一種基于嵌入式系統(tǒng)的助力行走裝置及控制方法與流程

本發(fā)明涉及到一種助力行走機(jī)構(gòu)，具體涉及一種基于嵌入式系統(tǒng)的助力行走裝置及控制方法。

背景技術(shù)：

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，人民的生活水平以及醫(yī)療水平都有了大幅度的提升，從而使國(guó)民人均壽命也由六七十年代的60歲左右提升到如今的75歲左右，逼近世界發(fā)達(dá)國(guó)家的平均水平，隨著人均壽命的增加，老年人在社會(huì)總?cè)丝谥兴嫉谋壤苍诓粩嘣黾?，截?010年，我國(guó)60歲以上的老年人口已超過(guò)1.78億，達(dá)到總?cè)丝诘?3.26％。同時(shí)，65歲以上的老年人口約為1.19億，占總?cè)丝诘?.87％，社會(huì)老齡化問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)峻。

老年人口數(shù)量的增加，使得老年人產(chǎn)品需求量急劇上升。隨著年齡的增加，老年人的骨頭變“脆”，膝關(guān)節(jié)、髖關(guān)節(jié)等很容易出現(xiàn)疼痛、炎癥或病變，而且還要面對(duì)骨質(zhì)疏松的影響，這些問(wèn)題都限制了老年人的運(yùn)動(dòng)，而運(yùn)動(dòng)的減少又進(jìn)一步加重了上述問(wèn)題，就這樣惡性循環(huán)。為了解決這個(gè)問(wèn)題，市場(chǎng)上已經(jīng)出現(xiàn)了很多助行機(jī)構(gòu)，它們?cè)谝欢ǔ潭壬暇徑饬死夏耆诉\(yùn)動(dòng)問(wèn)題。

但目前在市場(chǎng)上存在的下肢助行機(jī)構(gòu)存在諸多限制：外骨骼驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多使用液壓或氣壓驅(qū)動(dòng)，控制精度不高、噪聲大，且驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)外殼采用固定結(jié)構(gòu)，為了保證關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，使很多內(nèi)部機(jī)構(gòu)暴露在外，且容易對(duì)使用者造成傷害；此外現(xiàn)有外骨骼無(wú)法與其他設(shè)備互聯(lián)，使用者外出時(shí)，家人無(wú)法實(shí)施掌握使用者和機(jī)構(gòu)的運(yùn)行情況。因此，針對(duì)上述技術(shù)問(wèn)題，有必要提供一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)的基于嵌入式系統(tǒng)的下肢康復(fù)外骨骼，以解決上述缺陷。本發(fā)明針對(duì)上述不足，提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的下肢助力行走裝置，以幫助需要人群進(jìn)行助力行走。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的問(wèn)題就是提供一種基于嵌入式系統(tǒng)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)、為使用者關(guān)節(jié)提供額外轉(zhuǎn)矩的助力行走裝置，要求該裝置控制方便、精度高，可以遠(yuǎn)程追蹤，有很高的外出使用安全性。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種基于嵌入式操作系統(tǒng)的助力行走裝置，包括右側(cè)背部支撐架、主控箱體、左側(cè)背部支撐架、腰帶固定螺栓、腰帶、連接片、右側(cè)腰部支撐件、前側(cè)腰部調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、后側(cè)腰部調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、髖關(guān)節(jié)固定螺栓、髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、左側(cè)腰部支撐件、錯(cuò)位連接件、錯(cuò)位連接件螺栓、大腿主連接件、大腿固定機(jī)構(gòu)、膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、小腿固定機(jī)構(gòu)、小腿主連接件、腳板螺栓、腳板、腳部固定帶；

所述右側(cè)腰部主支撐架和左側(cè)腰部主支撐架機(jī)構(gòu)相同，其一端為“G”型結(jié)構(gòu)，另一端通過(guò)前側(cè)腰部調(diào)節(jié)件和后側(cè)腰部調(diào)節(jié)件固定；六軸運(yùn)動(dòng)處理組件位于左側(cè)腰部主支撐架的外側(cè)，緊急按鈕位于右側(cè)腰部主支撐架外側(cè)；所述六軸運(yùn)動(dòng)處理組件與緊急按鈕通過(guò)導(dǎo)線與主控箱連接；

