[发明专利]一种触觉感知式可穿戴上肢外骨骼无人机控制系统及方法

摘要

本发明公开了一种触觉感知式可穿戴上肢外骨骼无人机控制系统及方法，以控制无人机飞行为目的，保证了遥操控的飞行稳定性和可操作性。该方法包括：电脑端连接电机进行指令输入，驱动电机以一定的速度转动；压力传感器获取操控者发出的力信号；根据施力信号，生成相应的电机驱动信号；编码器安装在电机输出轴，采集输出信息；根据输出信号，电机控制机械结构运动，以此使得外骨骼相应的运动；在运转过程中，根据反馈信号实时调整，直至达到外骨骼运动的需求，反馈信号与驱动信号相匹配，平稳的控制无人机飞行。本发明可使得上肢外骨骼系统更加精确感知操控者的运动意图，上肢外骨骼和无人机的同步程度更高，进而加强操控者对从端无人机的遥操控。

主权项

1.一种触觉感知式可穿戴上肢外骨骼无人机控制系统，其特征在于，包括：一单片机，连接电机进行指令输入，驱动电机以一定的速度转动；一压力传感器，获取操控者发出的力信号，根据施力信号，生成相应的电机驱动信号；一编码器，安装在电机输出轴，采集输出信息，根据输出信号，使电机控制机械结构运动，进而带动外骨骼作相应的运动；若干电机，用以运动辅助，建立无人机安全飞行等级与电机输出上肢运动辅助力关系，从而使无人机遥操控者通过感知上肢运动辅助力的强弱，感知获取无人机飞行的安全等级，实现触觉感知式无人机飞行控制；一数据库，经过大量用户穿戴上肢外骨骼去进行相应的运动获取训练样本和训练数据，实验者执行相应的动作，获取对应的数据分析和特征参数，包括穿戴者上臂、前臂、肘部、腕部的姿态信息，穿戴者肘部的关节角度信息；收集不同实验者在相同、不同环境下的实验数据分析，获取各特征参数的范围；所述编码器分别设置于上肢外骨骼肘部和前臂位置，用于实时获取穿戴者肘关节角度信息、肘关节和前臂的位移信息；所述电机分别设置于上臂和前臂位置，用于对肘关节的转动提供辅助力，同时起到调整关节转动速度的作用；所述压力传感器分别设置于前臂和腕部位置，用于实时获取穿戴者手臂的交互力信息，即上肢外骨骼提供给穿戴者的力的大小；所述单片机接受所述编码器、压力传感器、电机等发送的采集信息，进行过滤、整理和计算后，得到穿戴者的相关特征参数，将其与数据库中存储的特征参数进行匹配对比，明确操控者的运动意图，确定从端无人机飞行所需特征参数的大小；整个运转过程通过各传感器获得节点的反馈信号，根据反馈信号实时调整驱动信号，直至反馈信号与驱动信号相匹配，形成闭环回路系统。