[发明专利]一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法

权利要求书

1.一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，利用负载对上肢外骨骼的广义力和其对应的雅各比矩阵得到补偿负载影响所需的关节力矩τ_load，通过逆动力学得到上肢外骨骼自重引起的关节力矩τ_g，利用人与上肢外骨骼间的相互作用力和其对应的雅各比矩阵得到人机作用力映射到关节空间的力矩τ_h，利用最终关节力矩τ对上肢外骨骼各关节进行控制，其中，τ＝τ_g+τ_load+τ_h，然后对人与外骨骼之间的相互作用力f_hr进行测量，当f_hr不为0时，通过直接力控制器和PID控制器对τ进行反馈补偿。

2.如权利要求1所述的一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，上肢外骨骼对负载的承载方式为固定承载。

3.如权利要求1所述的一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，负载对上肢外骨骼的广义力通过六维力/力矩传感器测得。

4.如权利要求3所述的一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，分别在上肢的握把处、上肢外骨骼的肘关节与末端执行器之间设置两个六维力/力矩传感器。

5.如权利要求1所述的一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，各关节的角度信息通过设置在各关节处的角度传感器测得。

6.如权利要求1所述的一种具有动态负载补偿的上肢外骨骼协同控制方法，其特征在于，

其中，J_l是六维力/力矩传感器坐标系中心位置的雅可比矩阵，f_lr是负载与上肢外骨骼之间的作用力，f_lr＝[F_lx F_ly F_lz M_lx M_ly M_lz]^T，它们分别表示负载自身重量产生的力F_lr＝[F_lx F_ly F_lz]和力矩T_lr＝[M_lx M_ly M_lz]；

此处的力F_lr包含负载重力和惯性力，力矩T_lr包含负载自重产生的力矩和惯性力矩。