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公开(公告)号：CN112650079B
公开(公告)日：2022-02-15
申请号：CN202011528825.2
申请日：2020-12-22
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明属于机器人运动学求解方法领域，具体涉及一种七自由度机器人的运动学反解方法，包括：将机器人腕部空间位置转化到在人体上肢运动链外部模型中以人体肩关节转动中心所建立的球坐标系下表达，得到腕部外部坐标三个参数并输入内外部坐标映射模型，得到在人体上肢运动链内部模型中以人体肩关节转动中心所建立的内部坐标系下的内部坐标四个参数；在全局空间坐标系内由内部坐标四个参数计算得到肘部空间位置，结合七自由度机器人运动学反解封闭表达式，得到七个关节角，其中封闭表达式通过在肩部、肘部、腕部和手部坐标系下联立几何关系、分解欧拉角得到。本发明方法使用内外部坐标映射模型和封闭表达式，减少反解时间，保证所求反解的拟人特性。
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公开(公告)号：CN108814902B
公开(公告)日：2020-01-10
申请号：CN201810717108.0
申请日：2018-06-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: A61H1/02
Abstract: 本发明公开了一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置，包括机箱支架组件、肩胛带外展组件、对侧互换组件以及机械臂联接件；机箱支架组件包括机架和升降单元，升降单元安装于机架上；肩胛带外展组件安装于升降单元上，由升降单元带动升降；对侧互换组件可旋转地连接肩胛带外展组件和机械臂联接件，机械臂联接件用于安装机械臂并带动机械臂随各组件的转动关节转动，并可通过安装在对侧互换组件上的上锁合组件及下锁合组件与肩胛带外展组件和机械臂联接组件保持固定或者转动，从而实现机械臂的人机匹配及对侧互换。
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公开(公告)号：CN106808469A
公开(公告)日：2017-06-09
申请号：CN201710182977.3
申请日：2017-03-24
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/10
Abstract: 本发明属于机器人设备领域，并公开了一种具有力位测量功能的机械臂传动关节机构，包括T型齿轮架和主支架，T型齿轮架具有两根第一安装轴和一根第二安装轴，所述第一安装轴上分别安装有动力输入机构，第二安装轴上安装有动力输出机构；动力输入机构包括第一套筒‑锥齿轮复合体、轴承座和传动装置；动力输出机构包括第二套筒和第二锥齿轮；所述第一套筒的内腔设置有角位移传感器，所述角位移传感的内圈固定安装在所述主支架上；每个所述第一套筒的外壁均周向布置有多个应变片，以用于测量第一套筒的力矩。本发明通过分别测量两个第一套筒的位移与力矩信息，进行简单的计算即可得到第二套筒的位移与力矩信息，成本低,体积小巧。
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公开(公告)号：CN112936264B
公开(公告)日：2022-08-05
申请号：CN202110116130.1
申请日：2021-01-28
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J9/16
Abstract: 本发明属于康复机器人领域，并具体公开了一种面向臂手假肢的拟人运动规划方法及系统，其包括如下步骤：S1、采集人体上肢运动数据和空间障碍物信息，并根据人体上肢运动数据得到模板轨迹；S2、构建臂手假肢运动链模型以模拟臂手假肢运动，并预设一条臂手假肢运动的初始轨迹；S3、构建臂手假肢运动轨迹优化的目标函数，其包括示教项、避障项、光滑项；S4、根据目标函数对初始轨迹进行优化，得到臂手假肢的最终运动轨迹，完成臂手假肢的拟人运动规划。本发明方法无需对轨迹做后期光滑处理，同时保证轨迹具有拟人性，也无需对特定动作进行单独设计，满足了臂手假肢领域需求。
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公开(公告)号：CN113197752A
公开(公告)日：2021-08-03
申请号：CN202110478153.7
申请日：2021-04-30
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于重力补偿相关技术领域，并一种上肢康复机器人的肢体重力动态补偿方法。该方法包括下列步骤：S1将携带有康复机器人的人体上肢的运动划分为主动运动模式和被动运动模式，测量被动模式下康复机器人在不同位姿下各个关节的关节角，计算机械臂对人体上肢的支撑力，以此获得关节角和支撑力一一对应的数据集；S2构建预测模型，其中关节角作为输入，支撑力作为输出；测量在主动运动模式下人体上肢受到的合力以及实时关节角，利用实时关节角和预测模型获得上肢重力补偿预测值，利用合力减去重力补偿预测值，以此实现主动运动模式下人体上肢重力的补偿。通过本发明，解决传统重力补偿方法不能提供实时补偿或者动力学建模困难的问题。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN112650079A
