一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法与流程

文档序号:24623585发布日期:2021-04-09 20:29阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

其采用关节机器人(100),所述关节机器人(100)设置有执行末端和机器人控制器,在所述执行末端设置有温度传感器(600)和多个距离传感器,艾灸机器人运动控制方法具体包括如下步骤:

步骤一:静态建模,控制所述关节机器人(100)的执行末端在人体表面上方执行任意手法轨迹的运动,同时多个所述距离传感器扫描人体表面,并测量出执行末端与人体体表之间的距离值,机器人控制器根据所述距离传感器采集的距离数值拟合出体表的静态曲面模型并生成执行末端的主动运动轨迹程序;

步骤二:把灸头装设于执行末端上,根据所述主动运动轨迹程序,机器人控制器控制关节机器人(100)上的执行末端运动;

步骤三:动态实时补偿,多个距离传感器实时测量执行末端与人体体表的距离值,并计算测量值和设定施灸的高度值之间的误差△eh;温度传感器(600)实时监测人体体表穴位的温度,并计算测量值和设定的施灸温度值之间的误差△et,机器人控制器采用闭环控制算法拟合出执行末端的随动运动轨迹;

步骤四:机器人控制器把主动运动轨迹和随动运动轨迹采用多项式拟合在一起,最终形成执行末端的叠加运动轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在步骤一中,关节机器人(100)的执行末端循环执行手法轨迹运动多次。

3.根据权利要求1所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在步骤一和步骤三中,执行末端与人体体表之间的距离值的具体测量方法如下:所述距离传感器的数量为四个,四个距离传感器呈十字对称设置于执行末端同一平面上,四个距离传感器包括相对设置的第一距离传感器(200)和第三距离传感器(300)、相对设置的第二距离传感器(400)和第四距离传感器(500),第一距离传感器(200)、第二距离传感器(400)、第三距离传感器(300)和第四距离传感器(500)分别获取到距离数据d1、d2、d3、d4,第一距离传感器(200)和第三距离传感器(300)的轴线所组成的平面与关节机器人(100)b角所处的平面重合,其中第二距离传感器(400)和第四距离传感器(500)的轴线所组成的平面与关节机器人(100)c角所处的平面重合,所述第一距离传感器(200)与第三距离传感器(300)之间距离、第二距离传感器(400)与第四距离传感器(500)之间的距离均为l,使用三角余切公式:tanθ=(d3-d1)/l可计算出关节机器人(100)姿态的b角补偿值θ,同理使用d2、d4、l可计算出关节机器人(100)姿态的c角补偿值α,使用d1、d2、d3、d4、θ和α的值,结合三角函数推导出来的公式得出当前执行末端的实际高度值(即是出执行末端与人体体表之间的距离值):

h=(d1+d2+d3+d4)/4)*cos(atan(sqrt(tan(90-θ)*tan(90-θ)+tan(90-α)*tan(90-α)))*π/180)。

4.根据权利要求3所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在步骤一中,多个距离传感器测量并计算得出的多组实际高度值h,机器人控制器将多组的高度值h拟合成曲线,并采用样条曲线插值的方式不断拟合优化,得出人体表面的曲线模型。

5.根据权利要求4所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在步骤一中,采用三次样条曲线插值的方式生成执行末端的主动运动轨迹,并对主动运动轨迹进行平滑处理,得出人体体表的静态曲面模型和关节机器人(100)的主动运动程序。

6.根据权利要求3所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在步骤三中,距离传感器测量计算得出的实际距离值h减去设定的距离值hset,得到距离补偿值△eh,即h-hset=△eh;关节机器人(100)控制器实时计算△eh、θ、α,并根据其值进行实时的位置补偿。

7.根据权利要求1所述的一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其特征在于:

在所述执行末端安装有力矩传感器,力矩传感器用于监控执行末端是否与障碍物发生碰撞。


技术总结
本发明公开了一种基于多传感器感知的艾灸机器人运动控制方法,其采用关节机器人,所述关节机器人设置有执行末端和机器人控制器,在所述执行末端设置有温度传感器和多个距离传感器。灸头装设于执行末端上,机器人控制器用于接收距离传感器、温度传感器的数值来调整灸头的位置和姿态,其实质上就是调整执行末端的位置和姿态,通过手法轨迹运动建立静态的准确的人体体表曲面模型和基于距离传感器、温度传感器的误差数值进行动态实时位置补偿,即静态建模和动态实时补偿共同作用,使得灸头可在人体体表保持恒定的距离进行运动,并保持保持灸头中心轴线和人体曲面的法线重合。

技术研发人员:杨海滨;邓旭高;罗永华;周星;高萌;陈思敏;陈元浩
受保护的技术使用者:佛山冠湾智能科技有限公司
技术研发日:2020.12.24
技术公布日:2021.04.09
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