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龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种适用于变刚度膝关节康复外骨骼的控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116270150B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-15发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310295549.7，技术领域涉及：A61H3/00；该发明授权一种适用于变刚度膝关节康复外骨骼的控制方法是由陈兵;周雷;王瑞进;吴亚东;周斌;訾斌设计研发完成，并于2023-03-24向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种适用于变刚度膝关节康复外骨骼的控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种适用于变刚度膝关节康复外骨骼的控制方法，通过建立人体下肢逆运动学模型、基于表面肌电传感器、角度传感器和足底压力传感器等多传感器采集系统，通过构建长短期记忆神经网络LSTM模型，构建训练集和测试集数据训练神经网络模型，可以快速、准确的估计膝关节扭矩和刚度，识别穿戴者运动意图，并通过估计的膝关节扭矩值和刚度值，对外骨骼位置电机进行导纳控制实现外骨骼的柔顺控制；对刚度电机进行闭环PID控制，实时调整膝关节刚度。本发明提出的控制策略，能够输出连续的控制信号，在完成模型训练后可以识别出穿戴者运动意图，外骨骼控制柔顺性好，适用于老年人辅助行走和膝关节损伤患者的术后康复训练。

本发明授权一种适用于变刚度膝关节康复外骨骼的控制方法在权利要求书中公布了：1.一种变刚度膝关节康复外骨骼，其特征在于：包括变刚度膝关节康复外骨骼本体、动力模块、控制系统、传感器采集模块和基于运动意图识别的控制策略模块； 所述变刚度膝关节康复外骨骼本体包括大腿杆件与大腿杆件底端的小腿杆件铰接而成的膝关节、小腿杆件与小腿杆件底端的鞋底支座铰接而成的踝关节，所述大腿杆件的侧面固定安装有由刚度调节电机驱动的丝杠螺母机构，丝杠螺母机构的动力输出端固定连接有滑块，所述动力模块包括固定连接于小腿杆件侧面上的安装架、固定安装于安装架上的位置控制电机、转动安装于安装架上的盘式扭簧，所述位置控制电机的输出轴端通过齿轮副与盘式扭簧的扭簧扭矩传动轴传动连接，所述盘式扭簧的外圆面上固定设置有沟槽杆，所述滑块滑动设置于沟槽杆内； 刚度调节电机和位置控制电机均采用直流电机，且各自末端均设置有刚度调节电机编码器，刚度调节电机用于检测刚度调节电机的转动角度，位置控制电机用于检测位置控制电机的转动角度； 所述传感器采集模块包括表面肌电信号采集仪、电位计、足底压力传感器和三维运动捕捉系统，所述表面肌电信号采集仪用于采集下肢肌电信号，所述电位计安装于大腿杆件和小腿杆件的铰接处，用于采集膝关节转动角度，所述足底压力传感器设置于鞋底支座的底面上，用于采集地面反力，所述三维运动捕捉系统用于采集人体下肢各标记点的位置和运动信息； 所述控制系统包括上位机PC电脑和下位机单片机，所述上位机PC电脑内置数据处理软件并与下位机单片机采用串口通信，负责数据的接收与处理，下位机单片机分别与刚度调节电机、位置控制电机、传感器采集模块连接； 所述运动意图识别是指基于表面肌电信号估计膝关节扭矩和刚度，通过构建长短期记忆神经网络模型，将下肢四块肌肉表面肌电信号和膝关节角度信号作为神经网络输入，将逆运动学计算所得的膝关节扭矩和刚度作为模型输出，构建训练集和测试集进行模型训练； 所述控制策略是指通过运动意图识别实时得到的膝关节扭矩值和刚度值后，根据输出的扭矩值对位置控制电机导纳控制实现外骨骼柔顺控制，辅助穿戴者完成康复训练，根据输出的刚度值控制刚度调节电机实时调整外骨骼的膝关节刚度。

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