本發(fā)明涉及康復(fù)醫(yī)療器械領(lǐng)域，尤其是涉及一種可穿戴仿生康復(fù)外骨骼的控制系統(tǒng)及其控制方法。

背景技術(shù)：

據(jù)相關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，目前世界上的截癱用戶人數(shù)逐年增多，不僅給用戶造成較大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，同時也造成了一定的心理負(fù)擔(dān)。因此，截癱助行與康復(fù)已經(jīng)成為一個日益嚴(yán)峻的社會問題。近年來，由于各種各樣的原因(例如地震等自然災(zāi)害)，我國下肢癱瘓的人數(shù)已經(jīng)達(dá)到了數(shù)十萬。對于那些完全癱瘓的用戶而言，純粹的藥物治療和手術(shù)治療無法使用戶徹底康復(fù)，因此，需要借助康復(fù)工程的手段去改善或代替癱瘓病人失去的功能。康復(fù)型外骨骼是一種穿戴在下肢，由電機(jī)關(guān)節(jié)帶動下肢運動功能障礙用戶相應(yīng)關(guān)節(jié)運動，達(dá)到訓(xùn)練/代償行走功能的機(jī)械裝置。為了解決截癱病人長期臥床或者坐輪椅引起的壓瘡和肌肉萎縮等疾病，幫助他們站立和行走，提高其生活質(zhì)量，并減輕用戶家庭和社會的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，研究開發(fā)具有高科技含量和自主知識產(chǎn)權(quán)的康復(fù)型外骨骼和相應(yīng)的協(xié)同外骨骼控制系統(tǒng)具有十分重要的實際意義?，F(xiàn)在可穿戴仿生外骨骼技術(shù)還存在許多不足的地方，在控制系統(tǒng)的搭建與使用方面還存在不足以及發(fā)展空間。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在克服現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種安全、方便、穩(wěn)定的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)及控制方法。

本發(fā)明目的通過如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)，包括主控板、電機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線手表控制端、數(shù)據(jù)庫、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器、醫(yī)生客戶端和家屬客戶端；

所述主控板分別與電機(jī)控制系統(tǒng)、傳感器網(wǎng)絡(luò)以及無線手表控制端連接；主控板還通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器相連接；

所述醫(yī)生客戶終端和家屬客戶終端通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器；數(shù)據(jù)庫與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器連接，數(shù)據(jù)庫還通過網(wǎng)絡(luò)與主控板連接；

所述主控板為電機(jī)控制系統(tǒng)供電，發(fā)送控制指令和讀取控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)；主控板與傳感 器網(wǎng)絡(luò)相連接，從傳感器網(wǎng)絡(luò)中讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)；

所述主控板接收仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的控制指令并向無線手表控制端傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)；

所述主控板從傳感器網(wǎng)絡(luò)中讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)；

所述醫(yī)生客戶終端通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)并向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送指令做出調(diào)整；

所述家屬客戶終端通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，查看仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)；

所述數(shù)據(jù)庫用以存儲主控板發(fā)送的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送過的指令；

所述主控板向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行雙向通信，交換控制指令、傳感器數(shù)據(jù)、仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)以及仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者狀態(tài)信息；遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器接收主控板回傳的數(shù)據(jù)，分析歷史數(shù)據(jù)以及當(dāng)前數(shù)據(jù)，用以監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼運行狀態(tài)以及仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的狀態(tài)，當(dāng)仿生康復(fù)外骨骼或者患者出現(xiàn)異常情況時，向主控板發(fā)送控制指令，并將對應(yīng)的處理操作及操作結(jié)果以短信方式告知仿生康復(fù)外骨骼用戶。

為進(jìn)一步實現(xiàn)本發(fā)明目的，優(yōu)選地，所述主控板包括內(nèi)部接口、外部接口、通信模塊、定位模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源保護(hù)模塊和處理器；內(nèi)部接口包括CAN1模塊、CAN2模塊、內(nèi)串口；外部接口包括外串口和USB/HUB模塊；通信模塊包括以太網(wǎng)調(diào)試模塊、無線網(wǎng)卡、4G模塊、2.4G無線模塊；定位模塊主要為GPS模塊；電源轉(zhuǎn)換模塊包括總開關(guān)、3.3VLDO模塊、5VDCDC模塊、MOS模塊和電源模塊；電源保護(hù)模塊主要為電流檢測器；處理器包括中央處理器和第一微處理器；所述電源保護(hù)模塊、定位模塊、內(nèi)部接口和外部接口都與中央處理器連接；以太網(wǎng)調(diào)試模塊、無線網(wǎng)卡和4G模塊都與中央處理器連接，2.4G無線模塊與第一微處理器連接；第一微處理器通過內(nèi)串口與中央處理器相連接；總開關(guān)分別與24V鋰電池、3.3VLDO模塊和5VDCDC模塊連接；5VDCDC模塊通過MOS模塊與電源模塊相連接，電源模塊與中央處理器連接；3.3VLDO模塊與第一微處理器相連接。

優(yōu)選地，所述傳感器網(wǎng)絡(luò)由左肢CAN總線與右肢CAN總線組成；左肢CAN總線與右肢CAN都與CAN2模塊相連接；左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括左肢小腿傳感器節(jié)點、左膝電機(jī)傳感器、左肢大腿傳感器節(jié)點和左髖電機(jī)傳感器；右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括右肢小腿傳感器節(jié)點、右膝電機(jī)傳感器、右肢大腿傳感器節(jié)點和右髖電機(jī)傳感器；

所述左肢大腿傳感器節(jié)點、右肢大腿傳感器節(jié)點、左肢小腿傳感器節(jié)點、右肢小腿傳感器節(jié)點323都包括傾角傳感器、加速度傳感器、壓力傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊、電壓轉(zhuǎn)換模 塊和第二微處理器；所述傾角傳感器、加速度傳感器、AD轉(zhuǎn)換模塊和電壓轉(zhuǎn)換模塊都分別與第二微處理器連接；壓力傳感器與AD轉(zhuǎn)換模塊連接；電壓轉(zhuǎn)換模塊與CAN2模塊連接。

