[發(fā)明專利]基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010051566.2
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111150608B
• 公開（公告）日: 2022-06-03
• 發(fā)明（設計）人: 何杰;柳鍇;張昊;何暢;孫容磊
• 申請（專利權）人: 湖北英特搏智能機器有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 湖北天領艾匹律師事務所 42252
• 代理人: 程明

1.基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法，其特征在于：包括如下步驟：

S1、提供一個欠驅動康復機器人，所述欠驅動康復機器人的肩部配有運動意圖識別裝置，并確定欠驅動康復機器人驅動電機的數量和關節(jié)驅動盤數目；

S2、根據所述欠驅動康復機器人的關節(jié)驅動盤數目確定各關節(jié)驅動盤間的位置關系；

S3、根據所述欠驅動康復機器人的關節(jié)驅動盤數目確定各關節(jié)驅動盤的連桿參數表；

S4、確定運動意圖識別裝置與驅動盤的位置關系；

S5、將所述運動意圖識別裝置的壓力傳感器采集到的力矢量轉換成各關節(jié)的力和力矩的合成矢量；

所述關節(jié)驅動盤的數量是五個，分別是第一驅動盤、第二驅動盤、第三驅動盤、第四驅動盤和第五驅動盤；

所述運動意圖識別裝置上帶有四個壓力傳感器，其中兩個壓力傳感器與第二驅動盤的軸線平行，另外兩個壓力傳感器與第三驅動盤平行，機械臂運動的過程中始終與最接近的關節(jié)軸的軸線保持同樣的關節(jié)角θ1和θ2，且θ1+θ2=90°；

S6、根據耦合關系，用肩關節(jié)位置的驅動盤力矩矢量計算出肩關節(jié)以下各個關節(jié)的軸向力矩；

S7、根據所述欠驅動康復機器人的耦合關系求出關節(jié)空間到驅動空間的投影矩陣；

S8、將上述得到的力和力矩矢量中的各個關節(jié)驅動盤的軸向力矩單獨取出組成關節(jié)軸的力矩矢量并乘以投影矩陣得到驅動電機的轉速矢量，即得到所需控制的驅動電機轉速。

2.根據權利要求1所述的基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法，其特征在于：所述驅動電機的數量為兩個，分別是第一電機和第二電機。

3.根據權利要求2所述的基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法，其特征在于：所述步驟S2中第二驅動盤轉動中心到第一驅動盤轉動中心的位置矢量=，第三驅動盤轉動中心到第二驅動盤轉動中心的位置矢量=，第四驅動盤轉動中心到第三驅動盤轉動中心的位置矢量=，第五驅動盤轉動中心到第四驅動盤轉動中心的位置矢量=；

其中，L₁是第二驅動盤轉動中心O₂相對于第一驅動盤轉動中心O₁沿Y₁軸方向的距離，L₂是第二驅動盤轉動中心O₂相對于第一驅動盤轉動中心O₁沿Z₁軸方向的距離，L₃是第三驅動盤轉動中心O₃相對于第二驅動盤轉動中心O₂沿Y₂軸方向的距離，L₄是第三驅動盤轉動中心O₃相對于第二驅動盤轉動中心O₂沿Z₂軸方向的距離，L₅是第四驅動盤轉動中心O₄相對于第三驅動盤轉動中心O₃沿X₃軸方向的距離，L₆是第五驅動盤轉動中心O₅相對于第四驅動盤轉動中心O₄沿Y₄軸方向的距離，R₁是第五驅動盤轉動半徑。

4.根據權利要求3所述的基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法，其特征在于：所述步驟S3中第一驅動盤與基坐標系重合，并將所述第一驅動盤的Z軸同它的軸線重合，方向遵從右手法則，然后根據建立連桿坐標系的規(guī)則在所述欠驅動康復機器人上建立連桿坐標系并寫出Denavit-Hartenberg參數。

5.根據權利要求4所述的基于壓力傳感器識別運動意圖的康復機器人的控制方法，其特征在于：所述步驟S4中運動意圖識別裝置上的四個壓力傳感器的中心到第三驅動盤的轉動中心的位置矢量=；

其中，L₇是壓力傳感器模塊中心相對于第三驅動盤轉動中心O₃沿Z₃軸方向的距離，L₈是壓力傳感器模塊中心相對于第三驅動盤轉動中心O₃沿X₃軸方向的距離。