所述左側(cè)背部支撐架和右側(cè)背部支撐架套在對(duì)應(yīng)側(cè)腰部主支撐架上，并用螺栓緊固連接；主控箱體通過(guò)連接片固定在左側(cè)背部支撐架和右側(cè)背部支撐架上，腰帶上的套孔穿過(guò)左側(cè)背部支撐架和右側(cè)背部支撐架，并使用螺栓固定；

所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)位于腰部支撐件的下側(cè)，并通過(guò)髖關(guān)節(jié)固定外殼與腰部支撐件的“G”型結(jié)構(gòu)螺紋連接；錯(cuò)位連接件、大腿主連接件、大腿固定機(jī)構(gòu)構(gòu)成髖關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，錯(cuò)位連接件與髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的輸出法蘭固定連接，大腿主連接件與錯(cuò)位連接件固定連接，大腿固定機(jī)構(gòu)與大腿主連接件相連；

所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)螺釘緊固的方式與大腿主連接件連接；小腿主連接件、小腿固定機(jī)構(gòu)組成膝關(guān)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小腿主連接件與膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接，小腿固定機(jī)構(gòu)與小腿主連接件相連；

所述腳板和腳部固定帶組成了腳部機(jī)構(gòu)，腳板與小腿主連接件鉸接，腳部固定帶固定鉚接在腳板上。

進(jìn)一步的，右側(cè)腰部主支撐結(jié)構(gòu)與左側(cè)腰部主支撐機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)相同，其中，所述右側(cè)腰部主支撐結(jié)構(gòu)包括L型支撐件和G型連接件；所述L型支撐件的一端設(shè)置G型連接件固定螺栓，且G型連接件固定螺栓與G型連接件通過(guò)L型支撐件螺母緊固。

進(jìn)一步的，所述的髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)均包括編碼計(jì)數(shù)器、髖關(guān)節(jié)伺服電機(jī)、伺服電機(jī)墊片、髖關(guān)節(jié)減速器、減速器墊片、輸出軸、髖關(guān)節(jié)鍵、髖關(guān)節(jié)輸出法蘭、髖關(guān)節(jié)固定外殼、左側(cè)固定圓盤(pán)、右側(cè)固定圓環(huán)、髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼、定位軸承、軸承定位法蘭、髖關(guān)節(jié)外殼墊圈，其中，髖關(guān)節(jié)伺服電機(jī)的尾部安裝有計(jì)數(shù)用編碼計(jì)數(shù)器，伺服電機(jī)輸出軸與髖關(guān)節(jié)減速器相連；減速器輸出軸與髖關(guān)節(jié)輸出法蘭通過(guò)髖關(guān)節(jié)鍵相連接；髖關(guān)節(jié)固定外殼與左側(cè)固定圓盤(pán)、右側(cè)固定圓環(huán)通過(guò)螺釘固定連接，形成外殼體，髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼與髖關(guān)節(jié)輸出法蘭相連接，輸出軸一端與定位軸承相連，另一端與髖關(guān)節(jié)減速器相連。

進(jìn)一步的，所述的大腿固定機(jī)構(gòu)包括束縛帶固定結(jié)構(gòu)、長(zhǎng)固定螺栓、壓力應(yīng)變片、大腿束縛帶，其中，壓力應(yīng)變片固定在束縛帶固定結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，束縛帶固定結(jié)構(gòu)通過(guò)長(zhǎng)固定螺栓與大腿主連接件固定，大腿束縛帶與束縛帶固定結(jié)構(gòu)固定。

進(jìn)一步的，所述的主控箱由主控箱底殼、主控箱蓋、短信模塊、短信模塊天線、中央處理器、GPS模塊、GPS模塊接收器、鋰電池、藍(lán)牙模塊、警報(bào)模塊組成，其中主控箱底殼、主控箱蓋通過(guò)螺栓連接，短信模塊天線與主控箱底殼固定連接，且天線端在箱體外部，GPS模塊接收器與主控箱蓋外部相連，中央處理器、GPS模塊、鋰電池、藍(lán)牙模塊、警報(bào)模塊在箱體內(nèi)部與主控箱底殼固定連接。

