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龙图腾网获悉同济大学申请的专利基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法及系统获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN121798644B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-01发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202610282513.9，技术领域涉及：B25J9/16；该发明授权基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法及系统是由李国欣;郭继蔚;李智军设计研发完成，并于2026-03-10向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法及系统在说明书摘要公布了：本发明提供了一种基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法及系统，包括：定义接触点的步高、法向接触力，构建非线性互补问题约束和模型；定义接触点质心位置跟踪、质心线速度跟踪、足部偏航角对齐、框架姿态跟踪、基座四元数导数正则化、接触力正则化、关节正则化、摆动高度控制、接触控制正则化9类运动任务的量化目标，建立多任务目标函数；将静态非线性互补问题与外骨骼连续动力学耦合，构建耦合系统；采用神经动力学算法求解优化目标函数，得到外骨骼‑人体系统的最优控制输入；将优化得到的控制输入映射转换为机器人执行器的驱动指令，完成运动控制闭环。本发明能更精准适配类人与机器人强耦合约束交互下的复杂运动需求。

本发明授权基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法及系统在权利要求书中公布了：1.一种基于人机互补优化的动态行走外骨骼控制方法，其特征在于，包括： 问题建模步骤：定义外骨骼与地面接触点的步高和法向接触力，基于距离-接触力互补条件与速度-接触力互补条件，构建描述脚-地接触物理规则的非线性互补问题约束和模型； 函数建立步骤：定义包括接触点质心位置跟踪、质心线速度跟踪、足部偏航角对齐、框架姿态跟踪、基座四元数导数正则化、接触力正则化、关节正则化、摆动高度控制以及接触控制正则化的9类运动任务的量化目标，基于各任务的量化目标建立多任务目标函数； 约束建立步骤：将所述非线性互补问题与外骨骼的连续动力学方程进行耦合，构建同时包含描述系统演变的动态约束、描述运动学关系的等式约束以及保证物理可行性的不等式约束的耦合系统模型； 问题求解步骤：基于所述多任务目标函数和所述耦合系统模型，构建模型预测控制优化问题，并采用神经动力学算法进行滚动时域求解，得到外骨骼-人体系统未来时域内的最优控制输入序列； 控制输入与执行步骤：将所述最优控制输入序列中的即时控制输入映射转换为机器人执行器的驱动指令，驱动外骨骼运动，并实时采集系统状态反馈至所述问题求解步骤，形成闭环控制； 所述问题建模步骤中，所述非线性互补问题的模型包括： 距离-接触力互补条件，满足接触点不穿透地面且法向接触力非负，并满足松弛互补约束，表达式为： 其中，表示第个接触点在时刻的世界坐标，表示第个接触点到地面的距离，表示第个接触点处地面的单位法向量，表示第个接触点在时刻受到的地面接触力，是一个预设的正数； 速度-接触力互补条件，包括静摩擦约束，表达式为： 其中，表示静摩擦系数，表示第个接触点处地面的切向单位向量组； 以及摩擦-速度互补约束，表达式为： 其中，表示非负的松弛参数，表示第个接触点在时刻的速度；表示对角矩阵构造函数，用于构建以向量的元素为对角线元素，其余位置为0的对角矩阵； 距离-接触力动态互补条件，通过构造变参数动态模型强制互补项收敛，表达式为： 其中，表示常数设计参数，控制收敛的基础速率；表示时变函数，用于动态调整收敛速率，适配不同接触状态，设计参数用于缩放公式的收敛速率，表示单调递增的奇函数，确保的变化方向与自身符号相反；是一个预设的正数；是步高和法向接触力的乘积项； 速度-接触力动态互补条件，通过连续切换函数平滑接触状态，并约束法向接触力变化率，其中，表示比例因子，表示双曲正割函数，表示为连续的接触离地状态切换函数。

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