# Lower_limb_exoskeleton_robot

**Repository Path**: bigcat0001/lower_limb_exoskeleton_robot

## Basic Information

- **Project Name**: Lower_limb_exoskeleton_robot
- **Description**: 本仓库用于存放下肢外骨骼机器人的相关资料
- **Primary Language**: Unknown
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 1
- **Created**: 2026-05-08
- **Last Updated**: 2026-05-08

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

# 下肢外骨骼机器人控制系统

## 项目简介

这是一个基于STM32H723微控制器的**智能下肢外骨骼机器人控制系统**，采用FreeRTOS实时操作系统进行多任务管理。项目旨在通过多传感器融合、AI模型推理和精确电机控制，实现对人体下肢运动的辅助与增强。

## 文件夹结构说明

ExoSkeleton_freertos_h723----------------------主文件夹，用于存放stm32h7的相关代码

Lower_limb_exoskeleton_robot----------------第一版文件夹，采用裸机调度器结构，现已废弃

DOC------------------------------------------------------存放项目相关文档资料

AI----------------------------------------------------------存放用于步态训练的人工智能代码

## 参考链接🔗：

https://github.com/ausilianapoli/HAR-CNN-Keras-STM32?utm_source=chatgpt.com

## 项目总体规划

### 开发路线图

```
阶段一：基础数据采集 ✅ (当前)
├── IMU温度控制系统
├── 单节点数据采集
└── LCD显示与调试

阶段二：多节点步态数据采集 🔄 (进行中)
├── 多个BMI088节点部署（背部、大腿、小腿、脚踝）
├── DMP姿态解算（角度、角速度、加速度）
├── 100Hz高频采样
└── 数据同步与时间戳

阶段三：数据传输与可视化 📋 (计划中)
├── 串口数据上传到PC（波形显示）
├── 数据保存为CSV格式（Python脚本）
├── 蓝牙BLE5005A模块集成
└── 手机端实时监测波形

阶段四：AI模型训练与部署 📋 (计划中)
├── 步态数据采集与标注
├── PC端模型训练（步态识别、意图预测）
├── STM32CubeAI模型转换
└── 板载实时推理

阶段五：电机控制与闭环 📋 (计划中)
├── CAN总线驱动海泰电机
├── MIT模式力矩控制
├── PID位置/速度控制
├── 力位混合控制策略
└── AI模型实时计算扭矩

阶段六：系统集成与优化 📋 (计划中)
├── 单腿外骨骼机械结构集成
├── 传感器-控制器-执行器闭环
├── 安全保护机制
└── 性能优化与测试
```

## 硬件平台

### 主控芯片

- **MCU**: STM32H723VGT6 
  - ARM Cortex-M7内核
  - 主频: 480MHz
  - Flash: 1MB
  - RAM: 564KB
  - FPU: 单精度浮点运算单元
  - AI加速: 支持STM32CubeAI

### 传感器模块
- **IMU**: BMI088 (Bosch) × 多个
  - 6轴IMU（3轴陀螺仪 + 3轴加速度计）
  - 内置温度传感器
  - SPI接口通信
  - 数据就绪中断输出
  - 部署位置：背部、大腿、小腿、脚踝

### 执行器
- **电机**: 海泰电机（计划）
  - 接口: CAN总线
  - 控制模式: MIT模式、PID、力位混合
  - 实时力矩反馈

### 通信模块
- **有线通信**: UART串口（高速通讯，满足实时性）
- **无线通信**: BLE5005A蓝牙模块（计划）

### 同步机制

- **信号量**: `imuBinarySem01Handle`
  - 类型: 二值信号量
  - 用途: IMU数据就绪中断与温度控制任务同步
  - 触发: 加速度计数据就绪中断（ACC_INT）
  - 等待: IMU温度控制任务

## 系统架构（完整规划）

### 整体架构图

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        下肢外骨骼机器人系统                        │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
                                  │
        ┌─────────────────────────┼─────────────────────────┐
        │                         │                         │
   ┌────▼────┐              ┌────▼────┐              ┌────▼────┐
   │ 感知层   │              │ 决策层   │              │ 执行层   │
   └────┬────┘              └────┬────┘              └────┬────┘
        │                         │                         │
   ┌────▼─────────────┐     ┌────▼──────────────┐    ┌────▼─────────┐
   │ 多节点IMU传感器   │     │ AI步态识别模型     │    │ 海泰电机      │
   │ - 背部           │────▶│ - 意图预测        │───▶│ - MIT模式     │
   │ - 大腿           │     │ - 扭矩计算        │    │ - 力位控制    │
   │ - 小腿           │     │ - 实时推理        │    │ - CAN通信     │
   │ - 脚踝           │     │ (STM32CubeAI)     │    └──────────────┘
   │ (BMI088 × N)     │     └───────────────────┘
   └──────────────────┘              │
                                     │
                              ┌──────▼──────┐
                              │ 数据传输层   │
                              │ - UART/PC   │
                              │ - BLE/手机  │
                              └─────────────┘
```

### 数据流程图

```
IMU传感器 → 温度控制 → DMP解算 → 数据融合 → AI推理 → 扭矩计算 → 电机控制
    ↓           ↓          ↓          ↓         ↓         ↓          ↓
  100Hz      35°C      姿态角度    步态识别   意图预测   力矩输出   MIT模式
    ↓           ↓          ↓          ↓         ↓         ↓          ↓
  原始数据 → 温度补偿 → 角度/角速度 → 特征提取 → 模型输出 → PID调节 → CAN指令
                                                                        ↓
                                                                    实时反馈
```

## 作者与贡献

- **开发者**: lan
- **平台**: STM32H723ZGT6
- **框架**: FreeRTOS + HAL
- **开发时间**: 2025年11月

## 作者与团队

- **项目负责人**: [蓝]
- **硬件设计**: [Hardware Team]
- **软件开发**: [Software Team]
- **AI算法**: [AI Team]
- **机械结构**: 开源文件

## 许可证

本项目基于MIT许可证开源。

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## 项目愿景

通过智能控制技术和AI算法，打造一款**安全、舒适、高效**的下肢外骨骼机器人，为行动不便人群提供康复辅助，为正常人群提供动力增强，推动外骨骼技术的普及与应用。

**让科技赋能人体，让每个人都能自由行走！** 🚀