆的旋转而上下运动，所述丝杆螺母还与所述人体支撑机构刚性连接，所述人体支撑机构跟随所述丝杆螺母的上下运动而上下运动。
12.如权利要求10所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，利用运动跟随单元控制人体支撑机构跟随所述人体质心的上下运动而上下运动的步骤包括：
检测人体运动时在竖直方向所用的力；
计算所述力产生的人体运动位移，将所述人体运动位移转换成所述人体支撑机构可产生等量位移的电机控制参量，将所述电机控制参量发送至所述伺服驱动器；
所述伺服驱动器按照所述电机控制参量控制所述伺服电机运行，以通过所述传动机构带动所述人体支撑机构上下运动。
13.如权利要求8所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述人体质心的位置高度等同于人体骨盆的位置高度。
14.如权利要求13所述的摔倒检测与防护方法，其特征在于，所述人体支撑机构佩戴于人体骨盆位置处。
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