The invention discloses an interactive force detection method and system of wrist rehabilitation training device, which relates to the technical field of robot. The wrist rehabilitation training device is equipped with a motor. The method comprises: acquiring the current motion state parameters of the motor; determining the current driving current of the motor; and obtaining the current motion state parameters of the motor. The number and the current driving current of the motor are input to the pre-constructed interaction force observer to obtain the interaction force; the interaction force observer is generated by compensating the system friction model to the disturbance force observing model; the disturbance force observing model is used to determine the current wrist rehabilitation training device based on the disturbance observer principle, etc. Effective disturbance force; System friction model is used to determine the system friction in the current equivalent disturbance force; System friction model is a functional model with motor motion parameters as input and wrist rehabilitation training device system friction as output. The above technology scheme can improve the accuracy of interaction detection.
【技术实现步骤摘要】
手腕康复训练装置的交互力检测方法与系统
本专利技术涉及机器人
,特别是涉及手腕康复训练装置的交互力检测方法与系统。
技术介绍
手功能主要通过腕和手指灵活、协调的运动来完成。因此,如何尽快恢复手外伤术后患者的手部肌力、关节活动范围,以及手指的协调性、灵活性就显得尤为重要。手腕康复训练装置是对手进行智能化康复训练的装置。交互力检测,即检测人与机器之间的交互力。通过交互力检测,手腕康复训练装置能够更好地理解与之交互的患者意图,从而更加智能地与患者进行自适应交互。随着当前传感技术的发展,越来越多专家学者将力传感器应用于交互力检测,以达到实时反馈力觉信息的目的。然而,采用现有的力传感器检测交互力时,容易因力传感器的机械集成不当而导致交互力检测精度不高,致使交互力检测结果的准确性降低,影响了手腕康复训练装置的可靠性。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种手腕康复训练装置的交互力检测方法与系统,能够提高交互力检测的精确度。根据本专利技术实施例的第一方面,提供一种手腕康复训练装置的交互力检测方法;所述手腕康复训练装置设有电机,所述方法包括:获取所述电机当前的运动状态参数;确定所述电机当前的驱动电流;将获取到的所述电机当前的运动状态参数和确定的所述电机当前的驱动电流,输入至预先构建的交互力观测器,得到交互力;所述交互力观测器为通过将系统摩擦力模型补偿至干扰力观测模型所生成;所述干扰力观测模型用于基于干扰观测器确定所述手腕康复训练装置当前的等效干扰力;所述系统摩擦力模型用于确定所述当前的等效干扰力中的系统摩擦力;所述系统摩擦力模型是以所述电机的运动状态参数作为输入,以所述手 ...
【技术保护点】
1.一种手腕康复训练装置的交互力检测方法,其特征在于,所述手腕康复训练装置设有电机,所述方法包括:获取所述电机当前的运动状态参数;确定所述电机当前的驱动电流;将获取到的所述电机当前的运动状态参数和确定的所述电机当前的驱动电流,输入至预先构建的交互力观测器,得到交互力;所述交互力观测器为通过将系统摩擦力模型补偿至干扰力观测模型所生成;所述干扰力观测模型用于基于干扰观测器确定所述手腕康复训练装置当前的等效干扰力;所述系统摩擦力模型用于确定所述当前的等效干扰力中的系统摩擦力;所述系统摩擦力模型是以所述电机的运动状态参数作为输入,以所述手腕康复训练装置的系统摩擦力作为输出的函数模型。
【技术特征摘要】
1.一种手腕康复训练装置的交互力检测方法,其特征在于,所述手腕康复训练装置设有电机,所述方法包括:获取所述电机当前的运动状态参数;确定所述电机当前的驱动电流;将获取到的所述电机当前的运动状态参数和确定的所述电机当前的驱动电流,输入至预先构建的交互力观测器,得到交互力;所述交互力观测器为通过将系统摩擦力模型补偿至干扰力观测模型所生成;所述干扰力观测模型用于基于干扰观测器确定所述手腕康复训练装置当前的等效干扰力;所述系统摩擦力模型用于确定所述当前的等效干扰力中的系统摩擦力;所述系统摩擦力模型是以所述电机的运动状态参数作为输入,以所述手腕康复训练装置的系统摩擦力作为输出的函数模型。2.根据权利要求1所述的交互力检测方法,其特征在于,所述干扰力观测模型还用于根据第一截止频率对所述当前的等效干扰力和所述系统摩擦力模型所确定的系统摩擦力进行低通滤波。3.根据权利要求2所述的交互力检测方法,其特征在于,所述系统摩擦力模型为通过将预先通过摩擦力观测器所确定的所述手腕康复训练装置的系统摩擦力作为因变量,及对应的所述电机的运动状态参数作为自变量,进行数据拟合所生成;所述摩擦力观测器用于确定所述电机的运动状态参数,根据基于干扰观测器观测到的外部干扰和模型差异,生成用于调节所述驱动电流的补偿电流,及根据所述电机的运动状态参数和驱动电流确定所述手腕康复训练装置的系统摩擦力;所述模型差异为所述手腕康复训练装置与名义模型之间的差异。4.根据权利要求3所述的交互力检测方法,其特征在于,所述摩擦力观测器还用于根据第二截止频率对所述摩擦力观测器所确定的系统摩擦力进行低通滤波。5.根据权利要求2-4任一项所述的交互力检测方法,其特征在于,所述将获取到的所述电机当前的运动状态参数和确定的所述电机当前的驱动电流,输入至预先构建的交互力观测器,得到交互力,包括:将获取到的所述电机当前的运动状态参数和确定的所述电机当前的驱动电流,代入所述交互力观测器的交互力估算公式,得到交互力;所述运动状态参数为角速度或角位置;所述交互力估算公式为:其中,为所述交互力,为所述系统摩擦力模型,s为拉普拉斯变换中的复变量;Gint为所述第一截止频率;Ktn为预先确定的所述电机的转矩系数理论值;IM为所述当前的驱动电流;为所述电机的角速度;Jn为预先确定的所述手腕康复训练装置...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘向星,左国坤,张佳楫,
申请(专利权)人:中国科学院宁波材料技术与工程研究所,中国科学院大学,
类型:发明
国别省市:浙江,33
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