[發明專利]訓練機器人及控制方法

有效

• 申請號: 201310648137.3
• 申請日: 2013-12-04
• 公開（公告）號: CN104688491A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 左國坤;張文武;宋濤;鄭華文;陳建華;徐佳琳
• 申請（專利權）人: 中國科學院寧波材料技術與工程研究所
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/00;A63B23/12;G05B19/04
• 代理公司: 廣州華進聯合專利商標代理有限公司 44224
• 代理人: 陳振

技術領域

本發明涉及訓練裝置，特別是涉及一種訓練機器人及控制方法。

背景技術

腦卒中等中樞神經系統受損者，由于其平衡功能障礙導致生活質量下降，社會醫療成本增加，因此腦卒中等中樞神經系統受損者希望通過訓練來恢復一定的運動能力及生活技能。

通常，訓練是由人們幫助腦卒中等中樞神經系統受損者進行輔導訓練，但是這種訓練方式需要腦卒中等中樞神經系統受損者自行到指定地點進行訓練，并且需要提前進行預約才可進行訓練，這就給被訓者帶來極大的不方便。

近年來，訓練機器人技術取得了長足發展，融合了現代先進機器人技術的訓練機器人不僅能有效緩解訓練人員不足的局面，解決腦卒中等中樞神經系統受損者必須到指定地點進行訓練所導致的不方便問題，同時，訓練機器人所具備的穩定、大量重復性的功能導向運動可有效提升訓練效果；但是，訓練機器人的運動軌跡較為簡單，這在很大程度上限制了其訓練效果，延長了訓練時間。

發明內容

基于此，有必要針對傳統訓練機器人運動軌跡簡單，從而限制訓練效果，延長訓練時間的問題，提供一種訓練機器人及控制方法。

一種訓練機器人，包括第一連桿機構、第二連桿機構、基座、中央處理器和控制裝置，其中：

所述第一連桿機構的結構與所述第二連桿機構的結構相同，且對稱設置在所述基座兩側；

所述中央處理器分別與所述第一連桿機構和所述第二連桿機構連接，包括信號接收模塊、存儲模塊、調用模塊和控制模塊，其中：

所述信號接收模塊，用于接收所述控制裝置發送的命令信號；

所述存儲模塊，用于存儲所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡；

所述調用模塊，用于根據接收到的所述命令信號，調用所述存儲模塊中存儲的相應所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡；

所述控制模塊，用于控制所述第一連桿機構和所述第二連桿機構分別按照所述調用模塊調用的所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡進行運動。

在其中一個實施例中，所述第一連桿機構的運動軌跡與所述第二連桿機構的運動軌跡組合為太極云手。

在其中一個實施例中，所述第一連桿機構和所述第二連桿機構均包括5個驅動組件，每個驅動組件均包括伺服電機、伺服驅動器和編碼器；

所述5個驅動組件依次連接，用于驅動所述第一連桿機構末端和所述第二連桿機構末端到達預設空間任意位置。

在其中一個實施例中，所述控制裝置為手柄、計算機或移動終端的操作界面。

在其中一個實施例中，所述控制模塊包括第一控制單元，其中：

所述第一控制單元，用于控制所述第一連桿機構的運動的啟動與停止和所述第二連桿機構的運動的啟動與停止，以及所述第一連桿機構末端的運動速度和所述第二連桿機構末端的運動速度。

在其中一個實施例中，還包括兩個多軸力傳感器，分別設置在所述第一連桿機構末端和所述第二連桿機構末端，用于檢測使用者手腕的力學特性；

所述控制裝置包括自適應反力提示模塊，所述控制模塊包括第二控制單元，其中：

所述自適應反力提示模塊，用于發送自適應反力提示命令信號；

所述第二控制單元，用于根據所述自適應反力提示命令信號，控制所述多軸力傳感器檢測所述使用者手腕的力學特性，并根據檢測結果控制所述第一連桿機構的末端阻力和所述第二連桿機構的末端阻力。

在其中一個實施例中，所述控制裝置還包括主動模塊和被動模塊，所述控制模塊還包括第三控制單元和第四控制單元，其中：

所述主動模塊，用于發送主動模式命令信號；

所述第三控制單元，用于當所述使用者帶動所述第一連桿機構和所述第二連桿機構分別按照所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡進行訓練時，控制所述第一連桿機構提供恒定阻力和所述第二連桿機構提供恒定阻力；

所述被動模塊，用于發送被動模式命令信號；

所述第四控制單元，用于控制所述第一連桿機構和所述第二連桿機構分別按照所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡帶動所述使用者完成所述訓練。

在其中一個實施例中，所述中央處理器還包括修正模塊、增強模塊和無線通信模塊，其中：

所述修正模塊，用于根據所述使用者肢體狀況修正所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡，并將修正后的所述第一連桿機構的運動軌跡和所述第二連桿機構的運動軌跡存儲到所述存儲模塊中；