CN117357314A - 坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 - Google Patents
坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117357314A CN117357314A CN202311677990.8A CN202311677990A CN117357314A CN 117357314 A CN117357314 A CN 117357314A CN 202311677990 A CN202311677990 A CN 202311677990A CN 117357314 A CN117357314 A CN 117357314A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- sitting
- intelligent
- knee joint
- wearer
- angle
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 210000000629 knee joint Anatomy 0.000 claims abstract description 115
- 210000002414 leg Anatomy 0.000 claims abstract description 99
- 238000005452 bending Methods 0.000 claims abstract description 92
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 34
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 claims description 4
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 5
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 abstract description 5
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 12
- 244000309466 calf Species 0.000 description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000004590 computer program Methods 0.000 description 4
- 210000002683 foot Anatomy 0.000 description 3
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 2
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 2
- 210000003423 ankle Anatomy 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 210000001217 buttock Anatomy 0.000 description 1
- 238000013016 damping Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/60—Artificial legs or feet or parts thereof
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/68—Operating or control means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2002/5003—Prostheses not implantable in the body having damping means, e.g. shock absorbers
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/68—Operating or control means
- A61F2/70—Operating or control means electrical
- A61F2002/701—Operating or control means electrical operated by electrically controlled means, e.g. solenoids or torque motors
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
- A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
- A61F2/50—Prostheses not implantable in the body
- A61F2/68—Operating or control means
- A61F2/70—Operating or control means electrical
- A61F2002/704—Operating or control means electrical computer-controlled, e.g. robotic control
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Transplantation (AREA)
- Biomedical Technology (AREA)
- Cardiology (AREA)
- Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Heart & Thoracic Surgery (AREA)
- Vascular Medicine (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Orthopedic Medicine & Surgery (AREA)
- Prostheses (AREA)
Abstract
