周小华， 李　娟， 李伟达， 李春光， 胡海燕， 张虹淼

(苏州大学 机电工程学院 江苏省机器人技术与系统重点实验室，江苏 苏州 215021)



一种基于多传感器的步态相位实时检测系统*

周小华， 李娟， 李伟达， 李春光， 胡海燕， 张虹淼

(苏州大学 机电工程学院 江苏省机器人技术与系统重点实验室，江苏 苏州 215021)

摘要:对人体步态相位进行准确实时的判断是智能假肢等康复机器人控制的基础，提出并建立了一种实时状态相位检测系统。该系统包含了4只压力传感器和2只姿态传感器，能够准确地区分出平地行走时足跟着地、足放平、足跟离地、足尖离地、摆动弯曲以及摆动伸展等五种状态相位，实验表明：该系统能够适应不同测试者的不同步幅和步速，并能够应用在假肢的实时控制中。

关键词：智能假肢； 步态相位； 状态判断； 传感器

0引言

人工假肢、助行机器人以及康复训练机器人等是中风、偏瘫、截肢患者等恢复行走能力和生活能力的主要手段。机器人的控制方法是保证其穿戴者行走更自然和安全的重要因素。由于人体运动时具有典型的步态特征，基于状态的控制方法受到广泛的关注，有限状态机[1]、映射控制方法[2]、模糊自适应控制方法[3]等相继出现。步态相位判断是基于状态的机器人控制方法的基础[4]。

现有的步态相位判断系统大多采用各种传感器及其组合来实现，较为典型的有力传感器[5]、角速度传感器[6]、加速度传感器[7]。多种传感器及其不同组合方式逐渐成为步态相位判断方法的发展趋势。……