[發明專利]一種上肢康復機器人的虛擬避障方法及系統有效
| 申請號： | 202210196574.5 | 申請日： | 2022-03-01 |
| 公開（公告）號： | CN114712151B | 公開（公告）日： | 2023-09-19 |
| 發明（設計）人： | 王琰;黃河;馮雷;張健 | 申請（專利權）人： | 南京偉思醫療科技股份有限公司 |
| 主分類號： | A61H1/02 | 分類號： | A61H1/02;A63B23/12;B25J9/16;G05D1/02 |
| 代理公司： | 南京冠譽至恒知識產權代理有限公司 32426 | 代理人： | 薛海霞 |
| 地址： | 210000 江蘇*** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 上肢 康復 機器人 虛擬 方法 系統 | ||
1.一種上肢康復機器人的虛擬避障方法，其特征在于，包括如下步驟：
S1：障礙物坐標由上位機被發送至機器人控制器，機器人控制器將機器人末端的實時當前的位置坐標發送至游戲界面中；
S2：機器人控制器檢測當前機器人末端的速度，確定避障半徑r，該避障半徑r是以機器人末端當前的位置為圓心O畫圓的半徑，在圓上均勻的取n個觸點C1-Cn；
S3：根據避障半徑確定觸點坐標，并計算觸點是否接觸到障礙物；
S4：根據觸點接觸情況計算避障所需的反向力；
S5：機器人控制器發送反向力信號給電機驅動器，驅動電機實現避障；
如果檢測到僅有一個觸點Ci與障礙物邊界接觸，則從圓心O點到該觸點Ci的向量與障礙物邊界相交于點Pi；計算向量PiCi在障礙物邊界的法向量Vi上的投影的向量的模長di；根據模長di計算避障反向力；
其中，i＝1、2、3…n，n指n個觸點，Fi指第i個觸點與障礙物接觸時避障所需的反向力，di指第i個觸點的向量PiCi在障礙物邊界的法向量Vi上的投影的向量的模長；
將反向力信號發送給電機驅動器，由電機驅動器驅動電機向遠離障礙物的方向移動；
如果有多個觸點同時與障礙物邊界接觸，則計算所有觸點的避障所需的反向力的合力Ftotal；
其中，αi表示第i個觸點是否與障礙物邊界接觸；當第i個觸點與障礙物接觸時，αi＝1；當第i個觸點沒有與障礙物接觸時，αi＝0；將計算得到的合力信號發送給電機驅動器，由電機驅動器驅動電機向遠離障礙物的方向移動。
2.根據權利要求1所述的一種上肢康復機器人的虛擬避障方法，其特征在于，避障半徑r與機器人末端的運行速度呈正相關關系，
r＝0.1v
其中，r的單位為mm，v的單位為mm/s，v為機器人末端的運行速度。
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