進(jìn)一步的，所述的六軸運(yùn)動(dòng)處理組件位于左側(cè)腰部主支撐架的后側(cè)，使用粘貼的方式使六軸運(yùn)動(dòng)處理組件與左側(cè)腰部主支撐架固定；所述的緊急按鈕位于右側(cè)腰部主支撐架的右側(cè)，使用螺釘固定的方式使緊急按鈕和左側(cè)腰部主支撐架固定。

進(jìn)一步的，所述的嵌入式控制系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、信息發(fā)送系統(tǒng)和CAN總線。

進(jìn)一步的，所述的信號(hào)采集系統(tǒng)包括GPS模塊、六軸運(yùn)動(dòng)處理組件、壓力應(yīng)變片、編碼計(jì)數(shù)器；所述的中央處理系統(tǒng)包括處理芯片、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、通用輸入輸出口等，所述處理芯片采用嵌入式操作系統(tǒng)UCOSIII；所述的電機(jī)控制系統(tǒng)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和伺服電機(jī)，所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采用大功率直流驅(qū)動(dòng)芯片。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

進(jìn)一步的，所述裝置的控制方法為：

步驟一：壓力應(yīng)變片測(cè)量人體下肢與康復(fù)裝置間作用所產(chǎn)生的壓力信號(hào)；GPS模塊采集坐標(biāo)信號(hào)；六軸運(yùn)動(dòng)處理組件獲取裝置速度與角度信號(hào)；

步驟二：所測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)總線傳輸至中央處理器；坐標(biāo)信號(hào)和速度與角度信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)藍(lán)牙模塊傳輸至中央處理器；

步驟三：中央處理器綜合處理各種信號(hào)；

步驟四：中央處理器產(chǎn)生伺服電機(jī)控制參數(shù)和短信模塊控制信號(hào)；

步驟五：編碼器測(cè)量伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速，通過(guò)PID控制算法修復(fù)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)速；

步驟六：重復(fù)以上步驟一到步驟五，實(shí)現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的助力行走裝置的正常運(yùn)行；

步驟七：緊急情況，手動(dòng)按動(dòng)緊急按鈕或裝置自動(dòng)將坐標(biāo)信號(hào)和預(yù)設(shè)信息經(jīng)由短信模塊發(fā)送至目標(biāo)對(duì)象。

采用控制芯片搭載嵌入式控制系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本較低，適合推廣。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)背面示意圖；

圖3是本發(fā)明腰部調(diào)整結(jié)構(gòu)裝配爆炸圖；

圖4是本發(fā)明右側(cè)腰部主支撐件和緊急按鈕示意圖；

圖5是本發(fā)明髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)爆炸圖；

圖6是本發(fā)明大腿固定機(jī)構(gòu)示意圖；

圖7是本發(fā)明主控制箱示意圖；

圖8是本發(fā)明電路結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-右側(cè)背部支撐架、2-主控箱體、3-左側(cè)背部支撐架、4-腰帶固定螺栓、5-腰帶、6-連接片、7-右側(cè)腰部支撐件、8-前側(cè)腰部調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、9-后側(cè)腰部調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)、10-髖關(guān)節(jié)固定螺栓、11-髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、12-左側(cè)腰部支撐件、13-錯(cuò)位連接件、14、錯(cuò)位連接件螺栓、15-大腿主連接件、16-大腿固定機(jī)構(gòu)、17-膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、18-小腿固定機(jī)構(gòu)、19-小腿主連接件、20-腳板螺栓、21-腳板、22-腳部固定帶、23-緊急按鈕、24-六軸運(yùn)動(dòng)處理組件、201-主控箱底殼、202-中央處理器、203-短信模塊天線、204-短信模塊、205-GPS模塊接收器、206-GPS模塊、207-主控箱蓋、208-警報(bào)模塊、209-鋰電池、210-藍(lán)牙模塊、211-警報(bào)器孔、701-“G”型連接件、702-腰部固定螺栓、703-G型連接件固定螺栓、704-L型支撐件螺紋、705-L型支撐件、1101-編碼計(jì)數(shù)器、1102-髖關(guān)節(jié)伺服電機(jī)、1103-減速器固定螺栓、1104-伺服電機(jī)墊片、1105-減速器墊片、1106-髖關(guān)節(jié)減速器、1107-髖關(guān)節(jié)鍵、1108-髖關(guān)節(jié)外殼固定螺栓、1109-左側(cè)固定圓盤(pán)、1110-輸出軸、1111-髖關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)外殼、1112-髖關(guān)節(jié)輸出法蘭、1113-髖關(guān)節(jié)輸出法蘭螺栓、1114-髖關(guān)節(jié)固定外殼、1115-定位軸承、1116-輸出法蘭擋圈、1117-軸承定位法蘭、1118-髖關(guān)節(jié)外殼墊圈、1119-右側(cè)固定圓環(huán)、1120-髖關(guān)節(jié)端蓋螺栓。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