本发明公开了坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质,涉及智能假腿控制技术领域。本发明通过当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;根据惯性测量数据和角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;若穿戴者存在坐下意图,则控制智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节智能膝关节的弯曲阻力。本发明通过检测穿戴者的坐下意图,从而及时调节智能膝关节的弯曲阻力,给穿戴者坐下时提供足够的支撑力。解决了现有技术中智能假腿的设计忽略了穿戴者的坐下问题,而大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下的问题。
Description
技术领域
本发明涉及智能假腿控制技术领域,尤其涉及的是坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质。
背景技术
智能假腿相对于传统假腿,具有感知外界条件变化并进行自适应的能力,可以使穿戴者感觉更加舒适。准确地识别智能假腿的穿戴者的运动意图是实现人机协调控制的基础,也是假腿智能化的重要表现之一。然而一直以来,智能假腿的发展方向都是聚焦于解决站和走的问题,忽略了穿戴者的坐下问题。大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下。
因此,现有技术还有待改进和发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质,旨在解决现有技术中智能假腿的设计忽略了穿戴者的坐下问题,而大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下的问题。
本发明解决问题所采用的技术方案如下:
第一方面,本发明实施例提供一种坐下控制方法,所述方法包括:
当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;
根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;
若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
在一种实施方式中,所述根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图,包括:
根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
在一种实施方式中,所述根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
在一种实施方式中,所述若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
在一种实施方式中,所述根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力,包括:
获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,其中,所述智能膝关节在不同模式下分别对应不同数值的弯曲阻力;
根据坐下模式对应的弯曲阻力调节所述智能膝关节当前的弯曲阻力。
在一种实施方式中,所述获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,包括:
获取所述穿戴者的体重信息和所述智能假腿的历史调节信息;
根据所述历史调节信息,确定所述穿戴者的使用偏好信息;
根据所述体重信息和所述使用偏好信息,设定坐下模式对应的弯曲阻力。
在一种实施方式中,所述方法还包括:
在坐下模式中,检测所述穿戴者的姿态稳定时长;
若所述姿态稳定时长大于第二时长阈值,则控制所述智能假腿切换为坐姿模式,并根据坐姿模式调节所述智能膝关节的伸展阻力。
第二方面,本发明实施例还提供一种坐下控制装置,所述装置包括:
数据获取模块,用于当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;
意图判断模块,用于根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;
阻力调节模块,用于若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
在一种实施方式中,所述意图判断模块包括:
姿态判断单元,用于根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
弯曲分析单元,用于根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
综合判断单元,用于根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
在一种实施方式中,所述综合判断单元包括:
类别和阈值分析单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
在一种实施方式中,所述类别和阈值分析单元包括:
第一计时单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
时长比对单元,用于若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
第三方面,本发明实施例还提供一种智能假腿,所述智能假腿包括如上述任一所述的坐下控制装置,惯性测量单元以及角度传感器。
第四方面,本发明实施例还提供一种终端,所述终端包括有存储器和一个以上处理器;所述存储器存储有一个以上的程序;所述程序包含用于执行如上述任一所述的坐下控制方法的指令;所述处理器用于执行所述程序。
第五方面,本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质,其上存储有多条指令,所述指令适用于由处理器加载并执行,以实现上述任一所述的坐下控制方法的步骤。
本发明的有益效果:本发明实施例通过检测穿戴者的坐下意图,从而及时调节智能膝关节的弯曲阻力,给穿戴者坐下时提供足够的支撑力。解决了现有技术中智能假腿的设计忽略了穿戴者的坐下问题,而大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的坐下控制方法的流程示意图。
