[发明专利]基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法

权利要求书

1.基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、提供一个欠驱动康复机器人，所述欠驱动康复机器人的肩部配有运动意图识别装置，并确定欠驱动康复机器人驱动电机的数量和关节驱动盘数目；

S2、根据所述欠驱动康复机器人的关节驱动盘数目确定各关节驱动盘间的位置关系；

S3、根据所述欠驱动康复机器人的关节驱动盘数目确定各关节驱动盘的连杆参数表；

S4、确定运动意图识别装置与驱动盘的位置关系；

S5、将所述运动意图识别装置的压力传感器采集到的力矢量转换成各关节的力和力矩的合成矢量；

所述关节驱动盘的数量是五个，分别是第一驱动盘、第二驱动盘、第三驱动盘、第四驱动盘和第五驱动盘；

所述运动意图识别装置上带有四个压力传感器，其中两个压力传感器与第二驱动盘的轴线平行，另外两个压力传感器与第三驱动盘平行，机械臂运动的过程中始终与最接近的关节轴的轴线保持同样的关节角θ1和θ2，且θ1+θ2=90°；

S6、根据耦合关系，用肩关节位置的驱动盘力矩矢量计算出肩关节以下各个关节的轴向力矩；

S7、根据所述欠驱动康复机器人的耦合关系求出关节空间到驱动空间的投影矩阵；

S8、将上述得到的力和力矩矢量中的各个关节驱动盘的轴向力矩单独取出组成关节轴的力矩矢量并乘以投影矩阵得到驱动电机的转速矢量，即得到所需控制的驱动电机转速。

2.根据权利要求1所述的基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法，其特征在于：所述驱动电机的数量为两个，分别是第一电机和第二电机。

3.根据权利要求2所述的基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法，其特征在于：所述步骤S2中第二驱动盘转动中心到第一驱动盘转动中心的位置矢量=，第三驱动盘转动中心到第二驱动盘转动中心的位置矢量=，第四驱动盘转动中心到第三驱动盘转动中心的位置矢量=，第五驱动盘转动中心到第四驱动盘转动中心的位置矢量=；

其中，L₁是第二驱动盘转动中心O₂相对于第一驱动盘转动中心O₁沿Y₁轴方向的距离，L₂是第二驱动盘转动中心O₂相对于第一驱动盘转动中心O₁沿Z₁轴方向的距离，L₃是第三驱动盘转动中心O₃相对于第二驱动盘转动中心O₂沿Y₂轴方向的距离，L₄是第三驱动盘转动中心O₃相对于第二驱动盘转动中心O₂沿Z₂轴方向的距离，L₅是第四驱动盘转动中心O₄相对于第三驱动盘转动中心O₃沿X₃轴方向的距离，L₆是第五驱动盘转动中心O₅相对于第四驱动盘转动中心O₄沿Y₄轴方向的距离，R₁是第五驱动盘转动半径。

4.根据权利要求3所述的基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法，其特征在于：所述步骤S3中第一驱动盘与基坐标系重合，并将所述第一驱动盘的Z轴同它的轴线重合，方向遵从右手法则，然后根据建立连杆坐标系的规则在所述欠驱动康复机器人上建立连杆坐标系并写出Denavit-Hartenberg参数。

5.根据权利要求4所述的基于压力传感器识别运动意图的康复机器人的控制方法，其特征在于：所述步骤S4中运动意图识别装置上的四个压力传感器的中心到第三驱动盘的转动中心的位置矢量=；

其中，L₇是压力传感器模块中心相对于第三驱动盘转动中心O₃沿Z₃轴方向的距离，L₈是压力传感器模块中心相对于第三驱动盘转动中心O₃沿X₃轴方向的距离。