基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法与流程

技术特征：

1.一种基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其包括以下步骤：

(1)提供一个欠驱动康复机器人，并确定所述欠驱动康复机器人的驱动电机数量及驱动角度矢量，所述欠驱动康复机器人的手柄部位设置有六维力传感器；

(2)根据所述欠驱动康复机器人的关节数量确定运动关节角度矢量；

(3)根据所述欠驱动康复机器人的关节初始角度确定初始关节角度矢量；

(4)根据所述欠驱动康复机器人的结构耦合情况计算出传动矩阵；

(5)根据所述驱动角度矢量、所述运动关节角度矢量、初始关节角度矢量及所述传动矩阵求得驱动电机与关节转角之间的关系式；

(6)根据运动关节角度矢量确定所述欠驱动康复机器人的刚体雅可比矩阵；

(7)根据所述传动矩阵及所述雅可比矩阵确定所述欠驱动康复机器人末端的速度映射矩阵；

(8)根据所述速度映射矩阵的列矢量构建出驱动电机的驱动空间到所述欠驱动康复机器人操作空间的投影矩阵；

(9)根据所述六维力传感器测量出的数据计算出患者的手施加在所述欠驱动康复机器人的手柄处的力矢量；

(10)将所述力矢量转化为患者渴望的速度矢量；

(11)将所述速度矢量左乘所述投影矩阵以得到所述驱动电机的转速矢量，即得到所需控制的电机转速。

2.如权利要求1所述的基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其特征在于：所述欠驱动康复机器人为上肢外骨骼康复机器人，其驱动电机的数量为两个。

3.如权利要求2所述的基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其特征在于：所述欠驱动康复机器人的关节数量为五个；所述初始关节角度矢量其中，分别表示五个关节的初始转动角度。

4.如权利要求1所述的基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其特征在于：所述欠驱动康复机器人包括两个耦合部分，两个所述耦合部分分别为肩关节耦合及肩肘关节耦合。

5.如权利要求1所述的基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其特征在于：所述传动矩阵为各个关节的传动比构成的：式中，¹μ₁、¹μ₂、²μ₁、²μ₂、²μ₃分别为各个关节的传动比。

6.如权利要求1所述的基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其特征在于：所述六维力传感器可采集施加在其表面的力和力矩值，并以下式输出：

F_s＝[τ_x,τ_y,τ_z,f_x,f_y,f_z]^T，式中，τ为力矩，f为力，x,y,z的方向分别与六维力传感器坐标系的三个坐标轴x_f，y_f，z_f同向，所述六维力传感器坐标系的坐标原点位于所述六维力传感器的几何中心。