买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

龙图腾网获悉合肥工业大学申请的专利一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼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：CN118593294B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-24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：202410521695.1，技术领域涉及：A61H1/02；该发明授权一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼控制方法是由陈兵;宗志辰;周雷;夏天才;周斌;訾斌设计研发完成，并于2024-04-28向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼控制方法，建立混沌灰狼算法优化支持向量机回归CGWO‑SVR模型，通过混沌灰狼优化算法进一步提升支持向量机回归模型的准确度和处理速度，由此来获得期望力矩和刚度，此外利用改进鲸鱼优化算法IWOA对导纳控制中的导纳参数进行参数整定，提高其输出驱动电机期望角度的准确度；为了解决关节对心问题带来的传动绳在传动中绳上拉力消失的问题，通过建立起传动绳上的拉力和动力驱动电机角度的关系，使动力驱动电机在每次驱动前都提前预旋转一定角度进行传动绳的预紧，并将此补偿角度和期望角度对动力驱动电机进行闭环PIDA控制，能够快速准确的识别患者的运动意图，提升了外骨骼动力输出的柔顺性。

本发明授权一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于变刚度弹性驱动器的膝关节康复外骨骼，其特征在于，包括可变刚度膝关节康复外骨骼本体、动力驱动模块、刚度调节模块、控制模块、信号采集模块、数据处理模块和基于运动意图识别的控制模块； 所述可变刚度膝关节康复外骨骼本体包括由小腿杆件19、固定设置于小腿杆件19顶端一侧的铰接轴和活动铰接于铰接轴上的大腿杆件15组成的膝关节，所述大腿杆件15的侧面连接有位置可调的大腿安装框，小腿杆件19的同一侧侧面上连接有位置可调的小腿安装框，大腿安装框和小腿安装框可分别通过收紧束带对应地固定设置在人体的大腿部位和小腿部位上； 所述动力驱动模块包括固定连接于大腿安装框前侧的安装架、固定连接于安装架上的动力驱动电机2、分别转动安装于安装架上的盘式扭簧5和行星轮系，盘式扭簧5的一轴端与动力驱动电机2的输出端传动连接、另一轴端与行星轮系的太阳轮3的轴端传动连接，行星轮系的三个行星轮14的轴端通过行星架连接，行星架的中心转轴轴端固定连接有主动绳轮18，铰接轴上固定连接有从动绳轮21，主动绳轮18和从动绳轮21之间通过传动绳10传动连接； 所述刚度调节模块包括固定连接于安装架上的刚度调节电机8、固定连接于刚度调节电机8输出轴端上的刚度调节齿轮9，刚度调节齿轮9与行星轮系的齿圈13啮合连接； 所述信号采集模块包括表面肌电信号采集仪、电位计12、拉力传感器11和运动捕捉系统，表面肌电信号采集仪用于采集下肢表面肌电信号，电位计12安装于铰接轴上，用于采集小腿杆件19与大腿杆件15之间的相对转动角度，拉力传感器11设置于传动绳10上，用于测量传动绳10上的拉力，运动捕捉系统用于采集人体下肢各标记点的位置、速度和加速度； 所述膝关节康复外骨骼的控制方法包括以下步骤： S10、信号采集模块采集穿戴者行走时的运动数据，包括表面肌电信号采集仪采集的腿部表面肌电信号、电位计采集的膝关节转动角度； S11、分别对采集到的膝关节转动角度数据和表面肌电信号数据进行预处理； S12、通过大腿杆件和小腿杆件建立下肢二连杆拉格朗日动力学模型，通过运动捕捉系统获取下肢标记点的运动信息，在数据处理软件上通过欧拉-拉格朗日方程求解出膝关节力矩； S13、构建混沌灰狼算法优化支持向量机回归模型进行运动意图识别：在数据处理软件上搭建好相应模型，采集穿戴者在穿戴外骨骼后行走状态下的膝关节角度和表面肌电信号数据，将采集并处理后的数据的前70%作为训练集的输入，经模型计算后的膝关节扭矩和刚度值作为训练集输出，对预测模型进行训练，将采集并处理后的数据的后30%作为测试集输入，经模型计算后的膝关节扭矩和刚度值作为测试集输出； S14、利用拉格朗日动力学模型计算出的膝关节扭矩和刚度值的真实值和支持向量机回归模型输出的膝关节扭矩和刚度值的估计值分别计算对应的均方根误差，通过均方根误差来评判建立的混沌灰狼算法优化支持向量机回归预测模型的优劣； S15、在穿戴者穿戴外骨骼行走一个步态周期内，采集一些采样时间点上动力驱动电机为使传动绳绷紧传动而对应转动的角度，获得若干组时间和动力驱动电机转动角度的数据点，利用样条曲线拟合这些数据点，得到为了补偿关节对心的电机转动角度-时间方程，在动力驱动电机每次驱动传动绳前，使动力驱动电机提前转动补偿角度，以实现传动绳上驱动力的持续输出； S16、由混沌灰狼算法优化支持向量机回归模型估计出膝关节扭矩后，首先在上位机电脑MATLAB软件上搭建经改进的鲸鱼优化算法整定导纳参数后的导纳控制模型，在导纳控制模型内输入膝关节扭矩后，导纳控制模型输出对应的膝关节旋转角度； S17、由混沌灰狼算法优化支持向量机回归模型估计出膝关节刚度后，通过下位机单片机控制刚度调节电机的转动来驱动刚度调节齿轮的转动，从而使行星轮系的齿圈转动以实现刚度的实时调节，通过闭环PID控制，实现膝关节刚度的实时非线性调节； S18、将步骤S16中导纳控制模型输出的膝关节旋转角度和步骤S15中为了解决关节对心问题的补偿角度作为闭环PIDA控制的输入，控制动力驱动电机的转动驱动膝关节旋转，辅助穿戴者进行康复训练。

如需购买、转让、实施、许可或投资类似专利技术，可联系本专利的申请人或专利权人合肥工业大学，其通讯地址为：230009 安徽省合肥市包河区屯溪路193号；或者联系龙图腾网官方客服，联系龙图腾网可拨打电话0551-65771310或微信搜索“龙图腾网”。

以上内容由龙图腾AI智能生成。