[发明专利]一种助老伴行人手振动舒适度调节装置及其调节方法

说明书

本发明公开了一种助老伴行人手振动舒适度调节装置及其调节方法，包括传感器模块、设置在助老伴行机器人上的数据采集模块、中央处理模块和调节模块，数据采集模块用于接收传感器模块实时采集老年人手部承受的来自助老伴行机器人手把作用的振动加速度信号，经预处理后发送给中央处理模块；中央处理模块根据接收的信号进行人手振动舒适度评价，然后根据评价结果触发调节模块对老年人手部进行舒适度调节。本发明能够较准确的对人手振动舒适度进行调节，从而更好的实现老年人手部的舒适性。

技术领域

本发明属于机器人控制技术领域，具体涉及一种助老伴行人手振动舒适度调节装置及其调节方法。

背景技术

随着很多国家迅速步入老龄化社会，越来越多的老年人患有运动机能障碍或者由神经系统控制能力下降、肌肉力量降低等引起的下肢虚弱，但其对自力更生和独立活动有着强烈的愿望，另外，日益增长的老年人数量导致护理的年轻人员短缺，因此，特别需要开发助老伴行机器人来代替护士和家人照看老年人。世界上很多学者研究了各种老年人助行机器人，并且人们对助行机器人的舒适性要求也越来越高，关于助行机器人舒适性方面的研究已广泛开展，主要有：申俊等结合老年人的身体结构特征，基于人机工程学原理对轮椅的静态舒适性进行了研究；秦田等通过分析人体压力分布特性对轮椅舒适性角度进行了研究；严雪等从交通工程学的角度，针对轮椅出行者的不同状态，以加权加速度均方根值模型为基础，探讨了基于人行道系统的动态轮椅舒适性的评价方法；Looze等研究了人体坐姿舒适性研究；Noda Y等研究了基于振动频率的轮椅动态舒适性评估；Maeda S等研究了使轮椅振动幅值最小化来改善乘客动态舒适度；Hikmawan M F等采用半轮椅模型方法对电动轮椅乘客动态舒适性进行了分析；Matsuoka Y等建立了振动传输模型和振动舒适性评估模型，并把此两种模型组成舒适度评价预测系统，对轮椅-乘客系统进行了动态舒适性评价。

对于机器人的伴行模态，老年人手部的舒适性的是一个重要的问题。然而，现有对助行机器人的舒适性的研究大多数是轮椅的静态舒适性和动态舒适性，而在助行机器人伴行模态人体手部的动态舒适性方面研究较少。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种助老伴行人手振动舒适度调节装置及其调节方法，把老年人手部承受的振动加速度参数的相关时域特征表征助老伴行人手振动舒适度，将振动加速度参数的相关时域特征与其舒适范围比较进行人手振动舒适度评价，并根据人手振动舒适度评价结果，对助老伴行机器人腿部下端支撑处的阻尼进行针对性的调节，能够较精确的达到老年人手部的振动舒适度调节的目的，更好的实现老年人手部的舒适性。

本发明采用以下技术方案：

一种助老伴行人手振动舒适度调节装置，包括传感器模块(2)、设置在助老伴行机器人(1)上的数据采集模块、中央处理模块和调节模块(3)，数据采集模块用于接收传感器模块(2)实时采集老年人手部承受的来自助老伴行机器人手把作用的振动加速度信号，经预处理后发送给中央处理模块；中央处理模块根据接收的信号进行人手振动舒适度评价，然后根据评价结果触发调节模块(3)对老年人手部进行舒适度调节。

其中，数据采集模块设置在助老伴行机器人(1)的后备箱(4)内，包括信号调理模块和数据采集卡，信号调理模块通过屏蔽线与传感器模块(2)连接，用于对采集的老年人手部承受的原始振动加速度信号进行预处理；

数据采集卡用于将采用信号调理电路处理的老年人手部承受的振动加速度信号数据进行收集并发送至中央处理模块。

其中，中央处理模块设置在助老伴行机器人(1)的后备箱(4)内，包括舒适度评价模块和DSP微处理器，舒适度评价模块通过DSP微处理器与调节模块(3)连接。

更进一步的，本发明的特点还在于：DSP微处理器采用32位定点数字信号处理器，型号为TMS320F28335。

其中，传感器模块2采用MEMS电容式三轴加速度计，设置在老年人手背处。