一种力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法及装置与流程

文档序号:33192495发布日期:2023-02-04 09:11阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法,其特征在于,所述方法包括:获取基于设定值要求的电机转动而实际产生的实际扭矩值,并对所述实际扭矩值和所述设定值进行计算得到反馈值;获取运动关节的在周期内的角加速度、摆动振幅和摆动频率,对所述角加速度、所述摆动频率和所述摆动振幅进行分析并根据分析结果生成所述设定值;根据所述设定值和所述反馈值计算得到修正值,并根据所述修正值驱动所述电机转动,以使得所述实际扭矩值趋向所述设定值。2.根据权利要求1所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法,其特征在于,所述实际扭矩值由为非接触式的扭矩传感器检测得到。3.根据权利要求1所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法,其特征在于,所述对所述角加速度、所述摆动频率和所述摆动振幅进行分析并根据分析结果生成所述设定值,具体包括:计算所述角加速度的均方根值以及所述摆动频率和所述摆动振幅的平均值;获取用于控制所述电机转动的基准策略,将所述角加速度的均方根值以及所述摆动频率和所述摆动振幅的平均值代入至所述基准策略中,获得所述设定值。4.根据权利要求3所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法,其特征在于,所述基准策略包括:所述电机的平均输出扭矩与所述角加速度的均方根的关系;所述电机的转动频率与所述摆动频率的关系;所述电机的转动圈数与所述摆动振幅的关系。5.根据权利要求1所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法,其特征在于,所述根据所述设定值和所述反馈值计算得到修正值,包括:将所述反馈值与所述设定值叠加,得到所述修正值。6.一种力反馈可穿戴柔性外骨骼装置,其特征在于,包括呈c型的碳纤维连杆、设置于所述碳纤维连杆上的动力控制器、分别设置于所述碳纤维连杆两侧的两个驱动器,所述驱动器包括电机和齿轮组,所述齿轮组与一卷轮同轴设置,所述卷轮通过柔性绳索与一个或多个腿部绑带实现传动联接,所述腿部绑带上设置有运动传感模组,所述运动传感模组至少包括角加速度传感器,所述碳纤维连杆通过设置于其上的腰带固定在人体的腰部,还包括:扭矩传感器,所述扭矩传感器与所述卷轮同轴安装,所述扭矩传感器用于检测基于设定值要求的所述动力控制器控制所述电机转动而实际产生的实际扭矩值,并将所述实际扭矩值输送至所述动力控制器中,所述动力控制将所述实际扭矩值和所述设定值进行计算得到反馈值;运动传感模组,所述运动传感模组上设置于所述腿部绑带中,其至少包括角加速度传感器,所述运动传感模组用于测量自身的在周期内的角加速度、摆动振幅和摆动频率并传输至所述动力控制器,所述动力控制器对所述角加速度、所述摆动频率和所述摆动振幅进行分析并根据分析结果生成所述设定值;以及,所述动力控制器根据所述设定值和所述反馈值计算得到修正值,并根据所述修正值驱动所述电机转动,以使得所述实际扭矩值趋向所述设定值。
7.根据权利要求6所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼装置,其特征在于,所述扭矩传感器为非接触式的。8.根据权利要求6所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼装置,其特征在于,所述动力控制器对所述角加速度、所述摆动频率和所述摆动振幅进行分析并根据分析结果生成所述设定值,具体包括:计算所述角加速度的均方根值以及所述摆动频率和所述摆动振幅的平均值;获取用于控制所述电机转动的基准策略,将所述角加速度的均方根值以及所述摆动频率和所述摆动振幅的平均值代入至所述基准策略中,获得所述设定值。9.根据权利要求8所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼装置,其特征在于,所述基准策略包括:所述电机的平均输出扭矩与所述角加速度的均方根的关系;所述电机的转动频率与所述摆动频率的关系;所述电机的转动圈数与所述摆动振幅的关系。10.根据权利要求6所述的力反馈可穿戴柔性外骨骼装置,其特征在于,所述根据所述设定值和所述反馈值计算得到修正值,包括:将所述反馈值与所述设定值叠加,得到所述修正值。

技术总结
本发明公开一种力反馈可穿戴柔性外骨骼控制方法及装置,方法包括:获取基于设定值要求的电机转动而实际产生的实际扭矩值,并对实际扭矩值和设定值进行计算得到反馈扭矩值;获取运动关节的在周期内的角加速度、摆动振幅和摆动频率,对角加速度、摆动频率和摆动振幅进行分析并根据分析结果生成设定值;根据设定值和反馈扭矩值计算得到修正值,并根据修正值驱动电机转动,以使得实际扭矩值趋向设定值。本发明的控制方法通过实时计算电机带动转动系统的实际输出扭矩与设定值的差距,而计算出修正值并反馈到对电机的修正控制上,使得电机带动转动系统的实际输出扭矩与设定值缩小差距。动转动系统的实际输出扭矩与设定值缩小差距。动转动系统的实际输出扭矩与设定值缩小差距。


技术研发人员:马兴誉 张省伟 韩炜 药炜 侯飞 贾洪喜
受保护的技术使用者:深圳市通力信科技有限公司
技术研发日:2022.10.31
技术公布日:2023/2/3
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