[发明专利]上肢康复机器人的控制方法

权利要求书

1.一种上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述上肢康复机器人包括：

能上下垂直移动并能绕轴中心线转动的升降主轴(24)，所述升降主轴(24)垂直水平面设置；

能沿水平方向伸缩的伸缩臂(23)，垂直连接所述升降主轴(24)；

能在水平面内转动的手托装置(25)，铰接在所述伸缩臂(23)上，所述手托装置(25)为圆环形，用于将实验体托住，而且所述手托装置(25)能感受所述实验体从周向沿各个角度施加的力；

升降电机(59)，连接所述升降主轴(24)并驱动所述升降主轴(24)上下垂直移动；

旋转电机(57)，连接所述升降主轴(24)并驱动所述升降主轴(24)转动；

伸缩电机(56)，连接所述伸缩臂(23)并驱动所述伸缩臂(23)伸缩；

位置传感器，连接所述手托装置(25)；

多维的力传感器，连接在所述伸缩臂与手托装置(25)之间，感受来自所述手托装置(25)对所述伸缩臂施加的作用力；

控制器，连接所述升降电机(59)、旋转电机(57)、所述伸缩电机(56)、位置传感器、和所述多维的力传感器；

所述控制方法包括：

预先向控制器输入设定的伸缩臂(23)的运动参数和操作模式；

根据具体工作情况，选择适用的伸缩臂(23)的运动参数和操作模式；

控制器按照选择的运动参数控制所述伸缩臂(23)的移动；

所述力传感器在所述伸缩臂(23)的移动过程中向所述控制器反馈位于所述伸缩臂的手托装置(25)上的实验体对所述伸缩臂(23)施加的作用力；

所述控制器按照选择的操作模式决定是否根据所述力传感器的反馈而调整设定的运动参数；

所述操作模式还包括：扰动模式，所述控制器在所述伸缩臂(23)的移动过程中提供一次或多次的随机的扰乱，使所述实验体在预设的时间段内偏离预设的轨迹，所述扰乱的作用力方向和大小为随机的。

2.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述操作模式包括：A.被动模式，所述伸缩臂只按选择的运动参数带动位于伸缩臂上的实验体运动，所述控制器不根据力传感器的反馈调整设定的运动参数。

3.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述操作模式还包括：B.主动模式，所述控制器根据力传感器的反馈调整设定的运动参数，所述控制器在所述伸缩臂(23)的移动过程中保持对所述伸缩臂施加设定的作用力，所述实验体对所述伸缩臂(23)作用力大于所述控制器对所述伸缩臂施加设定的作用力。

4.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述操作模式还包括：助动模式，所述实验体沿其运动方向对所述伸缩臂(23)施加正向的作用力，所述控制器根据力传感器的反馈判断所述实验体的运动方向，并且所述控制器还驱动所述伸缩臂(23)按照运动参数设定的路径运动。

5.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述操作模式还包括：抗阻模式，所述实验体沿其运动方向对所述伸缩臂(23)施加正向的作用力，所述控制器根据力传感器的反馈判断所述实验体的运动方向，并且所述控制器驱动所述伸缩臂(23)按照与所述实验体的相反运动方向运动，所述伸缩臂(23)的综合运动结果为：所述实验体沿其运动方向对所述伸缩臂(23)施加正向的作用力的过程中受到控制器对所述伸缩臂(23)施加的阻力，并且所述实验体的正向的作用力克服上述阻力，使得所述实验体仍然沿其运动方向运动。

6.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述运动参数包括：力、速度、加速度、持续时间和位置或轨迹或运动路径。

7.如权利要求1所述的上肢康复机器人的控制方法，其特征在于，所述上肢康复机器人的控制方法还包括：设置面向用户的第一显示器(17)和/或背向用户的第二显示器(19)，所述第一显示器(17)和/或所述第二显示器(19)与所述控制器连接，所述控制器将设定的伸缩臂(23)上的手托装置(25)的运动轨迹以三维方式显示在所述第一显示器(17)和/或所述第二显示器(19)上，并且所述控制器通过位置传感器将所述实验体的运动轨迹以三维方式显示在所述第一显示器(17)和/或所述第二显示器(19)上。