[發明專利]基于康復機器人的康復運動控制方法、系統、設備及介質

在審

• 申請號: 202011085489.9
• 申請日: 2020-10-12
• 公開（公告）號: CN112155940A
• 公開（公告）日: 2021-01-01
• 發明（設計）人: 徐穎俊;郭鳳仙;范淵杰
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61B5/11
• 代理公司: 上海弼興律師事務所 31283
• 代理人: 楊東明;張冉

本發明公開了一種基于康復機器人的康復運動控制方法、系統、設備及介質，所述康復運動控制方法包括：獲取示教數據，示教數據包括帶動患者進行示教運動時至少一個運動關節的平滑運動軌跡；康復機器人按照平滑運動軌跡帶動患者進行康復運動中，獲取患者每個運動關節的實時運動數據；基于平滑運動軌跡獲取每個運動關節的下一期望軌跡點的期望位置數據；根據實時運動數據和期望位置數據計算得到驅動康復機器人帶動每個運動關節運動至下一期望軌跡點的力矩數據；控制康復機器人根據力矩數據帶動患者進行康復運動。本申請通過力控制方法代替常用的位置控制算法來實現示教訓練，充分考慮人與設備之間的交互作用力，讓患者更加舒服地進行訓練。

技術領域

本發明屬于康復儀器控制領域，特別涉及一種基于康復機器人的康復運動控制方法、系統、設備及介質。

背景技術

機器人示教即是通過機器人演示一些動作，以此來達到教育的目的，而將機器人示教與康復機器人相結合，則能夠更加有效地幫助患者來進行康復訓練。

目前康復機器人的示教模式訓練基本都是采用位置控制方法，即通過獲取治療師預設的運動軌跡點信息，直接將軌跡點信息發送給康復機器人控制器，來進行康復機器人的運動控制，位置控制實際上就是接收每個關節點的位置信息命令，然后將該命令直接發送給電機驅動器，來使電機運行到指定的位置，位置控制模式是目前最為常見的方式，實現較為簡單，但其缺點也顯而易見：系統控制缺乏靈活性，只能接收位置命令，一旦出現通信故障，其影響面廣，設備會突然停止運動，出現難以預料的狀況，后果較為嚴重，同時由于位置運動控制會忽略中間過程，以達到目標位置為目標，缺乏良好的交互性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是為了克服現有技術中復機器人的示教訓練缺乏靈活性和交互性的缺陷，提供一種基于康復機器人的康復運動控制方法、系統、設備及介質。

本發明是通過下述技術方案來解決上述技術問題：

一種基于康復機器人的康復運動控制方法，所述康復運動控制方法包括：

S10、獲取示教數據，所述示教數據包括帶動患者進行示教運動時至少一個運動關節的平滑運動軌跡；

S20、在康復機器人按照所述平滑運動軌跡帶動患者進行康復運動中，獲取所述患者每個運動關節的實時運動數據，所述實時運動數據包括每個運動關節的位置數據和關節速度數據；

S30、基于所述平滑運動軌跡獲取每個運動關節的下一期望軌跡點的期望位置數據；

S40、根據所述實時運動數據和所述期望位置數據計算得到驅動所述康復機器人帶動所述每個運動關節運動至所述下一期望軌跡點的力矩數據；

S50、控制所述康復機器人根據所述力矩數據帶動患者進行所述康復運動。

較佳地，步驟S50之前，所述康復運動控制方法還包括：

S41、根據所述實時運動數據構建一動力學函數，所述動力學函數用于求解得到在當前軌跡點所述康復機器人的輸出力矩；

步驟S50中，根據所述輸出力矩和所述力矩數據帶動患者進行所述康復運動。

較佳地，步驟S50之前，所述康復運動控制方法還包括：

S42、獲取所述康復機器人在當前軌跡點的實時扭矩數據；

步驟S50中，根據所述實時扭矩數據和所述力矩數據帶動患者進行所述康復運動。

較佳地，步驟S50之前，所述康復運動控制方法還包括：

S43、獲取所述康復機器人的重量數據；

步驟S50中，根據所述重量數據和所述力矩數據帶動患者進行所述康復運動。