图2是本发明实施例提供的坐下控制装置的模块示意图。
图3是本发明实施例提供的终端的原理框图。
具体实施方式
本发明公开了坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质,为使本发明的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。 应该理解,当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时,它可以直接连接或耦接到其他元件,或者也可以存在中间元件。此外,这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
本技术领域技术人员可以理解,除非另外定义,这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语),具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语,应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义,并且除非像这里一样被特定定义,否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
针对现有技术的上述缺陷,本发明提供一种坐下控制方法,通过当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。本发明通过检测穿戴者的坐下意图,从而及时调节智能膝关节的弯曲阻力,给穿戴者坐下时提供足够的支撑力。解决了现有技术中智能假腿的设计忽略了穿戴者的坐下问题,而大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下的问题。
如图1所示,所述方法包括:
步骤S100、当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据。
具体地,本实施例中的智能假腿可以实现常规的模式检测,例如站立模式检测。若检测到智能假腿当前处于站立模式时,表示穿戴者有坐下的可能性,则需要通过预先设置在智能小腿的小腿部和智能膝关节的传感器组,进一步地获取小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据进行意图分析,以识别出穿戴者当前的运动意图。
如图1所示,所述方法还包括:
步骤S200、根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图。
具体地,智能假腿的小腿部的惯性测量数据可以反映小腿部的姿态/运动状态,智能膝关节的角度数据可以反映智能膝关节的弯曲状态。穿戴者在坐下时,其小腿部的运动状态和智能膝关节的弯曲状态具有明显特征,因此本实施例可以通过智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据,及时判断穿戴者当前是否存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图,包括:
根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
具体地,智能假腿的小腿部和大腿需要协同运动才能使穿戴者完成坐下的动作,因此穿戴者在坐下时其小腿部的姿态、智能膝关节的弯曲角度以及智能膝关节的角速度具有明显的组合特征。在实际应用场景中,本实施例通过小腿部的惯性测量数据识别出小腿部当前的姿态类别,例如姿态类别可以包括直立、倾斜。通过智能膝关节的角度数据识别出智能膝关节当前的弯曲角度和角速度。最后综合考量小腿部当前的姿态类别、智能膝关节当前的弯曲角度和角速度,判断三种数据的组合是否符合穿戴者坐下时的动作特征,从而准确地判断穿戴者当前是否存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
具体地,穿戴者在坐下时小腿部起到支撑作用,用于支撑上半身,因此小腿部在坐下时通常处于直立姿态;大腿起到移动作用,用于降低上半身的重心,使穿戴者的臀部靠近椅面,因此智能膝关节的弯曲角度(即弯曲程度)和角速度在坐下时通常会逐渐增大。在实际应用场景中,通过判断智能假腿的小腿部当前是否处于直立姿态,例如在预设的站立角度保持角度不变或者在预设角度范围内波动(例如-3度到8度内)。同时判断智能膝关节的弯曲角度和角速度是否均大于各自预先设定的阈值,若这些条件均满足,则判断穿戴者当前的运动意图为坐下。本实施例通过小腿部的姿态、智能膝关节的弯曲角度和角速度可以准确地识别出穿戴者当前是否存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
具体地,坐下是一个持续性的动作,而非瞬时动作。因此为了避免错误识别出坐下意图,在实际应用场景中,当检测到穿戴者存在坐下意图时,会对小腿部的姿态和智能膝关节的弯曲状态(即弯曲角度和角速度)的保持情况进行计时,只有当记录的持续时长超过预先设定的第一时长阈值时,才确定穿戴者当前存在坐下意图。
如图1所示,所述方法还包括:
步骤S300、若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
具体地,大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,容易因支撑力不足而难以自然地坐下。因此本实施例预先针对坐下模式为智能膝关节设定了合适的弯曲阻力,通过调节智能膝关节的弯曲阻力来调节支撑力大小。在实际应用场景中,若识别出穿戴者当前存在坐下意图,则需要控制智能假腿进行模式切换,采用坐下模式来调节智能膝关节当前的弯曲阻力,为穿戴者提供更大的支撑力,使其能够平稳、自然地坐下。
在一种实现方式中,所述根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力,包括:
获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,其中,所述智能膝关节在不同模式下分别对应不同数值的弯曲阻力;
根据坐下模式对应的弯曲阻力调节所述智能膝关节当前的弯曲阻力。