結(jié)合附圖1、2和3，在本發(fā)明實(shí)例中，一種基于嵌入式系統(tǒng)的下肢助力行走裝置，所述下肢助力行走機(jī)構(gòu)其右側(cè)腰部主支撐架7和左側(cè)腰部主支撐架12機(jī)構(gòu)相同，其一端為“G”型結(jié)構(gòu)，另一端通過(guò)前側(cè)腰部調(diào)節(jié)件8和后側(cè)腰部調(diào)節(jié)件9固定；六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24位于左側(cè)腰部主支撐架12的外側(cè)，緊急按鈕23位于右側(cè)腰部主支撐架7的外側(cè)；所述左側(cè)背部支撐架3和右側(cè)背部支撐架1套在對(duì)應(yīng)側(cè)腰部主支撐架上，并用螺栓緊固連接；主控箱體2通過(guò)連接片6固定在左側(cè)背部支撐架3和右側(cè)背部支撐架1上，腰帶5上的套孔穿過(guò)左側(cè)背部支撐架3和右側(cè)背部支撐架1，并使用螺栓固定；

所述髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11位于腰部支撐件7的下側(cè)，并通過(guò)髖關(guān)節(jié)固定外殼1104與腰部支撐件7的“G”型結(jié)構(gòu)螺紋連接；錯(cuò)位連接件13、大腿主連接件15、大腿固定機(jī)構(gòu)16構(gòu)成髖關(guān)節(jié)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，錯(cuò)位連接件13與髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11的輸出法蘭1112固定連接，大腿主連接件15與錯(cuò)位連接件13固定連接，大腿固定機(jī)構(gòu)16與大腿主連接件15相連；

所述膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17通過(guò)螺釘緊固的方式與大腿主連接件15連接；小腿主連接件19、小腿固定機(jī)構(gòu)18組成膝關(guān)節(jié)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，小腿主連接件19與膝關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)17固定連接，小腿固定機(jī)構(gòu)18與小腿主連接件19相連；

所述腳板21和腳部固定帶22組成腳部機(jī)構(gòu)，腳板21與小腿主連接件19鉸接，腳部固定帶22固定鉚接在腳板21上；

結(jié)合附圖4，右側(cè)腰部主支撐結(jié)構(gòu)7與左側(cè)腰部主支撐結(jié)構(gòu)12結(jié)構(gòu)相同，其中，所述右側(cè)腰部主支撐結(jié)構(gòu)7包括L型支撐件705和G型連接件701；所述L型支撐件705的一端設(shè)置G型連接件固定螺栓703，且G型連接件固定螺栓703與G型連接件701通過(guò)L型支撐件螺母704緊固。

所述嵌入式控制系統(tǒng)由信號(hào)采集系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、信息發(fā)送系統(tǒng)和CAN總線組成，信號(hào)采集系統(tǒng)采集機(jī)構(gòu)的各種信息經(jīng)由CAN總線傳輸至中央處理系統(tǒng)，信息被處理后生成電機(jī)控制信號(hào)和警報(bào)信號(hào)發(fā)送至電機(jī)控制系統(tǒng)、信息發(fā)送系統(tǒng)；

