一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法，涉及机器人液压系统检测技术领域，通过信号采集模块对辅助康复机器人状态进行检测，若辅助康复机器人处于支撑期，信号采集模块对检测传感器的信号进行采集，并传送至信号处理模块，中央控制器对信号进行处理，最后输出控制信号至输出执行模块；能够对液压缸的运行状态进行监控，不间断地采集在支撑期液压系统检测数据的状态变化，使辅助康复机器人能对液压驱动系统的泄漏做出及时的响应，控制报警装置工作，避免了用户使用时行走不自然或支撑期存在腿部打软的现象，提高了用户体验度。

【技术实现步骤摘要】
一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法
本专利技术涉及机器人液压系统检测
，具体涉及一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法。
技术介绍
液压缸作为液压系统中的执行元件，其也对对液压系统起着重要的动力推进作用。液压缸作为整个系统的驱动部分，其工作是否正常直接关系到康复机器人是否能保持正常工作。液压缸在实际工作过程中，常常会出现动力不足、驱动跳跃等问题，这不仅影响行走步态，而且还会影响驱动力的大小，使用户使用时行走不自然，支撑期存在腿部打软的现象。出现这种现象的关键因素在于液压缸的密封性差，出现液压系统泄漏，进而导致液压系统驱动力不足。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法，能够对液压缸运行状态进行监控，以解决液压系统泄漏导致驱动力不足的问题。本专利技术采取的技术方案是：一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置，包括：状态检测模块：包括膝关节角度传感器，用于判断辅助康复机器人是否处于支撑期；信号采集模块：包括检测传感器，用于若辅助康复机器人处于支撑期，则采集液压驱动系统中检测传感器的信号，并将采集信号传送至信号处理模块；信号处理模块：包括中央控制器，用于对所述信号采集模块输出的所述采集信号中的有效信号进行处理；输出执行模块：用于接收所述中央控制器的输出控制信号，控制报警装置工作。作为上述技术方案的进一步改进，所述检测传感器为检测液压缸内腔中液体压力信号的液体压力传感器或检测液压缸活塞杆动作加速度信号的加速度传感器。作为上述技术方案的进一步改进，所述信号处理模块处理的有效信号为变化时间大于0.2秒的采集信号。一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：状态检测：膝关节角度传感器检测判断辅助康复机器人是否处于支撑期；信号采集：若所述辅助康复机器人处于所述支撑期，则采集液压驱动系统中检测传感器的信号，并将采集信号传至中央控制器；信号处理：所述中央控制器对所述采集信号进行处理；信号反馈：所述中央控制器输出控制信号控制报警装置工作。作为上述技术方案的进一步改进，所述状态检测步骤包括：当膝关节角度传感器检测到膝关节角度与设定值相等时，进行所述支撑期的判断；所述支撑期的判断条件包括：(1)判断所述膝关节是否伸直；(2)判断所述膝关节角度是否不变；当同时满足所述判断条件时，判断所述辅助康复机器人处于所述支撑期。作为上述技术方案的进一步改进，所述判断所述膝关节是否伸直包括，设置正反转标志位，利用所述膝关节相对所述正反转标志位的转动方向进行判断。作为上述技术方案的进一步改进，所述判断所述膝关节角度是否不变包括，设置有防干扰域值，利用延时检测所述膝关节角度是否处于允许变化区间进行判断。作为上述技术方案的进一步改进，所述防干扰域值包括延时时间域和角度允许变化域；所述延时时间域为0～1.5秒，所述角度允许变化域为0～3度。作为上述技术方案的进一步改进，所述信号处理步骤包括：所述中央控制器对所述采集信号进行判断，若所述采集信号属于有效信号，则对所述采集信号进行处理，所述有效信号为相比变化时间大于0.2秒的采集信号。本专利技术的有益效果是：一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置及其方法，通过信号采集模块对辅助康复机器人状态进行检测，若辅助康复机器人处于支撑期，信号采集模块对检测传感器的信号进行采集，并传送至信号处理模块，中央控制器对信号进行处理，最后输出控制信号至输出执行模块；能够对液压缸的运行状态进行监控，不间断地采集在支撑期液压系统检测数据的状态变化，使辅助康复机器人能对液压驱动系统的泄漏做出及时的响应，控制报警装置工作，避免了用户使用时行走不自然或支撑期存在腿部打软的现象，提高了用户体验度。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的说明。图1是本专利技术一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法的一种优选实施例的流程图。图2是图1中状态检测的算法流程图。图3是腿部的力学分析图。图4是液压缸内腔压力收敛曲线。图5是本专利技术一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法的另一种优选实施例的流程图。图6是一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置的优选实施例的结构图。