優(yōu)選地，所述左肢大腿傳感器節(jié)點與右肢大腿傳感器節(jié)點的傾角傳感器與加速度傳感器同放置于軀干傾角傳感器放置卡槽；左肢小腿傳感器節(jié)點的傾角傳感器與加速度傳感器同放置于小腿支架處，壓力傳感器放置于腳底壓力傳感器放置槽；左髖電機(jī)傳感器、右髖電機(jī)傳感器、左膝電機(jī)傳感器和右膝電機(jī)傳感器是相同類型的傳感器，分別放置于左肢髖部電機(jī)、右肢髖部電機(jī)、左肢膝部電機(jī)、右肢膝部電機(jī)的內(nèi)部。

優(yōu)選地，所述電機(jī)控制系統(tǒng)包括電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動；每個電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動組成一個伺服電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，電機(jī)編碼器與主控板的MOS模塊直接相連；左肢髖部電機(jī)、右肢髖部電機(jī)、左肢膝部電機(jī)、右肢膝部電機(jī)的CAN伺服電機(jī)驅(qū)動器掛載在統(tǒng)一CAN1模塊總線上。

優(yōu)選地，所述無線手表控制端包括2.4G無線模塊、傾角傳感器、按鍵、顯示屏以及第三微處理器；所述2.4G無線模塊、傾角傳感器、按鍵和顯示屏都分別與第三微處理器連接；所述無線手表控制端佩戴在仿生康復(fù)外骨骼使用患者手腕處；2.4G無線模塊通過無線通信方式與主控板連接。

優(yōu)選地，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器包括身份認(rèn)證模塊、指令控制模塊、實時監(jiān)控模塊、定時數(shù)據(jù)分析模塊、預(yù)警模塊和通信模塊；身份認(rèn)證模塊和指令控制模塊分別與通信模塊連接；定時數(shù)據(jù)分析模塊和實時監(jiān)控模塊分別與預(yù)警模塊連接；預(yù)警模塊與通信模塊相連接；身份認(rèn)證模塊用以驗證用戶登錄并賦予相應(yīng)權(quán)限；指令控制模塊用以向外骨骼仿生康復(fù)外骨骼發(fā)送控制指令，實時監(jiān)控模塊實時監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼以及仿生康復(fù)外骨骼使用患者安全狀態(tài)；定時數(shù)據(jù)分析模塊定期生成關(guān)于患者身體健康以及仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)的報告；預(yù)警模塊用以處理系統(tǒng)中產(chǎn)生的所有信息；通信模塊負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)與仿生康復(fù)外骨骼本地系統(tǒng)、醫(yī)生客戶端以及家屬客戶端三者之間的通信。

應(yīng)用所述的系統(tǒng)的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制方法，包括以下步驟：

步驟S10：用戶按下總開關(guān)開機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼開始工作；

步驟S11：仿生康復(fù)外骨骼開始進(jìn)行自檢，檢查主控板是否正常，電機(jī)系統(tǒng)是否正常，傳感器網(wǎng)絡(luò)是否正常，通知遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)仿生康復(fù)外骨骼已經(jīng)開機(jī)；若自檢發(fā)現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S13；若自檢正常，則進(jìn)入步驟；

步驟S13：仿生康復(fù)外骨骼向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)請求排除異常，通過步驟S14判斷異常是否排出，若遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)排除異常，則進(jìn)入步驟；若異常沒有排除，則系統(tǒng)報告提示用戶錯 誤后，進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S12：電機(jī)控制系統(tǒng)打開與電機(jī)連接；

步驟S15：主控板等待無線手表控制端發(fā)送站立指令，若用戶發(fā)送站立指令后進(jìn)入步驟S16；

步驟S16：主控板接收傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)判斷用戶是否處于坐下狀態(tài)，若用戶處于坐下狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S18；若用戶不處于坐下狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S17；

步驟S17：提示用戶調(diào)整坐姿，重新進(jìn)入步驟S16進(jìn)行坐下狀態(tài)判斷；

步驟S18：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行站立動作；進(jìn)入步驟S19；

步驟S19:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實時監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控站立動作執(zhí)行，保證用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S20；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S21；

步驟S20：停止當(dāng)前站立動作執(zhí)行，返回動作起始點，系統(tǒng)檢查排除錯誤后，通知用戶重新進(jìn)行站立，重回步驟S15；

步驟S21：用戶狀態(tài)轉(zhuǎn)換為站立狀態(tài)，主控板采集傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)作為接下來動作執(zhí)行過程中的參考閾值；進(jìn)入步驟S22；

步驟S22：主控板判斷用戶是否滿足邁步條件，此處邁步條件為用戶重心是否偏移到一邊，軀干是否前傾；若滿足觸發(fā)條件則進(jìn)入步驟S23；若不滿足則重新進(jìn)入S22進(jìn)行檢測；

步驟S23：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行邁步動作；進(jìn)入步驟S24；

步驟S24:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實時監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控邁步動作執(zhí)行，保證用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S26；

步驟S25：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與主控板共同嘗試解決異常問題，如電機(jī)宕機(jī)后清除錯誤并重新連接；若異常能正常清除則進(jìn)入步驟S23，繼續(xù)完成邁步動作；若異常不能正常清除則進(jìn)入步驟S27；

步驟S27：仿生康復(fù)外骨骼嘗試鎖死電機(jī)并調(diào)用機(jī)械鎖鎖住仿生康復(fù)外骨骼，并由遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送請求幫助信息；進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S26：判斷用戶是否想停止邁步動作，若停止邁步動作，則進(jìn)入步驟S28；若不停止邁步動作，則重新進(jìn)入步驟S22判斷是否觸發(fā)下一步邁步動作；

