专利汇可以提供基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统及其训练方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种基于冗余 机械臂 上肢关节主动康复系统,包括计算机和若干 串联 的 转动关节 ,最末端的转动关节上设置有 力 传感器 ,所述力传感器连接握杆,所述力传感器和各转动关节均与计算机 信号 连接。本发明能够通过力传感器感受患者的运动意图,并转化为机械臂控制。本发明基于冗余机械臂,能够提供更大的 工作空间 和更多的运行 姿态 。患者通过自身肩部发很小的力,带动机械臂运动,并通过游戏激励患者进行康复训练的欲望,从而完成患者自发的进行康复训练,从而达到良好的主动康复效果。,下面是基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统及其训练方法专利的具体信息内容。
1.一种基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统,其特征在于,包括计算机和若干串联的转动关节(1),最末端的转动关节上设置有力传感器(2),所述力传感器(2)连接握杆(3),所述力传感器(3)和各转动关节(1)均与计算机信号连接。
2.一种采用如权利要求1所述的基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统的康复训练的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)建立机械臂的运动学模型;
(2)将力传感器采集的数据转化成机械臂运动参数,并建立机械臂运动控制模型;
(3)根据康复训练模式及机械臂运动方式设计游戏,通过游戏实时反馈机械臂运动状态并根据动作完成情况评价康复训练指标。
3.根据权利要求2所述的基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统的康复训练的方法,其特征在于,所述步骤(1)具体为:选定基础坐标系,根据机械臂关节连杆参数和旋转方向,建立冗余机械臂DH参数表;根据DH参数表,得到末端转动关节坐标系到基础坐标系的变换矩阵,即机械臂运动学正解;采用自旋转法计算七自由度机械臂运动学逆解。
4.根据权利要求2所述的基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统的康复训练的方法,其特征在于,所述步骤(2)具体为:根据力传感器,取三轴力并计算出合成力F,再取三轴力矩计算欧拉角R;由初始位姿q得到转动关节末端点为P,根据力F的大小和方向计算机械臂转动关节运动位移和运动方向,并假设要运动的末端点为P',根据末端点P'和位姿偏转角R计算运动后的机械臂位姿q';结合机械臂运动学模型进而设计机械臂水平面运动模型和跟随初始位姿的阻抗控制模型;设置PID轨迹跟踪参数、工作空间限位参数和最大线性臂速度参数。
5.根据权利要求2所述的基于冗余机械臂上肢关节主动康复系统的康复训练的方法,其特征在于,所述步骤(3)具体为:根据患者能否抬起手臂,设计两种康复训练游戏方式,将患者带着机械臂运动的状态实时反馈在游戏画面中,根据游戏内容的完成度情况,评价主动康复训练指标。
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