图7是图6集成的位置示意图。图8是图6应用到液压驱动系统一个实施例的液压原理图。图9是图6应用到液压驱动系统另一个实施例的液压原理图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。参照图1为本专利技术一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法的一种优选实施例的流程图。本实施例包括以下步骤：S101：状态检测：膝关节角度传感器检测判断辅助康复机器人是否处于支撑期；S102：信号采集：若所述辅助康复机器人处于所述支撑期，则采集液压驱动系统中检测液压缸内腔中液体压力信号的液体压力传感器的信号，并将采集信号传至中央控制器；S103：信号处理：所述中央控制器对所述采集信号进行判断，若所述采集信号属于有效信号，则对所述采集信号进行处理；S104：信号反馈：所述中央控制器输出控制信号控制报警装置工作。本实施例的辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法利用了患者在辅助行走康复的过程中，在摆动期与支撑末期液压缸内腔中液体压力的大小来判断输出力的大小。支撑末期液压缸在人体重力作用下，发生收缩动作，使膝关节弯曲，若液压系统出现泄漏，液压缸在完成收缩动作时，液压油不受阻尼阀门的控制，会导致腿部发生打软现象；在摆动期时，液压缸活塞杆在助伸弹簧的左右下，发生外伸动作，使膝关节伸直，此时若液压系统出现泄漏，那么液压缸在完成伸直动作时，由于发生泄漏，导致助伸力不足，在摆动末期难以使小腿伸直，而且会发生步态不自然的现象；当处于支撑期时，液压缸处于锁死状态，若此时液压缸存在泄漏，锁死状态将会受到破坏，液压缸在人体重力的作用下，必然会导致内腔中的压力减小，从而可以判断液压缸是否存在泄漏。如图2所示为状态检测的算法流程图。在状态检测步骤S101中，当膝关节角度传感器检测到膝关节角度K与设定值αk相等时，此时检测系统会进入对支撑期的判断；当检测到的膝关节角度K与设定值αk不等时，膝关节角度传感器会继续对膝关节角度K的检测；若检测系统进入对支撑期的判断，存在两个条件判断：(1)判断膝关节是否伸直，此时设置正反转标志位，利用膝关节的转动方向来判断，膝关节伸直时所处的方向为正，flag＝＝1，屈曲时所处的方向为负，flag＝＝0；(2)延时判断膝关节角度的不变性，设置有防干扰域值，依靠延时检测的方法判断膝关节角度是否存在变化，不变化KT＝＝0，变化KT＝＝1；以上两个条件同时满足是(flag＝＝1&&KT＝＝0)的前提下，判断机器人处于支撑期。进一步地描述，在状态检测步骤S101中，在液压缸阻尼阀门锁死时，用户身体重量靠液压缸活塞杆来支撑，此时液压缸活塞杆会存在瞬时冲击力，因此需要设置一个防干扰域值。辅助康复机器人进入支撑期时，设定值以膝关节完全伸直时的状态设置，即αk＝0，这时需要设定一个防干扰域值，根据人在行走过程中的习惯，存在腿完全伸直时会有抖动，对膝关节角度K设置一个变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置，其特征在于，包括：状态检测模块：包括膝关节角度传感器，用于判断辅助康复机器人是否处于支撑期；信号采集模块：包括检测传感器，用于若辅助康复机器人处于支撑期，则采集液压驱动系统中检测传感器的信号，并将采集信号传送至信号处理模块；信号处理模块：包括中央控制器，用于对所述信号采集模块输出的所述采集信号中的有效信号进行处理；输出执行模块：用于接收所述中央控制器的输出控制信号，控制报警装置工作。

【技术特征摘要】
1.一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置，其特征在于，包括：状态检测模块：包括膝关节角度传感器，用于判断辅助康复机器人是否处于支撑期；信号采集模块：包括检测传感器，用于若辅助康复机器人处于支撑期，则采集液压驱动系统中检测传感器的信号，并将采集信号传送至信号处理模块；信号处理模块：包括中央控制器，用于对所述信号采集模块输出的所述采集信号中的有效信号进行处理；输出执行模块：用于接收所述中央控制器的输出控制信号，控制报警装置工作。2.根据权利要求1所述的一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置，其特征在于：所述检测传感器为检测液压缸内腔中液体压力信号的液体压力传感器或检测液压缸活塞杆动作加速度信号的加速度传感器。3.根据权利要求1所述的一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测装置，其特征在于：所述信号处理模块处理的有效信号为变化时间大于0.2秒的采集信号。4.一种辅助康复机器人液压驱动系统泄漏检测方法，其特征在于，包括以下步骤：状态检测：膝关节角度传感器检测判断辅助康复机器人是否处于支撑期；信号采集：若所述辅助康复机器人处于所述支撑期，则采集液压驱动系统中检测传感器的信号，并将采集信号传至中央控制器；信号处理：所述中央控制器对所述采集信号进行处理；信号反馈：所述中央控制器输出控制信号控制报警装置工作。5.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：张剑韬，沈林鹏，胡昆，吴少立，田贵彬，
申请(专利权)人：深圳市罗伯医疗机器人研究所，
类型：发明
国别省市：广东,44