[发明专利]一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿装置及其方法

说明书

本发明公开了一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿装置及其方法，涉及机器人控制技术领域，通过反馈电路将阀门开度的信号传送至中央控制器进行分析处理，并将反馈调节信号传至驱动模块，驱动模块根据反馈调节信号驱动所述伺服电机，控制调节机构对所述阻尼阀门开度产生的误差进行补偿；能够很好地对伺服电机控制的液压阻尼阀门进行实时、精确、灵敏的调节，使液压驱动系统的驱动力、驱动速度满足人体步态的需求，使人体步态更加自然。

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体涉及一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿装置及其方法。

背景技术

伺服电机控制的数字阻尼阀门作为液压系统的阻尼控制部分，影响着步态行走的自然性。对于整个辅助康复机器人的液压驱动系统来说，主要是通过膝关节角度传感器、力传感器对人体在行走过程中的膝关节角度、腿部受力情况进行采集，最后经过中央控制器对信号进行分析处理，处理完的信号经外接电路传至驱动系统，最终控制伺服电机的运动。液压驱动系统在实际工作过程中，常常会出现步态行走不自然的情况，导致这一现象的主要原因是液压阻尼阀门控制存在迟滞、不精确等缺点。

发明内容

本发明目的在于提供一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿装置及其方法，能够很好地对伺服电机控制的液压阻尼阀门进行实时、精确、灵敏的调节，使液压驱动系统的驱动力、驱动速度满足人体步态的需求，使人体步态更加自然。

本发明采取的技术方案是：

一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿装置，包括：

感知模块：包括力传感器单元和膝关节角度传感器单元，所述力传感器单元用于采集在行走过程中人体重心变化引起的力信号，所述膝关节角度传感器单元用于采集人腿部膝关节的角度信号，并将采集的所述力信号和所述角度信号传至中央控制器；

中央控制器：对所述力信号和所述角度信号进行分析处理，产生控制信号并传至驱动模块；

驱动模块：包括伺服电机驱动电路和伺服电机，用于接收所述中央控制器的控制信号并控制调节机构动作；

调节机构：用于控制阻尼阀门的开度；

阻尼阀门；

反馈检测模块：包括反馈电路，用于将所述阻尼阀门上检测传感器产生的阻尼阀门开度信号反馈至所述中央控制器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述调节机构为滚珠丝杠或啮合齿轮。

作为上述技术方案的进一步改进，所述检测传感器为光电编码器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阻尼阀门开度信号是由所述光电编码器反馈的所述滚珠丝杠的角位移信号。

作为上述技术方案的进一步改进，所述检测传感器为光栅传感器。

作为上述技术方案的进一步改进，所述阻尼阀门开度信号是由所述光栅传感器反馈的所述啮合齿轮的角位移信号。

一种辅助康复机器人液压阻尼阀开度的补偿方法，包括以下步骤：

信号采集：力传感器单元采集在行走过程中人体重心变化引起的力信号，膝关节角度传感器单元采集人腿部膝关节的角度变化的角度信号，并将采集的所述力信号和所述角度信号传至中央控制器；

阀门开度控制：所述中央控制器对所述力信号和所述角度信号进行分析处理，产生控制信号并传至驱动模块，所述驱动模块根据所述控制信号驱动伺服电机控制调节机构调节阻尼阀门开度，所述阻尼阀门上检测传感器产生阻尼阀门开度信号并传至反馈电路；