步驟S28：主控板向電機(jī)控制系統(tǒng)發(fā)出指令，執(zhí)行收腿動作；進(jìn)入步驟S29；

步驟S29:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的實時監(jiān)控模塊與中央處理器共同監(jiān)控收腿動作執(zhí)行，保證 用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25，嘗試清除異常；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S31：用戶按下任意按鍵喚醒系統(tǒng)，并回到步驟S21；

步驟S41：醫(yī)生客戶端向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)起TCP連接，雙方建立連接后，向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送身份認(rèn)證信息；

步驟S42：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器驗證醫(yī)生客戶端的身份信息，確認(rèn)該客戶端所具有的操作權(quán)限；若身份信息驗證失敗，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器自動關(guān)閉連接；

步驟S43：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器驗證客戶端身份成功之后，從數(shù)據(jù)庫讀取該用戶最新的數(shù)據(jù)記錄，包括仿生康復(fù)外骨骼的自檢信息，仿生康復(fù)外骨骼使用記錄，用戶生理數(shù)據(jù)和運動數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)為定時數(shù)據(jù)分析模塊與實時監(jiān)控模塊在工作過程中記錄的數(shù)據(jù)；

步驟S44：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生客戶端后，將等待接收醫(yī)生客戶端的控制指令；

步驟S45：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器收到醫(yī)生客戶端控制指令之后交由指令控制模塊處理控制指令，若控制指令合法則將控制指令通過通信模塊發(fā)送給主控板執(zhí)行指令，主控板0返回執(zhí)行結(jié)果后，將執(zhí)行結(jié)果同步到數(shù)據(jù)庫并發(fā)送給醫(yī)生客戶端。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1)本發(fā)明遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器通過網(wǎng)絡(luò)連接仿生康復(fù)外骨骼主控板，接收主控板發(fā)送的數(shù)據(jù)，分析歷史數(shù)據(jù)或者當(dāng)前數(shù)據(jù)，監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的狀態(tài)，并發(fā)送適當(dāng)?shù)目刂浦噶?；本發(fā)明提供的可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)能進(jìn)行遠(yuǎn)程以及本地的監(jiān)控，提供更為安全的保障。

2)本發(fā)明數(shù)據(jù)庫直接連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，用以存儲主控板發(fā)送的數(shù)據(jù)以及遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送過的指令，存儲仿生康復(fù)外骨骼使用患者的歷史數(shù)據(jù)分析患者的康復(fù)訓(xùn)練情況，并由醫(yī)生客戶端對仿生康復(fù)外骨骼配置作出適當(dāng)?shù)男薷?，為每個不同的患者提供個性化的訓(xùn)練方案，具有方便、安全以及穩(wěn)定的特點。

3)本發(fā)明醫(yī)生終端通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器，監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)并向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送指令，作出適當(dāng)?shù)恼{(diào)整；家屬終端通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器用以查看仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)；本發(fā)明便于醫(yī)生以及家屬能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器及時了解患者狀態(tài)，制定合理的康復(fù)訓(xùn)練方案。

4)本發(fā)明遠(yuǎn)程服務(wù)器與本地系統(tǒng)共同監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的安全，提高安全新能。

5)本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單高效，出現(xiàn)錯誤能快速查找并響應(yīng)。

附圖說明

圖1是應(yīng)用本發(fā)明控制系統(tǒng)的可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的框架圖。

圖3為本發(fā)明可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)主控板的框架圖。

圖4為本發(fā)明可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)傳感器網(wǎng)絡(luò)的框架圖。

圖5為本發(fā)明可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)傳感器節(jié)點的框架圖。

圖6為本發(fā)明可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)電機(jī)控制系統(tǒng)的框架圖。

圖7為本發(fā)明可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)無線手表控制端的框架圖。

圖8為本發(fā)明的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的框架圖。

圖9為本發(fā)明可穿戴外骨骼系統(tǒng)工作流程圖。

圖10為本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與醫(yī)生客戶端交互的工作流程圖。

具體實施方式

為更好地理解本發(fā)明，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)作進(jìn)一步的說明，需要說明的是，實施方式僅用于解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制。

本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置。本發(fā)明中，可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置與仿生康復(fù)外骨骼是同一意思。

圖1是可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置的整體機(jī)械結(jié)構(gòu)示意圖，可穿戴仿生外骨骼機(jī)械腿康復(fù)裝置主要包括軀干支架1、大腿支架2、小腿支架3、左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7、腳底壓力傳感器放置槽8、軀干傾角傳感器放置卡槽9、綁帶10、背包內(nèi)層11、背包上層16、腕表12、拐杖13、觸地壓力傳感器14以及腳部支撐板15。拐杖13有兩根，分別通過用戶的左右手握住。

軀干支架1為左右對稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶上身；大腿支架2為左右對稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶左邊和右邊大腿上，小腿支架3為左右對稱結(jié)構(gòu)，綁定在用戶左邊和右邊小腿上；腳部支撐板15設(shè)置在用戶腳底；所述的綁定通過綁帶10進(jìn)行固定，綁帶10置于大腿支架2與小腿支架3中間部位；軀干支架1與左肢大腿支架2通過左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5連接；左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5的定子與軀干支架1通過螺絲固定，左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5的轉(zhuǎn)子與左肢大腿支架2通過可拔插結(jié)構(gòu)固定；當(dāng)左肢髖部電 機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5轉(zhuǎn)動時，固定在定子上的軀干支架1與固定在轉(zhuǎn)子上的大腿支架2被轉(zhuǎn)動的電機(jī)帶動并產(chǎn)生相對角度運動；左肢髖部電機(jī)4與右肢髖部電機(jī)5控制兩者相對角度運動；大腿支架2與小腿支架3分別與左肢膝部電機(jī)6與右肢膝部電機(jī)7的定子和轉(zhuǎn)子連接；左肢膝部電機(jī)6與右肢膝部電機(jī)7連接著大腿支架2與小腿支架3并控制兩者相對角度運動；小腿支架3與腳部支撐板15活動連接。腳部支撐板15承受著用戶身體的重量，腳部支撐板15上設(shè)置了腳底壓力傳感器放置槽8；腳底壓力傳感器產(chǎn)生的信號代表有力施加于它，其壓力值取決于用戶的姿態(tài)。軀干傾角傳感器放置卡槽9放置于軀干支架1的左右兩側(cè)的中間位置，用于放置傾角傳感器。背包內(nèi)層11與背包上層16粘合于軀干支架1后面，背包內(nèi)層11用于放置主控板100，背包上層16用于放置24V鋰電池176。腕表12佩戴于用戶左手手腕，拐杖13握于用戶左右兩只手用于支撐身體，觸地壓力傳感器14置于拐杖底部，用于獲取拐杖觸地壓力值。