公开(公告)日：2021-04-13
申请号：CN202011528825.2
申请日：2020-12-22
Applicant: 华中科技大学
IPC: G05B17/02
Abstract: 本发明属于机器人运动学求解方法领域，具体涉及一种七自由度机器人的运动学反解方法，包括：将机器人腕部空间位置转化到在人体上肢运动链外部模型中以人体肩关节转动中心所建立的球坐标系下表达，得到腕部外部坐标三个参数并输入内外部坐标映射模型，得到在人体上肢运动链内部模型中以人体肩关节转动中心所建立的内部坐标系下的内部坐标四个参数；在全局空间坐标系内由内部坐标四个参数计算得到肘部空间位置，结合七自由度机器人运动学反解封闭表达式，得到七个关节角，其中封闭表达式通过在肩部、肘部、腕部和手部坐标系下联立几何关系、分解欧拉角得到。本发明方法使用内外部坐标映射模型和封闭表达式，减少反解时间，保证所求反解的拟人特性。
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公开(公告)号：CN106974795B
公开(公告)日：2019-04-12
申请号：CN201710182978.8
申请日：2017-03-24
Applicant: 华中科技大学
Abstract: 本发明属于医疗康复设备领域，并公开了一种欠驱动上肢康复机器人控制系统，包括微型计算机和分别与所述微型计算机连接的电源分配模块、数据采集模块和运动控制模块，所述数据采集模块包括眼动仪、图像采集卡、关节力矩传感器、六维力传感器、握力传感器、位移传感器、肌电电极、拉力传感器与数据采集卡，所述运动控制模块包括运动控制卡、限位开关、急停开关、伺服电机、电磁离合器和关节编码器。本发明采用欠驱动结构，减少了驱动器数量，并将驱动器后置，使整个康复机器人的执行机构轻便灵活，能完成复杂的动作。
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公开(公告)号：CN106551777B
公开(公告)日：2018-12-14
申请号：CN201610954978.0
申请日：2016-10-27
Applicant: 华中科技大学
IPC: A61H1/02
Abstract: 本发明属于医疗康复训练设备相关领域，具体公开了一种上肢外骨骼康复机器人的臂长调节装置，其包括上部左支架、上部右支架、下支架和设置在上下支架之间的蜗轮蜗杆组件，蜗轮蜗杆组件包括蜗轮、蜗杆和丝杆，蜗杆轴向固定在上部左、右支架之间，丝杆安装在上部左支架和下支架之间，蜗轮同轴安装在丝杆上方，上部右支架的右端还设置有摇杆组件，上部右支架和下支架之间还设置有光杆，丝杆和光杆均穿过设置在上下支架之间的水平连接板和下移动架，水平连接板和下移动架的一侧还固定安装有上下移动组件。本发明的臂长调节装置能够实现上肢外骨骼康复机器人的肩肘部分的臂长调节功能，适应不同患者的上肢尺寸，且调节步骤简单易行。
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公开(公告)号：CN106730638A
公开(公告)日：2017-05-31
申请号：CN201611193371.1
申请日：2016-12-21
Applicant: 华中科技大学
CPC classification number: A63B23/1209 , A63B23/14 , A63B24/0075 , A63B24/0087 , A63B2024/0093 , A63B2220/51 , A63B2230/625
Abstract: 本发明属于外骨骼机器人控制相关技术领域，其公开了一种基于交互力识别运动意图的欠驱动康复机器人的控制方法，其包括以下步骤：(1)确定欠驱动康复机器人的驱动电机数量及驱动角度矢量；(2)确定运动关节角度矢量；(3)确定初始关节角度矢量。(4)计算出传动矩阵；(5)求得驱动电机与关节转角之间的关系式；(6)确定欠驱动康复机器人的刚体雅可比矩阵；(7)确定欠驱动康复机器人末端的速度映射矩阵；(8)构建出驱动电机的驱动空间到欠驱动康复机器人操作空间的投影矩阵；(9)根据测量数据计算出患者的手施加在欠驱动康复机器人的手柄处的力矢量；(10)将力矢量转化为患者渴望的速度矢量；(11)求得驱动电机的转速矢量。
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公开(公告)号：CN108818618B
公开(公告)日：2020-07-10
申请号：CN201810712469.6
申请日：2018-06-29
Applicant: 华中科技大学
IPC: B25J19/00
Abstract: 本发明公开了一种康复机器人手臂的重力平衡装置，属于康复机器人领域，包括：肩关节连接件、大臂连接件和重力平衡组件；肩关节连接件和大臂连接件按照人体仿生学结构可枢转地连接，以模拟人体大臂绕肩关节的旋转运动；重力平衡组件包括多个弹簧、钢丝绳及导向轮，钢丝绳将弹簧与肩关节连接件和大臂连接件连接，弹簧拉力用于平衡手臂的重力，导轮用于改变钢丝绳力的方向，可节省空间，使装置结构更紧凑，此外，通过锁死不同的导向轮可以实现在康复机器人左右手训练模式切换之后弹簧拉力仍可以平衡手臂重力，从而保证机器人在切换训练模式后仍能正常使用。
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