[發(fā)明專利]一種機械臂軌跡編輯可視化方法、系統(tǒng)、裝置及存儲介質

在審

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• 申請日: 2020-12-28
• 公開（公告）號: CN112757273A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發(fā)明（設計）人: 邢金秋;都吉良;黃日新;許廣艷
• 申請（專利權）人: 廣州一康醫(yī)療設備實業(yè)有限公司
• 主分類號: B25J9/08
• 分類號: B25J9/08;B25J9/16;B25J17/02;B25J18/00
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

本發(fā)明公開了一種機械臂軌跡編輯可視化方法、系統(tǒng)、裝置及存儲介質，其中方法包括：構建機械臂的三維空間模型；響應用戶在前端界面的軌跡編輯操作指令，根據軌跡編輯操作指令獲取機械臂各關節(jié)的運動參數；根據運動參數，通過三維空間模型模擬機械臂各關節(jié)動作，得到機械臂的動態(tài)三維模型；通過前端界面顯示動態(tài)三維模型。本發(fā)明實現了機械臂軌跡的可視化編輯，相對于通過人為帶動機械臂來臨時記錄軌跡而言，提高了機械臂軌跡的精確度，且生成的動態(tài)三維模型可以全方位展示所編輯的軌跡，便于對各個關節(jié)的動作進行修正，進一步提高了機械臂軌跡的精確度，保證了訓練的安全性，提高了用戶的體驗感。本發(fā)明可廣泛應用于運動器械控制技術領域。

技術領域

本發(fā)明涉及運動器械控制技術領域，尤其涉及一種機械臂軌跡編輯可視化方法、系統(tǒng)、裝置及存儲介質。

背景技術

目前針對上肢的康復訓練，大部分都是采用人工或簡單的器械來進行訓練，對于3級肌力以下的用戶很難得到充分的運動。人工訓練的缺點在于單純依靠理療師來帶動用戶運動，這種方法可持續(xù)性差，對理療師的體能消耗高；簡單器械訓練的缺點在于可活動維度小，用戶得不到充分的鍛煉。而市面上的上肢訓練機器人，大多數都是沒有電機帶動的，只能依靠用戶自主做訓練，或只有一兩個自由度，只能做一些簡單的被動訓練，無法做到三維任意角度的被動訓練。

現有技術中公開了一種六自由度上肢康復機器人及訓練方法，可以通過外力帶動機械臂運動來記錄軌跡，并根據記錄的軌跡進行訓練，這種方法一方面在人為帶動機械臂運動來記錄軌跡的過程中，不僅會有抖動大、不平穩(wěn)、不流暢、不能準確到達需要的角度等現象，而且容易出現多余的動作，運動速度也不可控，從而導致記錄的軌跡精確度很低，限制了用戶進行康復訓練的效率；另一方面在記錄軌跡的過程中理療師并不能全面地了解自己肢體的各個關節(jié)動作，在軌跡記錄完成后也不可編輯修改，從而無法對各個關節(jié)的動作進行修正，進一步限制了機械臂軌跡的精確度；而且該方法僅依靠理療師主觀判斷機械臂軌跡是否適合用戶，不能對軌跡進行難度級別或安全級別的劃分，也不能將機械臂運動軌跡展現給用戶，不僅軌跡記錄的過程繁瑣，也難以保證用戶訓練的安全性，影響了用戶的體驗。

發(fā)明內容

為了解決上述技術問題，本發(fā)明的目的在于：提供一種高效率、高精確度的機械臂軌跡編輯可視化方法、系統(tǒng)、裝置及存儲介質。

本發(fā)明所采用的第一技術方案是：

一種機械臂軌跡編輯可視化方法，包括以下步驟：

構建機械臂的三維空間模型；

響應用戶在前端界面的軌跡編輯操作指令，根據所述軌跡編輯操作指令獲取機械臂各關節(jié)的運動參數；

根據所述運動參數，通過所述三維空間模型模擬機械臂各關節(jié)動作，得到機械臂的動態(tài)三維模型；

通過所述前端界面顯示所述動態(tài)三維模型。

進一步，所述構建機械臂的三維空間模型這一步驟，其具體包括：

獲取機械臂的三維數據，根據所述三維數據構建機械臂的第一模型；

獲取機械臂各關節(jié)的活動范圍和活動角度，根據所述活動范圍和所述活動角度對所述第一模型中各關節(jié)進行動態(tài)參數設置，得到機械臂的三維空間模型。

進一步，所述響應用戶在前端界面的軌跡編輯操作指令，根據所述軌跡編輯操作指令獲取機械臂各關節(jié)的運動參數這一步驟，其具體為：

通過監(jiān)聽控制器對用戶在前端界面的軌跡編輯操作指令進行監(jiān)聽，當監(jiān)聽到播放軌跡的操作指令，獲取所述前端界面中用戶輸入的機械臂各關節(jié)的運動參數。

進一步，所述運動參數包括關節(jié)運動速度、關節(jié)運動角度以及執(zhí)行順序。

進一步，所述根據所述運動參數，通過所述三維空間模型模擬機械臂各關節(jié)動作，得到機械臂的動態(tài)三維模型這一步驟，其具體包括：