具体地,智能膝关节的弯曲阻力会影响智能假腿往后屈膝时为穿戴者提供的支撑力,因此本实施例预先分析了不同模式下穿戴者对于支撑力的需求,进而为智能假腿的不同模式分别设置了合适的弯曲阻力。在实际应用场景下,若智能假腿识别出穿戴者当前存在坐下意图,则自动切换成坐下模式,并采用坐下模式对应的弯曲阻力来调整智能膝关节当前的弯曲阻力,从而为穿戴者在屈膝时提供足够的支撑力。
在一种实现方式中,所述获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,包括:
获取所述穿戴者的体重信息和所述智能假腿的历史调节信息;
根据所述历史调节信息,确定所述穿戴者的使用偏好信息;
根据所述体重信息和所述使用偏好信息,设定坐下模式对应的弯曲阻力。
具体地,不同穿戴者存在个体差异,通常体重越重的穿戴者在屈膝时需要的支撑力越大,对智能膝关节灵活性要求更高的穿戴者在屈膝时需要的支撑力越小。因此本实施例会根据不同穿戴者的体重信息和使用偏好信息,个性化地为其设定坐下模式时使用的智能膝关节的弯曲阻力。在实际应用场景中,调取当前穿戴者的智能假腿的历史调节信息,通过大量的历史调节信息准确地分析出当前穿戴者的使用偏好信息,使用偏好信息可以反映当前穿戴者对于智能膝关节灵活性的要求。最后根据当前穿戴者的体重信息和使用偏好信息,合理地为其设定坐下模式对应的弯曲阻力。
在一种实现方式中,所述方法还包括:
判断所述智能膝关节当前的弯曲角度是否达到预先设定的最大坐立角度;
若是,则控制所述智能膝关节停止继续弯曲。
在另一种实现方式中,预先基于最大坐立角度在所述智能膝关节的转轴周围设置对应的限位件,当所述智能膝关节的转轴接触到所述限位件时,则所述智能膝关节停止继续弯曲。
具体地,本实施例通过设定最大坐立角度,可以避免智能膝关节弯曲过大,导致穿戴者不容易站起或者容易摔倒。
在一种实现方式中,所述方法还包括:
在坐下模式中,检测所述穿戴者的姿态稳定时长;
若所述姿态稳定时长大于第二时长阈值,则控制所述智能假腿切换为坐姿模式,并根据坐姿模式调节所述智能膝关节的伸展阻力。
具体地,为了提高穿戴者的坐姿的舒适性,本实施例会在坐下模式中实时/周期性地检测穿戴者的姿态稳定时长,若姿态稳定时长大于第二时长阈值,表示穿戴者已经完成坐下动作并处于坐姿状态,则及时调节智能膝关节的伸展阻力,例如减小伸展阻力到预设值,使穿戴者后续站起时伸展阻力较小,站起动作更为轻松,同时小腿部可灵活地自由摆动,提高坐姿的舒适性。
在一种实现方式中,所述方法还包括:
预先在智能假腿和健腿的足底设置压力传感器;
在坐姿模式中,获取两个所述压力传感器分别采集的压力数据,并计算两个所述压力数据的差值;
若所述智能假腿的所述压力数据大于所述健腿的所述压力数据,且所述差值大于预设阈值,则控制所述智能假腿减小足跟高度,直至所述差值小于或者等于所述预设阈值;
若所述智能假腿的所述压力数据小于所述健腿的所述压力数据,且所述差值大于所述预设阈值,则控制所述智能假腿增加足跟高度,直至所述差值小于或者等于所述预设阈值。
具体地,本实施例会在穿戴者处于坐姿时,实时/周期性地基于双腿足底(即智能假腿和健腿)与地面的接触状态调节智能假腿的足跟高度,使得穿戴者的双脚与地面的接触状态一致,从而提高穿戴者的坐姿的舒适性。
基于上述实施例,本发明还提供了一种坐下控制装置,如图2所示,所述装置包括:
数据获取模块01,用于当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;
意图判断模块02,用于根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;
阻力调节模块03,用于若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
在一种实现方式中,所述意图判断模块02包括:
姿态判断单元,用于根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
弯曲分析单元,用于根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
综合判断单元,用于根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述综合判断单元包括:
类别和阈值分析单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述类别和阈值分析单元包括:
第一计时单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
时长比对单元,用于若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
在一种实现方式中,所述阻力调节模块03包括:
阻力获取单元,用于获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,其中,所述智能膝关节在不同模式下分别对应不同数值的弯曲阻力;
阻力调节单元,用于根据坐下模式对应的弯曲阻力调节所述智能膝关节当前的弯曲阻力。
在一种实现方式中,所述阻力获取单元包括:
信息获取单元,用于获取所述穿戴者的体重信息和所述智能假腿的历史调节信息;
偏好确定单元,用于根据所述历史调节信息,确定所述穿戴者的使用偏好信息;
阻力设定单元,用于根据所述体重信息和所述使用偏好信息,设定坐下模式对应的弯曲阻力。
在一种实现方式中,所述装置还包括:
第二计时单元,用于在坐下模式中,检测所述穿戴者的姿态稳定时长;
模式切换单元,用于若所述姿态稳定时长大于第二时长阈值,则控制所述智能假腿切换为坐姿模式,并根据坐姿模式调节所述智能膝关节的伸展阻力。
基于上述实施例,本发明还提供了一种智能假腿,所述智能假腿包括上述任一所述的坐下控制装置,惯性测量单元(IMU)以及角度传感器。
在一种实现方式中,所述智能假腿包括接受腔、智能膝关节、脚管、踝关节以及脚掌;智能膝关节包括上连接部、转轴、小腿部以及下腿部的阻力装置(液压缸);阻力装置通过马达电机旋转调节阀来调节阻尼系数,从而调节对应的阻力大小(弯曲阻力和/或伸展阻力);弯曲阻力会影响智能假腿往后屈膝时为穿戴者提供的支撑力,伸展阻力会影响智能假腿在往前摆腿时的摆动角度。
