[发明专利]上肢康复机器人的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器械领域，具体涉及用于医疗或康复的机器人的控制方法，即一种上肢康复机器人的控制方法。

背景技术

目前由中风、头部伤害或者脊髓手术导致的损伤经常导致病人多个肌肉群运动功能的受损。神经重塑行理论已经证明重复运动和康复训练能使病人重新恢复部分或者大部分运动功能。重复性训练十分枯燥，并且对于治疗师来说是劳动密集及无效率的工作，对于治疗师来说,重复的对病人进行训练是非常枯燥,高强度和低效的,因为治疗师只对病人进行治疗，协助病人进行全方位的康复训练。

综上所述，现有技术中存在以下问题：难以通过医疗器械对康复训练或教学提供有效的控制方法。

发明内容

本发明提供一种上肢康复机器人的控制方法，以通过医疗器械对康复训练或教学提供有效的控制。

为此，本发明提出一种上肢康复机器人的控制方法，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；

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。例如，控制器对所述伸缩臂施加的扰乱的作用力小于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。

进一步地，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。