[发明专利]一种上肢康复机器人控制方法及装置

权利要求书

1.一种上肢康复机器人控制装置，其特征在于，包括：获取单元和处理单元，所述获取单元和所述处理单元进行通信连接；

获取单元，用于执行步骤S1：获取患者的运动意图；所述运动意图用于表征所述患者根据自己的需求在康复训练系统的界面中选择出的康复训练运动项目中的运动场景；

处理单元，用于执行步骤S2：对所述患者的运动意图进行识别，确定出所述患者的上肢各关节的表面肌电信号，并对所述上肢各关节的表面肌电信号进行转换处理，得到患者的上肢各关节的驱动力矩和上肢各关节的期望运动轨迹；用于执行步骤S3：依据预设的自适应控制算法对所述患者的上肢各关节的驱动力矩和所述上肢各关节的期望运动轨迹进行处理，得到上肢康复机器人各关节的驱动力矩；用于执行步骤S4：根据所述上肢康复机器人各关节的驱动力矩生成上肢康复机器人各关节的运动控制指令；用于执行步骤S5：将所述上肢康复机器人各关节的运动控制指令发送给所述上肢康复机器人，以使所述上肢康复机器人对所述患者进行康复训练；

所述上肢各关节的期望运动轨迹包括上肢各关节的期望角度位置和上肢各关节的期望角速度；

所述处理单元具体用于：

执行步骤S31：获取上肢康复机器人各关节的当前角度位置、当前角速度；所述上肢康复机器人各关节与所述患者的上肢各关节一一对应；

执行步骤S32：将所述上肢康复机器人各关节的当前角度位置与所述上肢各关节的期望角度位置的差值确定为上肢康复机器人各关节的角度位置误差，并将所述上肢康复机器人各关节的当前角速度与所述上肢各关节的期望角速度的差值确定为上肢康复机器人各关节的角速度误差；

执行步骤S33：利用高斯径向基函数对所述上肢康复机器人各关节的角度位置误差、所述上肢康复机器人各关节的角速度误差进行非线性映射，确定出上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值；

执行步骤S34：基于所述上肢康复机器人各关节的角度位置误差和所述上肢康复机器人各关节的角速度误差，确定出上肢康复机器人各关节的滑模变量；

执行步骤S35：根据所述上肢各关节的驱动力矩、所述上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值、上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值的权重、所述上肢康复机器人各关节的滑模变量以及所述上肢康复机器人各关节的角度位置误差，确定出所述上肢康复机器人各关节的驱动力矩。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述步骤S2包括下述步骤：

S21：对所述上肢各关节的表面肌电信号进行统计处理，得到患者的上肢各关节的肌肉产生力；

S22：对所述患者的上肢各关节的肌肉产生力、上肢各关节的肌肉韧带长度进行统计，确定出所述患者的上肢各关节的驱动力矩；

S23:根据所述上肢各关节的表面肌电信号以及预设的期望运动轨迹生成算法，确定出所述患者的上肢各关节的期望运动轨迹。

3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述步骤S21包括下述步骤：

S211：对所述上肢各关节的表面肌电信号进行预处理，得到上肢各关节的表面肌电信号的特征信号；

S212：对所述上肢各关节的表面肌电信号的特征信号进行统计，确定出患者的上肢各关节的神经活动度；

S213：对所述患者的上肢各关节的神经活动度进行统计，确定出患者的上肢各关节的肌肉活动度；

S214：对所述患者的上肢各关节的肌肉活动度、上肢各关节的肌肉长度、上肢各关节的肌肉收缩速度以及上肢各关节的肌肉被动弹性长度进行统计，确定出所述患者的上肢各关节的肌肉产生力。

4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，根据下述步骤确定所述上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值的权重：

S61：对所述上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值和所述上肢康复机器人各关节的滑模变量进行统计，确定出上肢康复机器人各关节的自适应律；

S62：基于所述上肢康复机器人各关节的自适应律，对上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值的初始权重进行更新，确定出所述上肢康复机器人各关节的高斯径向基函数值的权重。