[发明专利]一种用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法

权利要求书

1.一种用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，所述体感微低重力模拟装置包括重力平衡组件、向所述重力平衡组件提供缓冲势能以至少部分平衡人体重力的缓冲组件、支撑框架及传动组件，所述缓冲组件设置在所述支撑框架内，且所述缓冲组件的底部与所述支撑框架的底部固定连接，所述缓冲组件的顶部与所述传动组件的一端连接，所述传动组件的另一端与所述重力平衡组件相连接，其特征在于，所述主动补偿方法包括：

S1：获取微低重力模拟装置产生的附加力矩；

S2：根据附加力矩向所述体感微低重力模拟装置输出相反方向的补偿力矩；

所述补偿力矩包括重力力矩、装置的摩擦力矩及位移产生的惯性力矩；

所述重力平衡组件包括至少一个平行四边形结构，所述补偿力矩的具体步骤包括：获取所述平行四边形结构关节点的角位移信息，计算需要补偿的重力力矩值；获取所述平行四边形结构关节点的角速度和角加速度信息，计算需要补偿的惯性力力矩值；获取所述平行四边形结构关节点的正压力值，计算需要补偿的摩擦力矩；

所述重力力矩的公式为，其中，χ₁、χ₂为弹簧的弹性系数，g为重力加速度，Z₁₁、Z₁₂为两平行四边形关节点的转角信息，m_k1、m_k2为两弹簧的质量，l₁ 、l₂为两平行四边形结构的杆长度，d₁、d₂为两弹簧上端连接点距两平行四边形结构关节点的距离。

2.根据权利要求1所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述主动补偿方法还包括：

S3：判断附加力矩值与补偿力矩值是否相等；

根据判断结果，选择性地输出补偿力矩；

如果判断结果为“是”，则主动补偿组件停止输出补偿力矩。

3.根据权利要求2所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述主动补偿方法还包括：

如果判断结果为“否”，则控制主动补偿组件继续输出补偿力矩直到输出的补偿力矩等于附加力矩。

4.根据权利要求1所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述补偿力矩是通过电机输出的，所述电机的输出轴与所述平行四边形结构关节点的轴心相配合，驱动所述关节点的轴心进行反向转动，向所述关节点输出反向补偿力矩。

5.根据权利要求4所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述电机至少包括两个，所述平行四边形结构还包括相互平行的第一立杆和第二立杆，一个所述电机设置在所述第一立杆的一个关节点处；另一个设置在所述第二立杆的一个关节点处。

6.根据权利要求5所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述关节点上设置有传感器，所述传感器至少用于获取所述关节点的角位移信息。

7.根据权利要求1-6中任一所述的用于体感微低重力模拟装置的主动补偿方法，其特征在于，所述主动补偿方法还包括：

S4：在体感微重力模拟装置试验结束后，使所述重力平衡组件固定至初始位置。