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龙图腾网获悉兖矿能源集团股份有限公司;河北工业大学申请的专利基于力位信息融合的髋部助力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：CN119734274B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27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：202510070475.6，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权基于力位信息融合的髋部助力外骨骼控制方法是由陈俊霖;陈勇;刘启明;韩明新;张俊飞;赵慧杰;杨晨旭设计研发完成，并于2025-01-16向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于力位信息融合的髋部助力外骨骼控制方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种基于力位信息融合的髋部助力外骨骼控制方法，通过多模态感知与融合，精确识别不同运动状态，实现多种助力模式的智能切换，包括：通过身体背部IMU的俯仰角度与角速度、髋部电机编码器角度值等多源数据，识别不同状态。在不同运动状态下进行相应控制：行走状态采用零力拖动算法减小阻力并基于髋关节速度进行力矩补偿增强跟随性；起身状态采用基于位置误差的PD控制与支撑力补偿相结合的助力算法；下蹲停止和起身停止状态提供支撑力。控制部分含数据处理、状态识别、控制策略和电机控制模块。本发明能够对运动状态进行准确识别，有效提升助力效能，降低穿戴者体能消耗，适应多种任务场景。

本发明授权基于力位信息融合的髋部助力外骨骼控制方法在权利要求书中公布了：1.一种基于力位信息融合的髋部助力外骨骼控制方法，保护下述步骤： S1.多模态信息采集与预处理 利用安装在背部的惯性传感器采集身体俯仰角度和俯仰角速度信息，利用绝对值编码器采集髋关节角度信息，利用力矩传感器采集髋关节力矩信息，对采集到的惯性传感器数据进行滤波处理，去除噪声干扰，同时对绝对值编码器数据进行校准，确保角度测量的准确性，对力矩传感器数据进行零漂校正， S2.运动状态识别与判断 利用惯性传感器采集的身体俯仰角度、角速度，结合绝对值编码器的角度值，根据预设的阈值条件进行状态机切换判断，状态包括站立行走状态、下蹲状态、下蹲停止状态、起身状态、起身停止状态； 设定身体俯仰角度阈值θstand，身体俯仰角速度阈值vmove，髋部位置差阈值θe，髋部角速度乘积阈值ve，运动状态包括站立行走状态、下蹲状态、下蹲停止状态、起身状态、起身停止状态，具体判断方式如下： 当上身弯曲大于θstand，且弯曲角速度达到vmove，且编码器位置差小于θe，且左右角速度乘积大于ve时，从双脚站立状态行走状态切换到下蹲状态， 当下蹲过程中上身停止弯曲，即上身角速度小于vmove，且左右角速度乘积小于ve时，进入下蹲停止状态， 当下蹲停止状态或起身停止状态时，若身体向上起身，即上身运动角速度小于vmove，或角速度乘积大于ve，则进入起身状态， 当起身过程中上身停止抬起，即上身角速度大于vmove，或角速度乘积小于ve时，进入起身停止状态， 当起身停止状态下身体继续向上起身，满足上述起身状态条件时，保持起身状态；当身体角度小于θstand，且上身角速度小于vmove时，从起身状态切换到双脚站立状态行走状态，实时采集用户背部惯性传感器的俯仰角度、角速度数据，以及绝对值编码器的角度值数据，以进行运动状态识别与判断并在不同运动状态下采用不同的助力策略，不同状态下的控制算法与执行具体如下： ①若处于站立行走状态，执行行走助力算法，包括零力拖动算法计算克服重力和摩擦力的力矩，以及基于髋关节速度的力矩补偿算法计算补偿力矩，将两者相加得到最终控制力矩， ②若处于起身状态，按照起身助力的PD控制律计算助力力矩，并结合支撑力补偿计算最终控制力矩， ③若处于下蹲停止或起身停止状态，仅计算支撑力补偿部分的控制力矩，包括两种控制模式： 随动控制模式： 根据用户瞬时动作引起左侧力矩传感器或和右侧力矩传感器感应的力矩变化，判断用户左侧或和右侧髋部动作趋势，控制左侧或和右侧髋关节助力机构随同其动作； 二.左右同步控制模式： 根据实时测量背负惯性传感器感应到角度、角速度、角加速度及助力力矩，判断用户躯干姿态，进而结合左右髋关节助力机构的绝对值编码器测量的左、右髋关节助力机构角度及角度变化，推断出用户当前动作类型，相应控制左、右髋关节助力机构作出相应动作，完成助力，详细判断如下： 若背负惯性传感器感应到用户上身基本保持竖直状态，其左、右髋关节助力机构交替弯折伸展，判断用户处于行走状态，用户左右两侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度相同，方向相反； 若背负惯性传感器感应到用户上身前倾，其左、右髋关节助力机构同时伸展，判断用户处于起身状态，用户左右两侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度相同，方向相同； 若背负惯性传感器感应到用户上身左倾，其左髋关节助力机构弯折，右髋关节助力机构伸展，判断用户向左转身；用户左、右侧髋关节助力机构动作方向相反，且用户左侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度小于用户右侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度； 若背负惯性传感器感应到用户上身右倾，其右髋关节助力机构弯折，左髋关节助力机构伸展，判断用户向右转身；用户左、右侧髋关节助力机构动作方向相反，且用户右侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度小于用户左侧髋关节助力机构动作角度幅度、速度； 若背部IMU传感器感应到用户上身前倾，其髋部角度值增大且上身弯曲角速度达到设定阈值vmove，同时两个髋部电机处绝对编码器测得的角度值差小于阈值θe且左右角速度乘积大于阈值ve，判断用户开始下蹲； 当处于下蹲停止状态或起身停止状态时，若背部IMU传感器感应到用户上身开始后倾，判断用户进入起身状态；在起身过程中，上身持续后倾，髋部角度逐渐减小，系统采用基于位置误差的PD控制计算助力力矩，并结合支撑力补偿为用户提供向上的助力，助力力矩根据实时的髋部角度和角速度数据计算，在起身初期提供较大助力克服重力，随着身体逐渐直立助力力矩逐渐减小；当上身停止抬起进入起身停止状态，系统继续提供支撑力确保身体在直立位置稳定，同时持续监测传感器数据，判断是否需要进一步动作调整。

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兖矿能源集团股份有限公司;河北工业大学，其通讯地址为：273500 山东省济宁市邹城市凫山南路949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”。

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