一种柔性双足压力检测装置与步态分析系统设计研究.pdf

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1、第23卷第12期传感技术学报V0l_23No．122010年12月CHINESEJOURNALOFSENSORSANDACTUATORSDec．20l0ResearchontheDesignofaFlexibleBipedPlantarPressureMeasurementDeviceandGaitAnalysisSystemZHENGChengwen一，SONGQuanjun，TONGLina一，CHENWei，GEYunjianf1．InstituteofhuelligentMachines，Chi

2、neseAcademyofSciences，Hefei23003l，China；、＼2．DepartmentAutomation，UniversityofScience＆TechnologyofChina，Hefei230027，China／Abstract：Inordertogainthemovementintentionsofhumanlowerextremityonthehuman·machineinteraction，accordingtolowreliabilityandfuzzyinform

3、ationcharacteristicsoftheperceptualsystemofthewearableassistro-bot，aflexiblebipedplantarpressuremeasurementandprocessingsystemsuitableforrobotisproposed，whichisbasedontheanalysisoftheneedforinteractiveinformationtocontroltheassistrobot．Thesystemiscompose

4、doftheinformationacquisitiondeviceandtheinformationprocessingunitandcanhelpusersmeasuretheplantarpres—suredistributioninformationduringwalkingprocess．Therelatedexperimentresultsindicatethattheperformanceofthesystemisstableandhasfastresponse．Themeasuredda

5、tahasobviousfeaturesandgoodreproducibility，whichcandividehumanwalkinggaitphaseandprovideasafeguardforthecontroloftherobotsystem．Keywords：powerassistrobot；flexiblebiped；plantarpressureacquisition；informationfusionEEACC：7230；7320Vdoi：10．3969／j．issn．1004—16

6、99．2010．12．007一种柔性双足压力检测装置与步态分析系统设计研究木郑成闻，宋全军，佟丽娜，陈炜，葛运建，1．中国科学院合肥智能机械研究所，合肥230031．、＼2．中国科学技术大学自动化系，合肥230027／摘要：为了获取人机交互中的人体下肢运动信息，针对目前可穿戴助力机器人中感知系统可靠性差，信息特征模糊等缺点，在分析了机器人控制系统所需的交互信息的基础上，设计了一种适用于助力机器人的柔性双足压力信息采集与处理系统。该系统由前端的信息采集装置与终端的信号处理单元两部分组成，可以实时测量使用者

7、行走过程中足底压力分布信息。相关实验结果表明，所设计的系统性能稳定，响应迅速，测得的数据信息特征明显，重复性好，能够较好的划分人体行走过程中的步态相位，为实现可穿戴助力机器人控制提供了保障。关键词：助力机器人；柔性双足；足底压力检测；信息融合中图分类号：TP242文献标识码：A文章编号：1004—1699(2010)12—1704—05可穿戴型助力机器人是一种外骨骼助力装置，类12]：(1)肌电信息：通过测量肌肉活动中的电信号，它将人类的智力与机器的动力结合在一起，让机器获取人体运动意图，实时规划人体运

8、动步态。典型的来感知人类运动的意图，从而通过机器提供动力，扩代表有日本的HAL系列等。虽然说肌电信号作展人体特定部位的运动能力，完成一些仅靠人力难为肌肉最直接的反映，在实时性上具备优势，但是其以单独完成的任务⋯。存在固定麻烦，穿脱不易的缺点，尤其它可靠性不高，可穿戴型助力机器人是根据人体运动信息来提存在多次测量不一致性，以及不同使用者的身体状况供动力援助的，是以人为中心，所以说如何获取人差异都会影响系统实际运行效果。(2)关节角度与体运动意