基于上述实施例,本发明还提供了一种终端,其原理框图可以如图3所示。该终端包括通过***总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏。其中,该终端的处理器用于提供计算和控制能力。该终端的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作***和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作***和计算机程序的运行提供环境。该终端的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现坐下控制方法。该终端的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏。
本领域技术人员可以理解,图3中示出的原理框图,仅仅是与本发明方案相关的部分结构的框图,并不构成对本发明方案所应用于其上的终端的限定,具体的终端可以包括比图中所示更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者具有不同的部件布置。
在一种实现方式中,所述终端的存储器中存储有一个以上的程序,且经配置以由一个以上处理器执行所述一个以上程序包含用于进行坐下控制方法的指令。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程,是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中,该计算机程序在执行时,可包括如上述各方法的实施例的流程。其中,本发明所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用,均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限,RAM以多种形式可得,诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink) DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
综上所述,本发明公开了坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质,通过当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。本发明通过检测穿戴者的坐下意图,从而及时调节智能膝关节的弯曲阻力,给穿戴者坐下时提供足够的支撑力。解决了现有技术中智能假腿的设计忽略了穿戴者的坐下问题,而大部分穿戴者腿部的关键肌肉组织存在缺失,因此容易因支撑力不足而难以自然地坐下的问题。
应当理解的是,本发明的应用不限于上述的举例,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (14)
1.一种坐下控制方法,其特征在于,所述方法包括:
当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;
根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;
若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
2.根据权利要求1所述的坐下控制方法,其特征在于,所述根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图,包括:
根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
3.根据权利要求2所述的坐下控制方法,其特征在于,所述根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
4.根据权利要求3所述的坐下控制方法,其特征在于,所述若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图,包括:
若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
5.根据权利要求1所述的坐下控制方法,其特征在于,所述根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力,包括:
获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,其中,所述智能膝关节在不同模式下分别对应不同数值的弯曲阻力;
根据坐下模式对应的弯曲阻力调节所述智能膝关节当前的弯曲阻力。
6.根据权利要求5所述的坐下控制方法,其特征在于,所述获取预设的坐下模式对应的弯曲阻力,包括:
获取所述穿戴者的体重信息和所述智能假腿的历史调节信息;
根据所述历史调节信息,确定所述穿戴者的使用偏好信息;
根据所述体重信息和所述使用偏好信息,设定坐下模式对应的弯曲阻力。
7.根据权利要求1所述的坐下控制方法,其特征在于,所述方法还包括:
在坐下模式中,检测所述穿戴者的姿态稳定时长;
若所述姿态稳定时长大于第二时长阈值,则控制所述智能假腿切换为坐姿模式,并根据坐姿模式调节所述智能膝关节的伸展阻力。
8.一种坐下控制装置,其特征在于,所述装置包括:
数据获取模块,用于当智能假腿处于站立模式时,获取所述智能假腿的小腿部的惯性测量数据和智能膝关节的角度数据;
意图判断模块,用于根据所述惯性测量数据和所述角度数据,判断穿戴者是否存在坐下意图;
阻力调节模块,用于若所述穿戴者存在坐下意图,则控制所述智能假腿切换为坐下模式,并根据坐下模式调节所述智能膝关节的弯曲阻力。
9.根据权利要求8所述的坐下控制装置,其特征在于,所述意图判断模块包括:
姿态判断单元,用于根据所述惯性测量数据,判断所述小腿部的姿态类别;
弯曲分析单元,用于根据所述角度数据,提取所述智能膝关节的弯曲角度和角速度;
综合判断单元,用于根据所述小腿部的姿态类别、所述智能膝关节的弯曲角度以及所述智能膝关节的角速度,判断所述穿戴者是否存在坐下意图。
10.根据权利要求9所述的坐下控制装置,其特征在于,所述综合判断单元包括:
类别和阈值分析单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
11.根据权利要求10所述的坐下控制装置,其特征在于,所述类别和阈值分析单元包括:
第一计时单元,用于若所述小腿部的姿态类别为直立,且所述智能膝关节的弯曲角度大于角度阈值,且所述智能膝关节的角速度大于速度阈值,则记录持续时长;