所述信號(hào)采集系統(tǒng)由GPS模塊206、六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24、壓力應(yīng)變片603、編碼計(jì)數(shù)器組成1101，GPS模塊206與助行機(jī)構(gòu)的總控箱固2定連接，六軸運(yùn)動(dòng)處理組24件位于右側(cè)腰部支撐件7上，可以測(cè)量三軸角速度、三軸加速，以數(shù)字輸出六軸或九軸的旋轉(zhuǎn)矩陣、四元數(shù)、歐拉角格式的融合演算數(shù)據(jù)；壓力應(yīng)變片位于大腿固定帶16與大腿主連接件15之間；

所述中央處理系統(tǒng)由處理芯片、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、通用輸入輸出口等組成，所述處理芯片采用嵌入式操作系統(tǒng)UCOSIII；電機(jī)控制系統(tǒng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和伺服電機(jī)組成，所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采用大功率直流驅(qū)動(dòng)芯片。

在本實(shí)施例中，患者穿戴機(jī)構(gòu)時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)左側(cè)腰部支撐件12以及右側(cè)腰部支撐件7和可調(diào)節(jié)腰部連接機(jī)構(gòu)8的位置關(guān)系，實(shí)現(xiàn)不同腰圍尺寸的康復(fù)人群；腰帶上分布的若干圓孔可以多樣搭配以適合自身，且內(nèi)側(cè)的柔軟材料也使得使用感上升；大腿錯(cuò)位連接件14和大腿主連接件15搭配不同圓孔可以適合不同身高康復(fù)人員的需要。

結(jié)合附圖5，在本實(shí)施例中，髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)11包括編碼計(jì)數(shù)器1101、伺服電機(jī)1102、減速器1106、保護(hù)外殼1114和轉(zhuǎn)動(dòng)保護(hù)殼1111、髖關(guān)節(jié)輸出法蘭1112、軸承1115、墊圈1118、外殼連接法蘭1117；其工作原理是：伺服電機(jī)1102收到控制系統(tǒng)的指令后發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼計(jì)數(shù)器1101記錄轉(zhuǎn)速，伺服電機(jī)1102的輸出軸與減速器1106的輸入端相吻合，實(shí)現(xiàn)減速，并通過(guò)減速器1106的輸出軸1110將減速后的轉(zhuǎn)速輸出，實(shí)現(xiàn)髖關(guān)節(jié)輸出法蘭1112的轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到髖關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的目的。

結(jié)合附圖6，在本實(shí)施例中，大腿固定機(jī)構(gòu)16包括束縛帶固定結(jié)構(gòu)1601、長(zhǎng)固定螺栓1602、壓力應(yīng)變片1603、大腿束縛帶1604，其中，壓力應(yīng)變片1603固定在束縛帶固定結(jié)構(gòu)1601的內(nèi)側(cè)，束縛帶固定結(jié)構(gòu)1601通過(guò)長(zhǎng)固定螺栓1602與大腿主連接件15固定，大腿束縛帶1604與束縛帶固定結(jié)構(gòu)1601固定；在嵌入式控制系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，大腿和小腿的運(yùn)動(dòng)經(jīng)由大腿束縛帶16和小腿束縛帶18產(chǎn)生壓力，測(cè)量裝置上壓力應(yīng)變片1603發(fā)生形變，從而測(cè)量出壓力值，產(chǎn)生壓力值信號(hào)。

在本實(shí)施例中，六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24采用MPU-6050模塊，模塊使用螺栓固定于左側(cè)腰部主支撐架12右側(cè)；所述的緊急按鈕23采用不銹鋼材料，位于右側(cè)腰部主支撐架7的右側(cè)，并通過(guò)螺釘緊固連接在左側(cè)腰部主支撐架7上。運(yùn)動(dòng)時(shí)六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24測(cè)量三軸角速度、三軸加速，并以數(shù)字輸出六軸或九軸的旋轉(zhuǎn)矩陣、四元數(shù)、歐拉角格式的融合演算數(shù)據(jù)；當(dāng)發(fā)生危險(xiǎn)時(shí)，手動(dòng)按警報(bào)按鈕或系統(tǒng)自動(dòng)產(chǎn)生警告信息，該信息經(jīng)由中央處理器處理后產(chǎn)生信號(hào)使短信發(fā)送模塊發(fā)送短信，達(dá)到告知家人的作用。

