下肢外骨骼

步行安全约束

基于膝关节运动概率模型的输出约束控制，在人与外骨骼协同运动中保障操作者安全与舒适。

陈振雷 · 郭庆 · Tieshan, Li · 严尧

IEEE/ASME Transactions on Mechatronics 2023

技术优势

适应个体步态

通过稀疏高斯过程从髋关节运动预测膝关节位置并量化不确定性，生成随步态变化的约束边界，使外骨骼主动顺应不同穿戴者的步态规律，而非强制固定轨迹。

无需关节速度测量

有限时间扩张状态观测器同时估计未测量的关节速度和集总不确定性，并在控制器中补偿，省去速度传感器，简化系统硬件。

应用场景

• 步态康复：按患者实际步态施加约束辅助，避免异常步态代偿或拉伤。
• 助力行走：外骨骼主动顺应穿戴者步态，行走更自然省力，适合长时间穿戴。
• 运动功能恢复：在安全约束内提供与步态匹配的助力，促进正常运动模式重建。