时长比对单元,用于若所述持续时长达到第一时长阈值,则判断所述穿戴者存在坐下意图。
12.一种智能假腿,其特征在于,所述智能假腿包括如权利要求8-11中任一所述的坐下控制装置,惯性测量单元以及角度传感器。
13.一种终端,其特征在于,所述终端包括有存储器和一个以上处理器;所述存储器存储有一个以上的程序;所述程序包含用于执行如权利要求1-7中任一所述的坐下控制方法的指令;所述处理器用于执行所述程序。
14.一种计算机可读存储介质,其上存储有多条指令,其特征在于,所述指令适用于由处理器加载并执行,以实现上述权利要求1-7任一所述的坐下控制方法的步骤。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311677990.8A CN117357314B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202311677990.8A CN117357314B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117357314A true CN117357314A (zh) | 2024-01-09 |
CN117357314B CN117357314B (zh) | 2024-04-05 |
Family
ID=89396967
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202311677990.8A Active CN117357314B (zh) | 2023-12-08 | 2023-12-08 | 坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117357314B (zh) |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005230207A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Japan Labour Health & Welfare Organization | 健脚制御大腿義足 |
CN104244872A (zh) * | 2012-02-22 | 2014-12-24 | 奥托·博克保健有限公司 | 用于控制人造矫正-或者假膝关节的方法 |
CN104523403A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-04-22 | 陶宇虹 | 一种判断外骨骼助行机器人穿戴者下肢行动意图的方法 |
CN105326625A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的坐下模式控制方法 |
CN106891359A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-06-27 | 上海理工大学 | 用于下肢外骨骼机器人的膝关节结构 |
CN107548299A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-05 | 奥托·博克保健产品有限公司 | 用于控制阻尼改变的方法 |
CN107788978A (zh) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序 |
CN111178330A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-19 | 深圳市丞辉威世智能科技有限公司 | 休息辅助切换方法、装置、终端及存储介质 |
CN113080946A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 合肥工业大学 | 一种人体坐站转移能力测量装置、测量方法及电子设备 |
US20220395384A1 (en) * | 2021-06-14 | 2022-12-15 | Nabtesco Corporation | Artificial knee joint, adjustment support apparatus for artificial knee joint, method of controlling artificial knee joint, and program to control artificial knee joint |
CN115530801A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-12-30 | 中南大学 | 坐立测试***及方法、电子设备及存储介质 |
CN115867234A (zh) * | 2020-07-20 | 2023-03-28 | 奥托·博克保健产品有限公司 | 用于控制假体或矫形器的方法 |
CN115998494A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-04-25 | 浙江强脑科技有限公司 | 一种智能膝关节的防摔控制方法及装置 |
CN116211647A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-06-06 | 浙江大学温州研究院 | 下肢康复设备的控制方法及装置 |
-
2023
- 2023-12-08 CN CN202311677990.8A patent/CN117357314B/zh active Active
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005230207A (ja) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Japan Labour Health & Welfare Organization | 健脚制御大腿義足 |
CN104244872A (zh) * | 2012-02-22 | 2014-12-24 | 奥托·博克保健有限公司 | 用于控制人造矫正-或者假膝关节的方法 |
CN104523403A (zh) * | 2014-11-05 | 2015-04-22 | 陶宇虹 | 一种判断外骨骼助行机器人穿戴者下肢行动意图的方法 |
