[发明专利]基于磁粉离合器控制方式的闭环力控制装置

权利要求书

1.一种基于磁粉离合器控制的闭环力控制装置，其特征在于，包括：控制器、直流电机模块、磁粉离合器、传动机构、手腕夹持器、末端力传感器；

所述控制器，为核心控制单元，用于系统信号采集、控制运算处理；所述直流电机模块，接收控制器的控制量，与所述磁粉离合器输入轴相连；所述磁粉离合器，分别与所述直流电机模块和所述传动机构相连；所述传动机构，与所述磁粉离合器相连；所述手腕夹持器，与传动机构相连，用于夹持病人手腕；所述末端力传感器，与所述控制器电连接，将采用值输入控制器。

2.根据权利要求1所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述控制器包括DSP模块、电源模块、AD模块、SPI模块、QEP模块、IO模块、PWM模块、驱动放大电路、电流传感器、恒流源、稳压源；

其中，所述DSP模块为逻辑主控制单元；所述IO模块，用于控制信息输入；所述QEP模块，用于速度环控制的反馈输入量；所述PWM模块，用于接收电流环的输出，产生占空比可调的PWM信号；所述SPI模块，用于DSP模块与外部数模转换芯片通信；所述AD模块，用于将所述末端力传感器和对电流传感器输出模拟量采样转换为数字量；所述电源模块，用于提供+3.3V、+5V和+1.9V电源；所述驱动放大电路，用于接收PWM信号，输出驱动电机的电流信号，与直流电机模块相连；所述电流传感器，与所述AD模块电气连接；所述恒流源，接收所述AD模块输出信号；所述稳压源，与所述恒流源电连接，为电流源生成电路提供电压。

3.根据权利要求2所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述DSP模块接收按键的控制命令，对所述末端力传感器输出量模数转换，进行力闭环控制；读取电机码盘值和采样电流传感器的输出，分别作为速度环和电流环的输入，进行速度环和电流环的闭环控制。

4.根据权利要求2所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述磁粉离合器的主动转子与直流电机轴相连，所述磁粉离合器的从动轴与传动机构相连，且由所述恒流源输出电流控制，实现力控制。

5.根据权利要求2所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述传动机构为滑动丝杠，用于随所述磁粉离合器从动轴转动带动所述手腕夹持器的轴向运动。

所述手腕夹持器，用于夹持病人手腕，与传动机构相连，直流电机的旋转扭矩转换成轴向拉力，对手臂实施拉拽力。

6.根据权利要求2所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述末端力传感器，经与所述DSP模块的电相连，用于对输出力采样，采样值作为力闭环控制的反馈量。

7.根据权利要求2所述的闭环力控制装置，其特征在于，所述DSP模块采用TMS320F2812。