如圖2所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)包括主控板100、電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300、無線手表控制端400、數(shù)據(jù)庫500、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600、醫(yī)生客戶端700和家屬客戶端800；其中，主控板100、電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300以及無線手表控制端400構(gòu)成可穿戴外骨骼本地系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫500、遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600、醫(yī)生客戶端700以及家屬客戶端800構(gòu)成可穿戴外骨骼遠(yuǎn)程系統(tǒng)。主控板100分別與電機(jī)控制系統(tǒng)200、傳感器網(wǎng)絡(luò)300以及無線手表控制端400連接；主控板還通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接；醫(yī)生客戶終端700和家屬客戶終端800通過網(wǎng)絡(luò)連接遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600；數(shù)據(jù)庫500與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600連接，數(shù)據(jù)庫500還通過網(wǎng)絡(luò)與主控板100連接。

主控板100放置于背包上層16中；主控板100與電機(jī)控制系統(tǒng)200相連，為電機(jī)控制系統(tǒng)200供電，發(fā)送控制指令和讀取控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)。主控板100與傳感器網(wǎng)絡(luò)300相連接，從傳感器網(wǎng)絡(luò)300中讀取傳感器采集的數(shù)據(jù)；主控板100與無線手表控制端400相連接，主控板100接收仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者的控制指令并向無線手表控制端400傳輸狀態(tài)數(shù)據(jù)；主控板100通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接，主控板100向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600進(jìn)行雙向通信，交換控制指令、傳感器數(shù)據(jù)、仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)以及仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者狀態(tài)等信息。醫(yī)生客戶端700以及家屬客戶端800通過網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接；數(shù)據(jù)庫500通過網(wǎng)絡(luò)與主控板100連接；數(shù)據(jù)庫500還與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600連接。

如圖3所示，主控板100包括內(nèi)部接口、外部接口、通信模塊、定位模塊、電源轉(zhuǎn)換模塊、電源保護(hù)模塊和處理器。內(nèi)部接口包括CAN1模塊110、CAN2模塊111、內(nèi)串口160； 外部接口包括外串口162和USB/HUB模塊161；通信模塊包括以太網(wǎng)調(diào)試模塊120、無線網(wǎng)卡121、4G模塊140、2.4G無線模塊123；定位模塊主要為GPS模塊150；電源轉(zhuǎn)換模塊包括總開關(guān)170、3.3VLDO模塊173、5VDCDC模塊172、MOS模塊171和電源174；電源保護(hù)模塊主要為電流檢測器175；處理器包括中央處理器190和第一微處理器191。電源保護(hù)模塊、定位模塊、內(nèi)部接口和外部接口都與中央處理器連接；以太網(wǎng)調(diào)試模塊120、無線網(wǎng)卡121和4G模塊140都與中央處理器連接，2.4G無線模塊123與第一微處理器191連接；

其中，內(nèi)部接口中，CAN1模塊110分別與電機(jī)控制系統(tǒng)200中的伺服電機(jī)驅(qū)動220和中央處理器190直接相連，通過CAN總線協(xié)議完成中央處理器190與電機(jī)控制系統(tǒng)200的雙向通信，中央處理器向190向電機(jī)發(fā)送控制指令，伺服電機(jī)驅(qū)動220向中央處理器發(fā)送指令執(zhí)行狀態(tài)、電機(jī)配置信息、電機(jī)狀態(tài)等信息。CAN2模塊111分別與傳感器網(wǎng)絡(luò)300和中央處理器190直接相連，通過CAN總線協(xié)議完成中央處理器190與傳感器網(wǎng)絡(luò)300的雙向通信，中央處理器190向傳感器網(wǎng)絡(luò)300發(fā)送以及數(shù)據(jù)請求以及網(wǎng)絡(luò)配置信息，如發(fā)送頻率，開關(guān)傳感器節(jié)點等，傳感器網(wǎng)絡(luò)300向中央處理器190發(fā)送采集的傳感器數(shù)據(jù)以及報告?zhèn)鞲衅鳡顟B(tài)。

外部接口中，外串口162完成對中央處理器190中程序的更新，系統(tǒng)的燒寫等功能，也作為拓展功能的預(yù)留接口。USB/HUB模塊161完成向中央處理器拷入拷出數(shù)據(jù)的功能。

以太網(wǎng)調(diào)試模塊120實現(xiàn)在局域網(wǎng)或者廣域網(wǎng)中開發(fā)人員接入中央處理，查看仿生康復(fù)外骨骼運行狀態(tài)，修改配置文件信息，以及手動發(fā)送控制指令調(diào)試仿生康復(fù)外骨骼。無線網(wǎng)卡121與4G模塊140直接與中央處理器190相連接，無線網(wǎng)卡121通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600相連接，完成中央處理器190與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的通信，無線網(wǎng)卡121運行在具有流暢WIFI熱點接入的環(huán)境中，當(dāng)運行環(huán)境中不具備WIFI接入條件時自動切換為4G模塊140提供中央處理器100與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的通信。在4G模塊140與無線網(wǎng)卡121都不具備工作條件，比如仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者在郊區(qū)活動時，中央處理器190將需要發(fā)送的數(shù)據(jù)存儲在本地，等待4G模塊140與無線網(wǎng)卡121正常工作再與遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器進(jìn)行通信。GPS模塊150為仿生康復(fù)外骨骼使用患者提供定位服務(wù)，并周期地將位置信息傳送給中央處理器190，中央處理器190將位置信息傳輸給遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600，實時監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的位置信息，用以在意外出現(xiàn)的時候及時找到仿生康復(fù)外骨骼使用患者。

電源轉(zhuǎn)換模塊中，總開關(guān)170與24V鋰電池176相連接，作為供電電源的開關(guān)，并具 備分流功能。3.3VLDO模塊173和5VDCDC模塊172都與總開關(guān)相連接，完成電壓轉(zhuǎn)換功能，5VDCDC模塊172通過MOS模塊171與電源174模塊相連接，將24V電壓轉(zhuǎn)換為中央處理器190的5V供電電壓；3.3VLDO模塊173與第一微處理器191相連接，將24V電壓轉(zhuǎn)換為3.3V第一微處理器191的供電電壓。MOS模塊171完成電壓限制功能，在24V鋰電池176供電電壓不足時切斷電源保護(hù)仿生康復(fù)外骨骼安全。電機(jī)編碼器210分別與MOS模塊171和電流檢測器模塊175連接；電流檢測器模塊175采集輸入電機(jī)編碼器210的電流，當(dāng)電流數(shù)值過大，切斷對電機(jī)控制系統(tǒng)200的供電，保護(hù)電機(jī)的安全運行。

第一微處理器191通過內(nèi)串口160與中央處理器190相連接，第一微處理器191作為無線手表控制端400與中央處理器190的連接橋梁，將中央處理器190與無線手表控制端400之間的通信數(shù)據(jù)以自定義的方式打包，同時減輕中央處理器的負(fù)載。

加速度傳感器130與中央處理器190相連接；加速度傳感器130采集背包的加速度狀況，采集的數(shù)據(jù)具有與傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)一樣的性質(zhì)，其數(shù)據(jù)值是判斷仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者運動狀態(tài)的組成部分。

如圖4所示，傳感器網(wǎng)絡(luò)300由左肢CAN總線與右肢CAN總線組成，兩條CAN總線與CAN2模塊111相連接，通過CAN2模塊111接收發(fā)送數(shù)據(jù)至中央處理器190；傳感器網(wǎng)絡(luò)300為左右對稱結(jié)構(gòu)，左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括左肢小腿傳感器節(jié)點321、左膝電機(jī)傳感器311、左肢大腿傳感器節(jié)點320和左髖電機(jī)傳感器310；相應(yīng)地右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)包括右肢小腿傳感器節(jié)點323、右膝電機(jī)傳感器313、右肢大腿傳感器節(jié)點322和右髖電機(jī)傳感器312。左肢小腿傳感器節(jié)點321放置于小腿支架3處；左膝電機(jī)傳感器311放置于左肢膝部電機(jī)6處；左肢大腿傳感器節(jié)點320放置于大腿支架2處；左髖電機(jī)傳感器310放置于左肢髖部電機(jī)4處。右肢傳感器網(wǎng)絡(luò)同左肢傳感器網(wǎng)絡(luò)放置部署方式相對應(yīng)。左髖電機(jī)傳感器310、右髖電機(jī)傳感器312、左膝電機(jī)傳感器311以及右膝電機(jī)傳感器313用以讀取各個對應(yīng)位置電機(jī)的位置信息，當(dāng)前執(zhí)行狀態(tài)。左肢大腿傳感器節(jié)點320與右肢大腿傳感器節(jié)點322分別放置于左右大腿支架2上，左肢小腿傳感器節(jié)點321與右肢小腿傳感器節(jié)點323分別放置于左右小腿支架3上。左肢大腿傳感器節(jié)點320與右肢大腿傳感器節(jié)點322、左肢小腿傳感器節(jié)點321、右肢小腿傳感器節(jié)點323除放置位置不同外，具有完全相同的電路結(jié)構(gòu)。

如圖5所示，左肢大腿傳感器節(jié)點320、右肢大腿傳感器節(jié)點322、左肢小腿傳感器節(jié)點321、右肢小腿傳感器節(jié)點323都包括傾角傳感器3201、加速度傳感器3202、壓力傳感器3203、AD轉(zhuǎn)換模塊3204、電壓轉(zhuǎn)換模塊3205和第二微處理器3206；傾角傳感器3201、 加速度傳感器3202、AD轉(zhuǎn)換模塊3204和電壓轉(zhuǎn)換模塊3205都分別與第二微處理器3206連接；壓力傳感器3203與AD轉(zhuǎn)換模塊3204連接；電壓轉(zhuǎn)換模塊3205與CAN2模塊111連接。左肢大腿傳感器節(jié)點320與右肢大腿傳感器節(jié)點322的傾角傳感器3201與加速度傳感器3202同放置于軀干傾角傳感器放置卡槽9，用以測量仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者運動加速度以及軀干傾角角度，判斷仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者實時姿態(tài)。左肢小腿傳感器節(jié)點321的傾角傳感器3201與加速度傳感器3202同放置于小腿支架2處，用以檢測小腿的傾角角度以及運動加速度，判斷仿生康復(fù)外骨骼使用患者姿態(tài)，壓力傳感器3203放置于腳底壓力傳感器放置槽8，檢測仿生康復(fù)外骨骼使用患者足底壓力狀況，用以構(gòu)成動作觸發(fā)條件以及判斷仿生康復(fù)外骨骼使用患者的狀態(tài)以及安全狀態(tài)。AD轉(zhuǎn)換模塊3204用以將壓力傳感器3203采集的模擬傳感器信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，并發(fā)送給第二微處理器3206。電壓轉(zhuǎn)換模塊3205連接第二微處理器3206與CAN總線，用以解決微處理器與CAN總線高低電平數(shù)值以及表達(dá)方式不一致的問題。左髖電機(jī)傳感器310、右髖電機(jī)傳感器312、左膝電機(jī)傳感器311和右膝電機(jī)傳感器313是相同類型的傳感器，分別放置于左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7的內(nèi)部，是用來測量磁極位置和伺服電機(jī)轉(zhuǎn)角及轉(zhuǎn)速的一種傳感器。

如圖6所示，電機(jī)控制系統(tǒng)200包括電機(jī)編碼器210與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動220。每個電機(jī)編碼器與CAN伺服電機(jī)驅(qū)動組成一個伺服電機(jī)的驅(qū)動系統(tǒng)，電機(jī)編碼器210與主控板100的MOS模塊171直接相連，由主控板供給電源。CAN伺服電機(jī)驅(qū)動220是用來控制伺服電機(jī)的一種控制器，其作用類似于變頻器作用于普通交流馬達(dá)，通過位置、速度和力矩三種方式對伺服馬達(dá)進(jìn)行控制，實現(xiàn)高精度的傳動系統(tǒng)定位。左肢髖部電機(jī)4、右肢髖部電機(jī)5、左肢膝部電機(jī)6、右肢膝部電機(jī)7的CAN伺服電機(jī)驅(qū)動器掛載在統(tǒng)一CAN1模塊110總線上，利用CAN1模塊110總線與中央處理器190通信。

如圖7所示，無線手表控制端400包括2.4G無線模塊410、傾角傳感器420、按鍵430、顯示屏440以及第三微處理器450；2.4G無線模塊410、傾角傳感器420、按鍵430和顯示屏440都分別與第三微處理器450連接。無線手表控制端400佩戴在仿生康復(fù)外骨骼使用患者手腕處，用以患者發(fā)送控制指令以及查看仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)，自身身體狀態(tài)等信息。2.4G無線模塊410通過無線通信方式與主控板100連接，完成主控板100與無線手表控制端400的雙向通信。傾角傳感器420輔助檢測用戶當(dāng)前姿態(tài)。按鍵430為仿生康復(fù)外骨骼使用患者與手表交互的方式，仿生康復(fù)外骨骼使用患者可選擇運動模式，顯示狀態(tài)信息。顯示屏440用以顯示仿生康復(fù)外骨骼當(dāng)前運動狀態(tài)，工作狀態(tài)等信息。

如圖8所示，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600包括身份認(rèn)證模塊610、指令控制模塊620、定時數(shù)據(jù)分析模塊630、實時監(jiān)控模塊640、預(yù)警模塊650和通信模塊660；身份認(rèn)證模塊610和指令控制模塊620分別與通信模塊660連接；定時數(shù)據(jù)分析模塊630和實時監(jiān)控模塊640分別與預(yù)警模塊650連接；預(yù)警模塊650與通信模塊660相連接。

身份認(rèn)證模塊610以賬號密碼方式或者動態(tài)密令方式認(rèn)證登錄用戶身份，不同的用戶具有不同的權(quán)限，本發(fā)明中區(qū)分家屬用戶和醫(yī)生用戶，每個用戶會綁定一個或者多個康復(fù)外骨骼硬件仿生康復(fù)外骨骼，所有登錄的用戶只能顯示以及修改綁定仿生康復(fù)外骨骼的相關(guān)信息。

指令控制模塊620用以向可穿戴外骨骼發(fā)送控制指令。所述控制指令包括：傳感器狀態(tài)查詢指令，傳感器網(wǎng)絡(luò)配置指令，電機(jī)控制指令，電機(jī)配置指令，運動參數(shù)配置指令等。傳感器狀態(tài)查詢指令用以查詢傳感器網(wǎng)絡(luò)工作狀態(tài)，當(dāng)前配置信息等。傳感器網(wǎng)絡(luò)配置指令用以修改傳感器網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)。電機(jī)控制指令用以遠(yuǎn)程發(fā)送電機(jī)控制命令，遠(yuǎn)程操控仿生康復(fù)外骨骼。電機(jī)配置指令用以修改電機(jī)配置參數(shù)。運動參數(shù)配置指令用以修改仿生康復(fù)外骨骼步態(tài)規(guī)劃參數(shù)，比如步伐大小，步伐頻率等參數(shù)。指令控制模塊620有兩種工作方式，一種是由遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)自行控制指令的發(fā)送，例如當(dāng)傳感器數(shù)據(jù)或者配置信息缺失時，發(fā)送詢問指令詢問傳感器是否正常工作，一般用于外骨骼仿生康復(fù)外骨骼初始連接遠(yuǎn)程服務(wù)器。另一種是從醫(yī)生客戶端700登錄后操作指令控制模塊620，指令控制模塊620將提供醫(yī)生客戶端700操作界面發(fā)送任何合法的指令，例如運動參數(shù)配置指令用以調(diào)整仿生康復(fù)外骨骼的步態(tài)參數(shù)，電機(jī)控制指令用以單步操作電機(jī)訓(xùn)練病人等，通過指令控制模塊620，醫(yī)生客戶端700將可以為每位仿生康復(fù)外骨骼穿戴患者制定個性化的訓(xùn)練方案，加快仿生康復(fù)外骨骼與仿生康復(fù)外骨骼使用患者的磨合。

實時監(jiān)控模塊640負(fù)責(zé)實時分析仿生康復(fù)外骨骼本地系統(tǒng)傳送過來的傳感器網(wǎng)絡(luò)信息，仿生康復(fù)外骨骼狀態(tài)信息，用戶信息等，用以及時發(fā)現(xiàn)仿生康復(fù)外骨骼使用患者存在的安全隱患或者以及發(fā)生的安全問題比如傳感器工作異常，電機(jī)宕機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼使用患者摔倒等問題。實施監(jiān)控模塊640可使用貝葉斯分類算法，但不局限于此類算法。實時監(jiān)控模塊640在仿生康復(fù)外骨骼本地系統(tǒng)工作時才開啟。實時監(jiān)控模塊640檢測到異常之后生成異常信息交由預(yù)警模塊650進(jìn)行處理。實時監(jiān)控模塊640同時負(fù)責(zé)將接受到的所有數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)庫500中，更新數(shù)據(jù)庫信息等操作。

定時數(shù)據(jù)分析模塊630負(fù)責(zé)定期分析仿生康復(fù)外骨骼使用患者數(shù)據(jù)生成兩類報告：仿生康復(fù)外骨骼使用患者健康報告以及仿生康復(fù)外骨骼運行報告。仿生康復(fù)外骨骼使用患者 健康報告記錄分析一定時間段內(nèi)仿生康復(fù)外骨骼使用患者的生理數(shù)據(jù)如心跳，血壓等信息，運動數(shù)據(jù)如行走距離，步數(shù)，步頻，ZMP點變化等信息，定時數(shù)據(jù)分析模塊630將根據(jù)分析結(jié)果確定信息級別交由預(yù)警模塊進(jìn)行處理，報告文件將以郵件形式發(fā)送給所有仿生康復(fù)外骨骼關(guān)聯(lián)用戶。數(shù)據(jù)庫500用以建立數(shù)據(jù)庫存儲相關(guān)信息，例如SQLServer、MySQL、XML文件等。

預(yù)警模塊650負(fù)責(zé)處理整個外骨骼系統(tǒng)的所有異常信息，預(yù)警模塊650將預(yù)警級別分為三類：普通信息，如外骨骼系統(tǒng)周期自檢信息，動作執(zhí)行階段性信息，仿生康復(fù)外骨骼傳感器網(wǎng)絡(luò)配置參數(shù)修改操作等；警告信息，如傳感器節(jié)點參數(shù)異?；蛘呷笔?，仿生康復(fù)外骨骼電量異常等信息；緊急信息，如電機(jī)宕機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼使用患者摔倒等。預(yù)警模塊650對于不同的預(yù)警級別將采用不同的預(yù)警操作，普通信息以日志方式記入數(shù)據(jù)庫，待用戶需要時查看。警告信息同樣以日志方式記入數(shù)據(jù)庫，當(dāng)關(guān)聯(lián)用戶登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600后，將讀取數(shù)據(jù)庫警告信息顯示給用戶，用戶需要對警告信息進(jìn)行處理后警告信息才會刪除。對于不同緊急信息，預(yù)警模塊650將會有對應(yīng)的應(yīng)急處理操作如電機(jī)宕機(jī)，預(yù)警模塊將發(fā)送緊急指令開啟機(jī)械鎖防止病人摔倒，并嘗試處理電機(jī)宕機(jī)錯誤，若成功處理錯誤將解鎖機(jī)械鎖。完成應(yīng)急處理操作后，預(yù)警模塊將緊急信息，對應(yīng)處理操作及操作結(jié)果以短信方式告知該仿生康復(fù)外骨骼關(guān)聯(lián)的所有用戶。

通信模塊660負(fù)責(zé)遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器與仿生外骨骼本地系統(tǒng)主控板100，醫(yī)生客戶端700，家屬客戶端800通信。通信形式以互聯(lián)網(wǎng)為主，也可以通過局域網(wǎng)、城域網(wǎng)、廣域網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)、無線寬帶網(wǎng)、無線局域網(wǎng)WLAN、通用分組無線服務(wù)GPRS、全球互通微波存取WIMAX、第三代移動通信網(wǎng)3G、第四代移動通信網(wǎng)4G等類似的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)的任意一種完成通信。通信模塊660將預(yù)警模塊650信息根據(jù)預(yù)警級別進(jìn)行級別劃分，越緊急的信息獲得越高的優(yōu)先發(fā)送權(quán)，任何非預(yù)警模塊信息當(dāng)作普通信息處理。

醫(yī)生客戶端700包含登錄模塊以及通信模塊，登錄模塊用以與遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器600的身份認(rèn)證模塊進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取醫(yī)生客戶端應(yīng)有的權(quán)限。當(dāng)使用醫(yī)生客戶700端登錄到遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600，可以操作查看遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器的所有模塊的信息，修改每個模塊顯示的信息配置參數(shù)例如傳感器數(shù)據(jù)顯示格式、增加減少仿生康復(fù)外骨骼使用患者健康報告包含項目等。

家屬客戶端800包含登錄模塊以及通信模塊，登錄模塊用以與遠(yuǎn)程登錄服務(wù)器600的身份認(rèn)證模塊進(jìn)行身份認(rèn)證，獲取家屬客戶端800應(yīng)有的權(quán)限，家屬客戶端800只具備查看實時監(jiān)控模塊640與定時數(shù)據(jù)分析模塊630信息的權(quán)限，用以家屬查看仿生康復(fù)外骨骼 使用患者的狀態(tài)信息。醫(yī)生客戶端700實現(xiàn)方式主要以PC客戶端為主，也可采用手機(jī)APP形式。家屬客戶端800主要以手機(jī)APP形式實現(xiàn)。

醫(yī)生客戶端與家屬客戶端可登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器查看患者狀態(tài)；醫(yī)生客戶端可登錄遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)修改仿生康復(fù)外骨骼配置參數(shù)，制定個性化的康復(fù)治療方案。

如圖9所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的工作流程圖包括以下步驟：

步驟S10：用戶按下總開關(guān)170開機(jī)，仿生康復(fù)外骨骼開始工作；

步驟S11：仿生康復(fù)外骨骼開始進(jìn)行自檢，檢查主控板100是否正常，電機(jī)系統(tǒng)200是否正常，傳感器網(wǎng)絡(luò)300是否正常，通知遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600仿生康復(fù)外骨骼已經(jīng)開機(jī)；若自檢發(fā)現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S13；若自檢正常，則進(jìn)入步驟S12；

步驟S13：仿生康復(fù)外骨骼向遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600請求排除異常，通過步驟S14判斷異常是否排出，遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600可恢復(fù)例如參數(shù)丟失、更新等異常；若遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)600排除異常，則進(jìn)入步驟S12；若異常沒有排除，則系統(tǒng)報告提示用戶錯誤后，進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S12：電機(jī)控制系統(tǒng)打開與電機(jī)連接；

步驟S15：主控板100等待無線手表控制端400發(fā)送站立指令，若用戶發(fā)送站立指令后進(jìn)入步驟S16；

步驟S16：主控板100接收傳感器網(wǎng)絡(luò)300數(shù)據(jù)判斷用戶是否處于坐下狀態(tài)，若用戶處于坐下狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S18；若用戶不處于坐下狀態(tài)，則執(zhí)行步驟S17；

步驟S17：提示用戶調(diào)整坐姿，重新進(jìn)入步驟S16進(jìn)行坐下狀態(tài)判斷；

步驟S18：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行站立動作；進(jìn)入步驟S19；

步驟S19:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實時監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控站立動作執(zhí)行，保證用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S20；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S21；

步驟S20：停止當(dāng)前站立動作執(zhí)行，返回動作起始點，系統(tǒng)檢查排除錯誤后，通知用戶重新進(jìn)行站立，重回步驟S15；

步驟S21：用戶狀態(tài)轉(zhuǎn)換為站立狀態(tài)，主控板100采集傳感器網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)作為接下來動作執(zhí)行過程中的參考閾值；進(jìn)入步驟S22；

步驟S22：主控板判斷用戶是否滿足邁步條件，此處邁步條件為用戶重心是否偏移到一邊，軀干是否前傾；若滿足觸發(fā)條件則進(jìn)入步驟S23；若不滿足則重新進(jìn)入S22進(jìn)行檢測；

步驟S23：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行邁步動作；進(jìn)入步驟S24；

步驟S24:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實時監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控邁步動作執(zhí)行，保證用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S26；

步驟S25：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600與主控板100共同嘗試解決異常問題，如電機(jī)宕機(jī)后清除錯誤并重新連接；若異常能正常清除則進(jìn)入步驟S23，繼續(xù)完成邁步動作；若異常不能正常清除則進(jìn)入步驟S27；

步驟S27：仿生康復(fù)外骨骼嘗試鎖死電機(jī)并調(diào)用機(jī)械鎖鎖住仿生康復(fù)外骨骼，并由遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器發(fā)送請求幫助信息；進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S26：判斷用戶是否想停止邁步動作，若停止邁步動作，則進(jìn)入步驟S28；若不停止邁步動作，則重新進(jìn)入步驟S22判斷是否觸發(fā)下一步邁步動作；

步驟S28：主控板100向電機(jī)控制系統(tǒng)200發(fā)出指令，執(zhí)行收腿動作；進(jìn)入步驟S29；

步驟S29:遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600的實時監(jiān)控模塊640與中央處理器190共同監(jiān)控收腿動作執(zhí)行，保證用戶安全；若動作執(zhí)行過程中出現(xiàn)異常，則進(jìn)入步驟S25，嘗試清除異常；若動作成功完成，則進(jìn)入步驟S30，系統(tǒng)進(jìn)入待機(jī)狀態(tài)；

步驟S31：用戶按下任意按鍵喚醒系統(tǒng)，并回到步驟S21。

如圖10所示，可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼控制系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600與醫(yī)生客戶端700交互的工作流程包括以下步驟：

步驟S41：醫(yī)生客戶端700向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600發(fā)起TCP連接，雙方建立連接后，向遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600發(fā)送身份認(rèn)證信息；

步驟S42：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600驗證醫(yī)生客戶端700的身份信息，確認(rèn)該客戶端所具有的操作權(quán)限；若身份信息驗證失敗，遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600自動關(guān)閉連接；

步驟S43：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600驗證客戶端身份成功之后，從數(shù)據(jù)庫500讀取該用戶最新的數(shù)據(jù)記錄，包括仿生康復(fù)外骨骼的自檢信息，仿生康復(fù)外骨骼使用記錄，用戶生理數(shù)據(jù)和運動數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)庫500中的數(shù)據(jù)為定時數(shù)據(jù)分析模塊630與實時監(jiān)控模塊640在工作過程中記錄的數(shù)據(jù)；

步驟S44：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600將數(shù)據(jù)傳輸給醫(yī)生客戶端700后，將等待接收醫(yī)生客戶端700的控制指令，如調(diào)整仿生康復(fù)外骨骼電機(jī)速度、關(guān)節(jié)運動角度參數(shù)；

步驟S45：遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器600收到醫(yī)生客戶端700控制指令之后交由指令控制模塊620處理控制指令，若控制指令合法則將控制指令通過通信模塊660發(fā)送給主控板100執(zhí)行指令，主控板100返回執(zhí)行結(jié)果后，將執(zhí)行結(jié)果同步到數(shù)據(jù)庫500，并發(fā)送給醫(yī)生客戶 端700；

在上述步驟中增加、或者插入有關(guān)醫(yī)生客戶端、家屬客戶端以及數(shù)據(jù)庫的作用要體現(xiàn)

本發(fā)明可遠(yuǎn)程監(jiān)控的仿生康復(fù)外骨骼系統(tǒng)具有以下優(yōu)點：第一，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單高效，出現(xiàn)錯誤能快速查找并響應(yīng)；第二：遠(yuǎn)程服務(wù)器與本地系統(tǒng)共同監(jiān)控仿生康復(fù)外骨骼使用患者的安全，提高安全新能；第三：醫(yī)生以及家屬能通過遠(yuǎn)程監(jiān)控服務(wù)器及時了解患者狀態(tài)，制定合理的康復(fù)訓(xùn)練方案。

在本發(fā)明的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以設(shè)計出很多其它的修改和實施方式，這些修改和實施方式也落在本申請公開的原理范圍和技術(shù)框架之內(nèi)。