CN107548299A (zh) * | 2015-04-24 | 2018-01-05 | 奥托·博克保健产品有限公司 | 用于控制阻尼改变的方法 |
CN105326625A (zh) * | 2015-11-11 | 2016-02-17 | 华南理工大学 | 可穿戴仿生外骨骼机械腿康复装置的坐下模式控制方法 |
CN107788978A (zh) * | 2016-09-02 | 2018-03-13 | 松下知识产权经营株式会社 | 站起动作辅助装置、站起动作辅助方法以及程序 |
CN106891359A (zh) * | 2017-04-19 | 2017-06-27 | 上海理工大学 | 用于下肢外骨骼机器人的膝关节结构 |
CN111178330A (zh) * | 2020-01-20 | 2020-05-19 | 深圳市丞辉威世智能科技有限公司 | 休息辅助切换方法、装置、终端及存储介质 |
CN115867234A (zh) * | 2020-07-20 | 2023-03-28 | 奥托·博克保健产品有限公司 | 用于控制假体或矫形器的方法 |
CN113080946A (zh) * | 2021-04-29 | 2021-07-09 | 合肥工业大学 | 一种人体坐站转移能力测量装置、测量方法及电子设备 |
US20220395384A1 (en) * | 2021-06-14 | 2022-12-15 | Nabtesco Corporation | Artificial knee joint, adjustment support apparatus for artificial knee joint, method of controlling artificial knee joint, and program to control artificial knee joint |
CN115530801A (zh) * | 2021-06-30 | 2022-12-30 | 中南大学 | 坐立测试***及方法、电子设备及存储介质 |
CN116211647A (zh) * | 2023-02-10 | 2023-06-06 | 浙江大学温州研究院 | 下肢康复设备的控制方法及装置 |
CN115998494A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-04-25 | 浙江强脑科技有限公司 | 一种智能膝关节的防摔控制方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN117357314B (zh) | 2024-04-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US10721993B2 (en) | Intelligent offloading insole device | |
Mancini et al. | Effects of Parkinson’s disease and levodopa on functional limits of stability | |
CN112704491B (zh) | 基于姿态传感器和动捕模板数据的下肢步态预测方法 | |
CN117357314B (zh) | 坐下控制方法、装置、智能假腿、终端及存储介质 | |
Lu et al. | Effects of belt speed on the body’s center of mass motion relative to the center of pressure during treadmill walking | |
CN112336116A (zh) | 睡眠检测方法、床垫控制方法、装置及床垫 | |
JPWO2018070389A1 (ja) | 生体状態推定システムおよび生体状態推定方法 | |
CN105389960B (zh) | 一种坐姿检测装置、***及方法 | |
CN110755184B (zh) | 一种假肢膝关节控制方法 | |
US20240057946A1 (en) | Sarcopenia evaluation method, sarcopenia evaluation device, and non-transitory computer-readable recording medium in which sarcopenia evaluation program is recorded | |
KR101490410B1 (ko) | 신체 상태 기반 운동/재활 난이도 제어 장치 및 방법 | |
CN108783739A (zh) | 一种智能跑步鞋、智能跑步鞋的调节***、一种智能终端 | |
CN113515967A (zh) | 运动意图识别模型生成方法、装置、设备及存储介质 | |
CN105662423A (zh) | 脚掌落地方式检测设备及方法、包括该设备的鞋垫和鞋 | |
CN115869161A (zh) | 一种基于步态识别的步行辅助装置控制方法 | |
CN103315837A (zh) | 新型姿势矫正服装 | |
CN117357315B (zh) | 膝关节的阻力调整方法、装置、智能假肢、终端及介质 | |
CN109674134A (zh) | 一种智能体重数据采集装置及其数据采集方法 | |
KR20210129862A (ko) | 지면 반력 측정 장치 및 방법 | |
CN118161316A (zh) | 基于摆动期时长的阻尼控制方法、装置、终端及存储介质 | |
CN111702764B (zh) | 外骨骼机器人控制方法、装置、外骨骼机器人及存储介质 | |
CN110811627B (zh) | 一种颈椎状态数据监测方法及*** | |
US20240122531A1 (en) | Index value estimation device, estimation system, index value estimation method, and recording medium | |
TW201206404A (en) | Prosthesis sensing and compensation system | |
WO2023286106A1 (ja) | 歩容評価装置、歩容評価方法、歩容計測システム、および記録媒体 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |