双脚行走移动体所受地面反向力及关节力矩的推定方法

摘要

一种双脚行走移动体所受地面反向力及关节力矩的推定方法，判断腿部(2)的运动状态是单腿还是两腿支承状态，当是单腿支承状态时，依据双脚行走移动体(1)的重心(G0)的运动方程式，来推定作用到着地中的腿部(2)上的地面反向力(F)；当是两腿支承状态时，依据所述重心(G0)的运动方程式、以及各腿部(2)的地面反向力(Fr)、(Ff)的成份与相对于所述重心(G0)而言的各腿部(2)的踝部(12)的位置之间的关系式，来分别推定作用到腿部(2)上的地面反向力(Fr)、(Ff)。此外，还使用其地面反向力(Fr)、(Ff)的推定值，依据逆动力学模型，推定作用到各腿部(2)的膝关节(10)或髋关节(8)上的力矩。

主权项

1.一种双脚行走移动体的地面反向力推定方法，用于对作用到双脚行走移动体的各腿部上的地面反向力进行推定，其特征在于，具有：第1步骤，该第1步骤为：判断所述双脚行走移动体的腿部的运动状态是处于只有其中一条腿部着地的单腿支承状态，还是两条腿部着地的两腿支承状态；第2步骤，该第2步骤为：在对所述双脚行走移动体的重心位置依次进行求解的同时，还使用求解该重心位置时的时间序列数据，对相对于地面被固定的绝对坐标系上的该重心的加速度依次进行求解；以及第3步骤，该第3步骤为：至少在所述两腿支承状态下，对预先设定在各腿部的下端部附近的特定部位的相对于所述重心的位置依次进行求解；当所述双脚行走移动体处于单腿支承状态下时，基于下述运动方程式，即由双脚行走移动体的质量、重力加速度、所述重心的加速度、以及作用到着地中的腿部上的所述地面反向力所表示的该重心的运动方程式，依次求出作用到着地中的腿部上的所述地面反向力的推定值；当所述双脚行走移动体处于两腿支承状态下时，基于下述运动方程式，即由双脚行走移动体的质量、重力加速度、所述重心的加速度、以及分别作用到两腿部上的所述地面反向力所表示的该重心的运动方程式、以及下述关系式，而对分别作用到两腿部上的所述地面反向力的推定值依次进行求解，而所述关系式为：假定作用到各腿部上的所述地面反向力是从该腿部的所述特定部位朝向所述重心方向而作用时，各腿部的特定部位相对所述重心的位置与作用到该腿部上的所述地面反向力之间的关系式。