1.一种上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,包括:传感与信息采集模块,用以检测上肢外骨骼康复机器人关节处的机械臂姿态信息以及表征运动意图的信息;
底层控制器,用以接收传感与信息采集模块的信息并传输至上位机;
上位机,用以选择训练模式,传输指令至底层控制器,并将传感与信息采集模块获得的信息进行处理得到控制力矩,形成控制指令传输至底层控制器,控制上肢外骨骼康复机器人进行运动。
2.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,上肢外骨骼康复机器人包括机械臂本体,机械臂本体具有多个关节,机械臂本体的各关节与电机驱动模块连接,以驱动机械臂本体完成对应动作。
3.如权利要求2所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,还包括限位模块,限位模块设置于机械臂本体的大臂俯仰关节和手腕旋转关节,用以防止机械臂本体各关节运动超出运动范围。
4.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,还包括生理指标检测模块,用以检测训练过程中患者的生理指标,并实时上传至上位机,在生理指标超过设定范围时,则上位机向底层控制器下达停机指令,停止训练。
5.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,所述底层控制器包括模糊阻抗力控制器和PID力控制器,模糊阻抗力控制器对目标阻抗进行实时调整获取目标组抗力,PID力控制器通过PID力控制闭环来消除力误差。
6.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,所述传感与信息采集模块包括安装于机械臂本体大臂关节和小臂关节之间的肌电传感器。
7.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,所述传感与信息采集模块包括安装于机械臂本体各关节的力传感器,用于获取患者的运动意图。
8.如权利要求1所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统,其特征是,所述传感与信息采集模块包括安装于机械臂本体各关节处的角位移传感器和角速度传感器,用于获取机械臂本体各关节的位姿信息。
9.如权利要求1‑8任一项所述的上肢外骨骼康复机器人控制系统的控制方法,其特征是,包括以下步骤:
由传感与信息采集模块获取肌电信号和机械臂位姿信息,根据肌电信号得到运动意图;
根据运动意图进行运动规划,驱动上肢外骨骼康复机器人机械臂本体进行相应动作,并通过机械臂本体各关节的位移实时修正控制力矩,以闭环控制;
进行以上过程设定时间后,建立阻抗控制模型,将模型中阻尼系数和刚度系数作为新的运动意图,并设置目标阻抗;
底层控制器对目标阻抗进行实时调整,获得目标阻抗力,然后消除力误差,从而获得最终控制力矩,驱动上肢外骨骼康复机器人机械臂本体进行相应动作。
10.如权利要求9所述的控制方法,其特征是,建立阻抗控制模型前,通过传感与信息采集模块获取机械臂位姿信息和机械臂本体各关节受力,根据各关节受力的机械臂本体目标位置与位姿信息之间的偏差建立阻抗控制模型。