[发明专利]一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统

权利要求书

1.一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，包括：底座板和设置于底座板上的至少两个按压装置；

每个按压装置包括壳体、设于壳体内的控制器和舵机、设于壳体外的按压头和连接在按压头上的压力传感器，所述舵机通过连杆机构与按压头连接，所述按压头垂直于底座板并沿垂直方向移动，且由压力传感器获取移动时的按压压力；所述控制器根据按压压力调节舵机转矩，以改变按压头的按压距离；

采用前馈控制与反馈控制相结合方法，考虑系统摩擦力以及按压过程中人体反作用力，根据当前按压压力和按压深度调节按压参数；

具体的，根据按压装置运动的惯量、阻尼、刚度以及舵机转矩，建立齿轮齿条系统的动力学模型，基于二阶低通滤波器逆标称模型设计前馈控制器，基于齿轮齿条系统模型设计反馈控制器，同时引入包括二阶低通滤波器的干扰观测器，以此实现对按压参数的调节；

所述根据按压装置运动的惯量、阻尼、刚度以及舵机转矩，建立齿轮齿条系统的动力学模型，具体为：按压器的按压头通过齿轮齿条连杆机构与舵机相连，齿轮齿条系统的动力学方程为：

式中，J_m和B_m分别是舵机的转动惯量和阻尼，θ_m是舵机的轴角，τ₁₂表示按压器通过齿条和小齿轮通过减速器施加到舵机轴上的扭矩，τ_m是舵机的扭矩；

舵机通过齿轮将动力传递到按压器上，按压器运动可表示为：

式中，J_fw、B_fw和K_fw分别是按压器的运动惯量、阻尼和刚度，δ_f是按压器移动距离，F_fric是摩擦力，F_r是按压过程中人体的反作用力，通过压力传感器测得，τ_s是舵机通过齿条和小齿轮施加在按压器上的力矩。

2.如权利要求1所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，所述底座板通过支撑装置与按压装置连接，所述支撑装置包括固定器和支撑架；所述底座板两端设有滑槽，固定器的一端连接在底座板的滑槽上，固定器的另一端与支撑架的一端连接，支撑架的另一端连接按压装置壳体的两端。

3.如权利要求2所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，所述固定器上设有螺旋孔，用于通过螺旋旋钮将固定器固定在滑槽内。

4.如权利要求2所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，所述固定器在滑槽内移动以调节按压装置的位置。

5.如权利要求1所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，所述至少两个按压装置分别包括胸部按压器和腹部按压器，胸部按压器和腹部按压器平行设置，分别对胸部和腹部进行按压和提拉。

6.如权利要求1所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，所述壳体的一侧设有显示屏和控制按键，通过显示屏显示按压信息，通过控制按键手动调节按压深度和按压频率。

7.如权利要求1所述的一种双舵机协调控制的胸腹联合按压系统，其特征在于，若存在一个按压装置的按压深度未达到按压要求，则调整另一个按压装置的按压深度；若两个按压装置的按压深度均未达到按压要求，则调整两个按压装置的按压深度；若调整按压深度后，仍未达到按压要求，则调整按压装置的按压频率。