結(jié)合附圖7，主控箱2包括主控箱底殼201、主控箱蓋207、短信模塊204、短信模塊天線203、中央處理器202、GPS模塊206、GPS模塊接收器205、警報(bào)模塊208、鋰電池209、藍(lán)牙模塊210，其中主控箱底殼201、主控箱蓋207通過(guò)螺栓連接，短信模塊天線203與主控箱底殼201固定連接，且天線端在箱體外部，GPS模塊接收器205與主控箱蓋207外部相連，中央處理器202、GPS模塊206、警報(bào)模塊208、鋰電池209、藍(lán)牙模塊210在箱體內(nèi)部與主控箱底殼201固定連接；中央處理系統(tǒng)接收經(jīng)由CAN總線傳輸?shù)臄?shù)據(jù)，經(jīng)由嵌入式操作系統(tǒng)處理，并將處理后的信息發(fā)送到對(duì)應(yīng)的控制模塊；嵌入式控制系統(tǒng)產(chǎn)生的電機(jī)控制信號(hào)控制伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片產(chǎn)生伺服電機(jī)所需的電流和電壓，已達(dá)到系統(tǒng)需要的轉(zhuǎn)矩；中央處理系統(tǒng)可以通過(guò)JTAG接口下載嵌入式控制系統(tǒng)控制程序，并可通過(guò)串行接口對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控。

結(jié)合附圖8，嵌入式控制系統(tǒng)包括信號(hào)采集系統(tǒng)、中央處理系統(tǒng)、電機(jī)控制系統(tǒng)、信息發(fā)送系統(tǒng)和CAN總線。信號(hào)采集系統(tǒng)包括GPS模塊206、六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24、壓力應(yīng)變片1603、編碼計(jì)數(shù)器1601；所述的中央處理系統(tǒng)包括處理芯片、串行接口、網(wǎng)絡(luò)接口、通用輸入輸出口等，所述處理芯片采用嵌入式操作系統(tǒng)UCOSIII；所述的電機(jī)控制系統(tǒng)包括伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片和伺服電機(jī)1102，所述伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片采用大功率直流驅(qū)動(dòng)芯片。

在本實(shí)施例中，裝置的控制方法為：

步驟一：壓力應(yīng)變片1603測(cè)量人體下肢與康復(fù)裝置間作用所產(chǎn)生的壓力信號(hào)；GPS模塊206采集坐標(biāo)信號(hào)；六軸運(yùn)動(dòng)處理組件24獲取裝置速度與角度信號(hào)；

步驟二：所測(cè)壓力信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)總線傳輸至中央處理器202；坐標(biāo)信號(hào)和速度與角度信號(hào)經(jīng)放大和模數(shù)轉(zhuǎn)換后經(jīng)藍(lán)牙模塊2507傳輸至中央處理器202；

步驟三：中央處理器202綜合處理各種信號(hào)；

步驟四：中央處理器202產(chǎn)生伺服電機(jī)1102控制參數(shù)和短信模塊控制信號(hào)；

步驟五：編碼器測(cè)量伺服電機(jī)1102轉(zhuǎn)速，通過(guò)PID控制算法修復(fù)伺服電機(jī)1102轉(zhuǎn)速；

步驟六：重復(fù)以上步驟一到步驟五，實(shí)現(xiàn)基于嵌入式系統(tǒng)的助力行走裝置的正常運(yùn)行；

步驟七：緊急情況，手動(dòng)按動(dòng)緊急按鈕23或裝置自動(dòng)將坐標(biāo)信號(hào)和預(yù)設(shè)信息經(jīng)由短信模塊發(fā)送至目標(biāo)對(duì)象。

本發(fā)明雖然已經(jīng)給出了本發(fā)明的一些實(shí)施例，但是本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在不脫離本發(fā)明精神的情況下，可以對(duì)本文的實(shí)施例進(jìn)行改變。上述實(shí)施例只是示例性的，不應(yīng)以本文的實(shí)施例作為本發(fā)明權(quán)利范圍的限定。