[發(fā)明專利]基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及介質(zhì)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011085489.9
• 申請(qǐng)日: 2020-10-12
• 公開（公告）號(hào): CN112155940A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐穎俊;郭鳳仙;范淵杰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電氣集團(tuán)股份有限公司
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;A61B5/11
• 代理公司: 上海弼興律師事務(wù)所 31283
• 代理人: 楊東明;張冉

1.一種基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法包括：

S10、獲取示教數(shù)據(jù)，所述示教數(shù)據(jù)包括帶動(dòng)患者進(jìn)行示教運(yùn)動(dòng)時(shí)至少一個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的平滑運(yùn)動(dòng)軌跡；

S20、在康復(fù)機(jī)器人按照所述平滑運(yùn)動(dòng)軌跡帶動(dòng)患者進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)中，獲取所述患者每個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；

S30、基于所述平滑運(yùn)動(dòng)軌跡獲取每個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)的下一期望軌跡點(diǎn)的期望位置數(shù)據(jù)；

S40、根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)和所述期望位置數(shù)據(jù)計(jì)算得到驅(qū)動(dòng)所述康復(fù)機(jī)器人帶動(dòng)所述每個(gè)運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)至所述下一期望軌跡點(diǎn)的力矩?cái)?shù)據(jù)；

S50、控制所述康復(fù)機(jī)器人根據(jù)所述力矩?cái)?shù)據(jù)帶動(dòng)患者進(jìn)行所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2.如權(quán)利要求1所述的基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，步驟S50之前，所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法還包括：

S41、根據(jù)所述實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)構(gòu)建一動(dòng)力學(xué)函數(shù)，所述動(dòng)力學(xué)函數(shù)用于求解得到在當(dāng)前軌跡點(diǎn)所述康復(fù)機(jī)器人的輸出力矩；

步驟S50中，根據(jù)所述輸出力矩和所述力矩?cái)?shù)據(jù)帶動(dòng)患者進(jìn)行所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

3.如權(quán)利要求1所述的基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，步驟S50之前，所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法還包括：

S42、獲取所述康復(fù)機(jī)器人在當(dāng)前軌跡點(diǎn)的實(shí)時(shí)扭矩?cái)?shù)據(jù)；

步驟S50中，根據(jù)所述實(shí)時(shí)扭矩?cái)?shù)據(jù)和所述力矩?cái)?shù)據(jù)帶動(dòng)患者進(jìn)行所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

4.如權(quán)利要求1所述的基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，步驟S50之前，所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法還包括：

S43、獲取所述康復(fù)機(jī)器人的重量數(shù)據(jù)；

步驟S50中，根據(jù)所述重量數(shù)據(jù)和所述力矩?cái)?shù)據(jù)帶動(dòng)患者進(jìn)行所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)。

5.如權(quán)利要求1所述的基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述示教數(shù)據(jù)包括所述運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在多個(gè)示教軌跡點(diǎn)的示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，步驟S10具體包括：

S111、選取距離所述示教運(yùn)動(dòng)中的起始示教軌跡點(diǎn)與結(jié)束示教軌跡點(diǎn)的連線的垂直距離最大的目標(biāo)軌跡點(diǎn)；

S112、判斷所述目標(biāo)軌跡點(diǎn)距離所述示教運(yùn)動(dòng)中的起始示教軌跡點(diǎn)與結(jié)束示教軌跡點(diǎn)的連線的垂直距離是否大于預(yù)設(shè)閾值，若是，則將所述目標(biāo)軌跡點(diǎn)提取作為特征點(diǎn)，然后執(zhí)行步驟S113，若否，則執(zhí)行步驟S114；

S113、以所述目標(biāo)軌跡點(diǎn)為分界點(diǎn)將所述示教運(yùn)動(dòng)劃分為分段示教運(yùn)動(dòng)，返回步驟S111，對(duì)每個(gè)分段示教運(yùn)動(dòng)執(zhí)行選取目標(biāo)軌跡點(diǎn)的動(dòng)作；

S114、將所述起始示教軌跡點(diǎn)與結(jié)束示教軌跡點(diǎn)提取作為特征點(diǎn)；

S115、根據(jù)所有特征點(diǎn)的示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)生成所述平滑運(yùn)動(dòng)軌跡。

6.如權(quán)利要求1所述的基于康復(fù)機(jī)器人的康復(fù)運(yùn)動(dòng)控制方法，其特征在于，所述示教數(shù)據(jù)包括所述運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)在多個(gè)軌跡點(diǎn)的示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)，所述示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)包括示教時(shí)長(zhǎng)、示教位置、示教速度和示教加速度，步驟S10具體包括：

S121、構(gòu)建所述平滑運(yùn)動(dòng)軌跡的以時(shí)間為自變量的運(yùn)動(dòng)函數(shù)，所述運(yùn)動(dòng)函數(shù)包括位置運(yùn)動(dòng)函數(shù)、速度運(yùn)動(dòng)函數(shù)和加速度運(yùn)動(dòng)函數(shù)；

S122、按照時(shí)間順序依次選取任意相鄰兩個(gè)示教軌跡點(diǎn)的示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)；

S123、根據(jù)所述相鄰兩個(gè)示教軌跡點(diǎn)的示教運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)得到階段運(yùn)動(dòng)函數(shù)及所述階段運(yùn)動(dòng)函數(shù)的運(yùn)動(dòng)參數(shù)；

S124、根據(jù)所有相鄰兩個(gè)示教軌跡點(diǎn)之間的階段運(yùn)動(dòng)函數(shù)得到所述運(yùn)動(dòng)函數(shù)；

S125、輸入所述康復(fù)運(yùn)動(dòng)的示教時(shí)長(zhǎng)至所述運(yùn)動(dòng)函數(shù)得到所述平滑運(yùn)動(dòng)軌跡。