[发明专利]一种外骨骼机器人用电机的自检校正系统及方法

说明书

一种外骨骼机器人用电机的自检校正系统及方法，该电机包括驱动外骨骼机器人本体的驱动模块，该驱动模块包括伺服电机，以及电机自检校正模块；该自检校正方法如下：每天康复使用者使用该外骨骼机器人进行康复训练前启动所述自检校准模块；采用霍尔传感器记录每天的自检误差补偿值；此外还可以针对该补偿值形成每个康复训练模式下的补偿值；对于在康复训练模式下临时加入的新训练步骤和随后的各训练步骤的电机校正，也可以给出相应的电机补偿值。本发明的电机自检校正步骤简单，且满足了在外骨骼机器人对于康复训练精度的高要求。

技术领域

本发明属于外骨骼机器人领域，特别是外骨骼机器人所用的电机的校正。

背景技术

外骨骼机器人在康复医疗领域有重要的应用，外骨骼机器人在帮助人们康复的时候，可以根据预先设定电机转动程序，这些程序包括电机的转动速度，转动加速度，转动方向，转动的时间等，由电机带动连杆机械臂带动外骨骼本体的移动，这些外骨骼本体的移动一方面起到了减轻负重的作用。另一方面这些动作因为遵循一定的康复训练规范，所以起到了科学恢复的作用。正是因为与病人康复息息相关，因此除要求外骨骼本体的可靠以外，电机是否能正确执行指令，执行指令时是否能达到规定的位置，对电机的可靠性都是一个严格的要求。因此对电机的自检校正显得尤为重要。现有的对电机自检校正都没有针对外骨骼机器人的特别要求，在电机装备外骨骼机器人之前就完成了电机的校正，不能够做到使用过程中的实时校正，更没有做到对康复训练模式的特别校正，因此发明一种针对外骨骼机器人康复训练的电机校正系统显得尤为重要。

发明内容

在外骨骼机器人的辅助康复训练中，对外骨骼机器人本体中关节，辅助移动件的转动和移动精确度都有较高的要求。若是关节和辅助移动件的转动、移动精度不够，会影响到使用者的训练康复效果，严重的会造成相反的有害影响。

本发明提出一种外骨骼机器人用电机的自检校正系统及方法，该电机包括驱动外骨骼机器人本体的驱动模块，该驱动模块包括伺服电机，以及电机自检校正模块；该自检校正方法包括如下步骤：1)每天康复使用者使用该外骨骼机器人进行康复训练前启动所述自检校准模块；2)所述自检校正模块中包括一霍尔传感器，该霍尔传感器检测电机的转动位置，开始自检时，电机先顺时针转动，时间为t，通过该霍尔传感器记录顺时针总转动角度θ₁；3)在伺服电机停止转动后再逆时针转动，时间为t，通过该霍尔传感器记录逆时针总转动角度θ₂；上述逆时针转动和顺时针转动的角速度ω相同，并且均为匀速转动；4)用顺时针转动的总角度θ₁减去逆时针转动总角度θ₂其差值Δθ＝θ₁-θ₂作为该天的自检误差补偿值δ，δ＝Δθ，上述电机是外骨骼机器人中的任意一个或几个；5)完成电机当天的自检校正，外骨骼机器人开机工作；6)每天重复上述电机自检误差校正过程，直到整个训练计划完成。

本发明的一种优选方案：将所述的每天的电机误差补偿值进行记录，所述自检校正模块内有一存储器，记录每天的所述Δθ和所述电机误差补偿值δ，从而形成康复训练模式的误差补偿数据库，当再次进行该康复训练模式时，读取该误差值补偿数据库中的每天的电机误差补偿值δ对电机进行校正，代替所述步骤2)-4)。当其他使用者或该使用者再次使用该训练模式，只需调用该存储器中的补偿数据库，在每天进行康复训练前读取该补偿数据库中该天对应的误差补偿值，即可完成校正。

上述发明技术方案的发明点包括但不限于：对电机采用顺时针转动后再进行逆时针转动，记录正反转后的电机转动偏移量。通过引入该校正方法用于外骨骼机器人每天的训练计划之前，可以使电机带动外骨骼本体运动执行训练步骤更加精准。

本发明的上述技术方案的优选实施方式，所述的训练模式至少有两个，每一训练模式对于一个补偿数据库。

上述发明技术方案的发明点包括但不限于：创造性地提出一个针对电机的补偿数据库。通过该补偿数据库，能够在电机的精准补偿与校正时间达到很好的平衡，在每天校正时间相比可以缩短的情况下还保证了电机补偿精度。