一种剖分式下肢穿戴测量装置及跟随控制方法
成果类型:: 发明专利,实用新型专利,新技术
发布时间: 2023-10-15 22:53:18
剖分式下肢穿戴测量装置及跟随控制方法,剖分式下肢穿戴测量装置包括: 额状轴测量装置、垂直轴测量装置、髋关节连接件和小腿连接件。步行平台包括:左四足、右四足、左电机和右电机。其中垂直轴测量装置采用剖分式结构设计,此结构提高了测量装置穿戴使用的方便性,快捷性。对双四足步行平台的跟随控制方法的提出,使得对双四足步行平台的控制更为方便,使人的双手得到解放,提高工作效率。实现了人机协同运动。该装置及控制方法可用于探测、军用等。
本发明的工作原理是在人体正常行走运动时,下肢带动外骨骼机构做随动运动,三个编码器分别收集髋关节,膝关节的额状轴转动角度信息、髋关节的垂直轴转动信息,从而控制步行平台的速度,方向和转弯半径。本发明的有益效果是剖分式穿戴装置的应用使外骨骼的穿戴使用更为方便高效,并准确获取人体髋关节和膝关节的运动信息,结合人机联动数学模型实现下肢对步行平台的跟随控制,解放双手,提高工作效率。
康复和运动辅助:剖分式下肢穿戴测量装置可以用于康复训练和运动辅助。通过精确测量和分析人体下肢的运动和姿态,可以为康复患者提供个性化的康复计划和运动辅助,帮助恢复运动功能和提高生活质量。
运动技能评估:该装置可以用于运动技能的评估和改进。通过实时测量和分析人体下肢的运动数据,可以评估运动技能的质量和效果,并提供相应的反馈和改进建议,帮助提高运动技能和表现。
虚拟现实和游戏:剖分式下肢穿戴测量装置可以与虚拟现实和游戏技术结合,实现身临其境的交互体验。通过实时跟随控制方法,可以将用户的下肢动作精确地转化为虚拟现实场景中的角色动作,增强游戏的沉浸感和娱乐性。
人机交互:剖分式下肢穿戴测量装置可以用于人机交互界面的开发。通过实时测量和分析人体下肢的运动数据,可以实现自然和直观的人机交互方式,如通过下肢姿势控制虚拟角色的移动或进行手势识别。
动作捕捉和影视制作:剖分式下肢穿戴测量装置可以用于动作捕捉和影视制作领域。通过准确测量和跟随控制方法,可以实时捕捉人体下肢的运动数据,用于影视制作、动画制作等领域,实现高质量的动作捕捉效果。
北京交通大学是教育部直属全国重点大学,是国家“211工程”“985工程”“双一流”建设高校。有中国科学院院士3人,中国工程院院士10人。全面参与了铁路大提速、青藏铁路、磁悬浮列车、川藏铁路建设和城市轨道交通核心技术自主研发等轨道交通发展重大事件,取得了一系列完全自主知识产权、处于国际先进水平原创性重大成果。 学校智能机器人与系统研究主要从事机器人、虚拟现实、力触觉交互系统、系统控制等研究,构建具有国际先进水平的机器人研究平台。 专家简介:姚燕安,男,工学博士,任北京交通大学教授,博士生导师。研究领域:机构与机器人学 姚教授提出“多模式整体闭链连杆式移动系统”设计理论,提出以“几何机器人”为载体将数学(Mathematics)、科学(Science)、工程(Engineering)、艺术(Art)融合为一体的MSEA教育理念,旨在培养数学家的严谨思维、科学家的创新思维、工程师的实践能力、艺术家的美学情怀。
康复效果提升:剖分式下肢穿戴测量装置可以实时测量和分析人体下肢的运动数据,通过跟随控制方法,可以提供个性化的康复训练方案。这将帮助康复患者更准确地进行康复训练,提升康复效果,加快康复进程。
运动技能改进:通过实时测量和分析人体下肢的运动数据,并使用跟随控制方法提供即时反馈和改进建议,剖分式下肢穿戴测量装置可以帮助用户改进运动技能。这将提高运动技能的质量和效果,帮助用户达到更高的运动水平。
个性化康复和训练:由于剖分式下肢穿戴测量装置和跟随控制方法的精确性和灵活性,可以针对不同的个体提供个性化的康复和训练方案。这将使康复和训练更适应用户的特殊需求和能力水平,提高康复和训练的效果。
交互体验增强:剖分式下肢穿戴测量装置和跟随控制方法可以结合虚拟现实和游戏技术,实现身临其境的交互体验。用户可以通过下肢动作来控制虚拟角色或进行游戏,增强游戏的沉浸感和娱乐性,提高交互体验的质量。
影视制作和动画制作:剖分式下肢穿戴测量装置可以用于动作捕捉和影视制作领域。通过准确测量和跟随控制方法,可以实时捕捉人体下肢的运动数据,用于影视制作、动画制作等领域,提高动作捕捉的质量和效果。
技术合作、技术服务,具体可包括:
(1)自行投资实施转化
(2)向他人转让该科技成果
(3)许可他人使用该科技成果
(4)以该科技成果作为合作条件,与他人共同实施转化
(5)以该科技成果作价投资,折算股份或者出资比例
(6)其他协商确定的方式
此项技术成果转化方式,既可以是上述方式的组合,也可以是其它符合实际需要的任何方式。具体转化方式待商议确定。