[发明专利]一种解决外骨骼机器人肩关节奇异位形问题的方法及装置

摘要

本发明提出了一种解决外骨骼机器人肩关节奇异位形问题的方法，首先在肘关节处增设肘套与力传感器的方式来检测肢体的运动意图，外骨骼肱骨后段构件由一根杆件与一个环形轴承内环构成，在该轴承内环的内壁加装一个与其同心的肘套，并在环形轴承与肘套二者之间等距安装四个压力传感器用于检测来自任意方向的正压力；传感器测量两组正交分力值的大小以求解出合力矢量f的大小与方向；驱动电机A，通过控制外骨骼肩关节L型摇臂带动外骨骼肱骨前段转动到与力f的方向垂直的位置，同时，电机C与电机A同步反向转动，以保持外骨骼肱骨后段的姿态不变；随着电机B驱动外骨骼肱骨前段转动，电机C轴线不再与电机A的轴线重合，肩关节不再处于奇异位形。

主权项

一种解决外骨骼机器人肩关节奇异位形问题的方法，其特征在于：所述方法包括：首先在外骨骼机器人的肘关节处增设用于检测上臂运动意图的模块来检测肢体的运动意图，所述用于检测上臂运动意图的模块包括肘套、外骨骼肱骨后段、4套压力传感器；其中，外骨骼肱骨后段由一根杆件与一个环形轴承构成，在该轴承内环的内壁加装一个与其同心的肘套，并在环形轴承与肘套二者之间等距安装4套压力传感器用于检测来自任意方向的正压力；所述传感器测量两组正交分力值的大小以求解出合力矢量f的大小与方向；驱动位于外骨骼锁骨和外骨骼肩关节L型摇臂之间的电机A，通过控制外骨骼肩关节L型摇臂带动外骨骼肱骨前段转动到与力f的方向垂直的位置，同时，位于环形轴承处的环状电机C与所述电机A同步反向转动，以保持外骨骼肱骨后段的姿态不变；此时，位于外骨骼肩关节L型摇臂和外骨骼肱骨前段之间的电机B的转轴与力f的方向异面垂直，接下来只需要所述电机B绕自身转轴旋转，即可将外骨骼机器人的运动链带离奇异位形，准确地执行操作者运动意图。