[发明专利]一种可穿戴全关节双向力反馈一体化闭环操控装置和方法

权利要求书

1.一种可穿戴全关节双向力反馈一体化闭环操控装置，其特征在于，包括：人体遥操作端设备和遥操作拟人机器人；

所述人体遥操作端设备，用于捕捉和采集人体动作参数；将所述人体动作参数映射到所述遥操作拟人机器人的各对应关节，实现对所述遥操作拟人机器人的动作控制；其中，所述人体动作参数包括如下参数中的至少一种：人体各关节的转动角度、转动速度和转动加速度，以及所述人体遥操作端设备各关节的受力信息；

所述遥操作拟人机器人，用于根据映射到所述遥操作拟人机器人的各对应关节的人体动作参数，执行动作；以及，捕捉和采集所述遥操作拟人机器人的各关节的受力状态，得到执行端力觉信息，将所述执行端力觉信息反馈至所述人体遥操作端设备；

所述人体遥操作端设备，还用于根据所述执行端力觉信息控制所述人体遥操作端设备各关节的运动。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述人体遥操作端设备，包括：设置在与人体关节相匹配位置处的多个力反馈机构，以及，用于将所述人体动作参数映射到所述遥操作拟人机器人的各对应关节的参数输出模块；

其中，所述力反馈机构，包括：力反馈关节、转动传感器、加速度传感器和操作端力觉传感器和抱闸机构；

所述力反馈关节与人体关节匹配设置；

所述转动传感器，用于捕捉和采集人体关节的转动角度和转动速度；

所述加速度传感器，用于捕捉和采集人体关节的转动加速度；

所述操作端力觉传感器，用于捕捉和采集人体遥操作端设备各关节的受力信息；

所述抱闸机构，用于根据所述执行端力觉信息控制所述人体遥操作端设备各关节的运动。

3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述抱闸机构，用于在反馈力大于第一设定阈值时锁止，限制人体遥操作端设备对应关节的运动；其中，所述反馈力为：所述执行端力觉信息所指示的力。

4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，

所述受力信息，用于指示作用在所述力反馈机构上的人体动作力；

其中，所述遥操作拟人机器人，用于：

当所述人体动作力满足第二设定阈值时，根据人体各关节的转动角度、转动速度和转动加速度，执行动作；

当所述人体动作力满足第三设定阈值时，根据所述受力信息，执行动作；

当所述人体动作力满足第四设定阈值时，根据所述人体各关节的转动角度、转动速度和转动加速度，以及所述受力参数，执行动作。

5.根据权利要求4所述的装置，其特征在于，所述遥操作拟人机器人，用于：

当所述人体动作力满足第三设定阈值、且人体动作力逐渐增大时，继续执行前一动作，并根据人体动作力的变化情况增加所述遥操作拟人机器人的动作力；

当所述人体动作力满足第三设定阈值、且人体动作力逐渐减小时，执行与前一动作相反的动作。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述遥操作拟人机器人，包括：执行端力觉传感器；

所述执行端力觉传感器，用于捕捉和采集所述遥操作拟人机器人的各关节的受力状态，得到执行端力觉信息，将所述执行端力觉信息反馈至所述人体遥操作端设备。

7.一种可穿戴全关节双向力反馈一体化闭环操控方法，其特征在于，包括：

通过人体遥操作端设备捕捉和采集人体动作参数；其中，所述人体动作参数包括如下参数中的至少一种：人体各关节的转动角度、转动速度和转动加速度，以及所述人体遥操作端设备各关节的受力信息；

将所述人体动作参数映射到所述遥操作拟人机器人的各对应关节，控制遥操作拟人机器人的动作；

对遥操作拟人机器人的运动情况进行实时监测，捕捉和采集所述遥操作拟人机器人的各关节的受力状态，得到执行端力觉信息；

将所述执行端力觉信息反馈至所述人体遥操作端设备；

根据所述执行端力觉信息控制所述人体遥操作端设备各关节的运动。