外骨骼机器人的控制方法及控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种外骨骼机器人控制方法和控制系统，所述外骨骼机器人控制方法应用于外骨骼机器人控制系统中，所述方法包括：对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；执行当前任务，并判断是否接收到优先级更高的任务；当接收到优先级更高的任务时，停止当前任务并执行优先级更高的任务。本发明专利技术的控制方法及控制系统通过对任务进行排序，有效的提高了任务的执行效率，并且，采用了实时操作系统，提高了系统的可靠及实时性。

【技术实现步骤摘要】
外骨骼机器人的控制方法及控制系统
本专利技术涉及外骨骼机器人
，尤其涉及一种外骨骼机器人的控制方法及外骨骼机器人的控制系统。
技术介绍
外骨骼机器人是模仿人体的骨骼结构，利用骨骼的承重能力，设计出的机器人。由于外骨骼机器人是穿戴在人身上，因此必须保证外骨骼机器人和人体的运动保持高度协调，避免对人体造成伤害。外骨骼机器人要实现优良的控制性能，首先要确保控制的实时性，不允许出现控制系统卡顿等现象的产生。当前应用广泛的操作系统如Windows、Linux等均非实时操作系统，不符合外骨骼机器人控制要求。而如何提供一种可靠且实时高效的控制方法就成为本领域技术人员亟待解决的问题之一。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于实时操作系统的外骨骼机器人控制系统及控制及方法，增强控制系统实时性，优化控制效果。为实现上述目的，本专利技术提供一种外骨骼机器人控制方法，应用于外骨骼机器人控制系统中，所述方法包括：对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；执行当前任务，并判断是否接收到优先级更高的任务；当接收到优先级更高的任务时，停止当前任务并执行优先级更高的任务。在某些实施例中，所述外骨骼机器人控制方法还包括：当执行完优先级更高的任务时，返回执行原任务。在某些实施例中，所述外骨骼机器人的任务类型包括：输入任务和输出任务；所述输入任务包括：脚底压力传感任务、姿态传感任务、人机交互传感任务，所述输出任务包括：电机控制任务、电磁阀控制任务。在某些实施例中，所述姿态传感任务、人机交互传感任务、电机控制任务、电磁阀控制任务均设有挂起与恢复功能。在某些实施例中，所述输入任务与外骨骼机器人控制系统的操作系统之间进行信息双向流通；所述输出任务由操作系统单向供给信息。本专利技术还提供一种外骨骼机器人控制系统，所述外骨骼机器人的控制系统包括：实时操作系统，用于作为所述外骨骼机器人控制系统的运行载体；任务排序模块，用于对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；任务判断模块，用于在执行当前任务时，判断是否接收到优先级更高的任务；任务执行模块，用于当接收到优先级更高的任务时，停止当前任务并执行优先级更高的任务。在某些实施例中，所述任务执行模块还用于当执行完优先级更高的任务时，返回执行原任务。在某些实施例中，所述实时操作系统包括：STM32实时操作系统。在某些实施例中，所述外骨骼机器人的任务类型包括：输入任务和输出任务；所述输入任务包括：脚底压力传感任务、姿态传感任务、人机交互传感任务，所述输出任务包括：电机控制任务、电磁阀控制任务。在某些实施例中，所述外骨骼机器人控制系统还包括：控制模块，用于根据任务状态，将所述姿态传感任务、人机交互传感任务、电机控制任务、电磁阀控制任务进行挂起或进行恢复。综上所述，本专利技术所述的外骨骼机器人的控制方法及控制系统，与现有技术相比，具有以下优点：本专利技术的外骨骼机器人的控制方法及控制系统，采用实时操作系统，从而提高了外骨骼机器人控制的实时性；进一步地，本专利技术的方法，划分外骨骼机器人控制任务，设定任务优先级，优化机器人控制顺序，从而大大提高了控制效果；另外，本专利技术的外骨骼机器人的控制方法和控制系统，对外骨骼机器人设置了任务的挂起与恢复功能，从而大大降低了机器人的功耗降。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图进行简单介绍，显而易见的，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术的外骨骼机器人控制方法的一实现方式的流程示意图；图2为本专利技术的外骨骼机器人控制方法的另一实现方式的流程示意图；图3为本专利技术的外骨骼机器人控制方法的一具体实施例的流程示意图；图4为本专利技术的外骨骼机器人控制系统的一实现方式的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，在本文中，诸如“第一”、“第二”、“第三”等关系术语(如果存在)仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。应该理解这样使用的术语在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”、“包含”、“具有”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”或“包含……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的要素。此外，在本文中，“大于”、“小于”、“超过”等理解为不包括本数；“以上”、“以下”、“以内”等理解为包括本数。在下述描述中，参考附图，附图描述了本专利技术的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本公开的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本专利技术的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本专利技术.空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。正如前述所描述的，外骨骼机器人要实现优良的控制性能，首先要确保控制的实时性，不允许出现控制系统卡顿等现象的产生。当前应用广泛的操作系统如Windows、Linux等均非实时操作系统，不符合外骨骼机器人控制要求。因此，本专利技术的申请人选用uC/OS-II实时操作系统作为机器人控制系统的操作系统，运用其实时性与多任务调度特点，达到控制要求。实时操作系统以高可靠的哈佛结构嵌入式芯片类型STM32作为运行载体，利用其丰富的外设资源，搭建硬件控制平台，并根据硬件平台划分控制任务，划分控制优先级，克服常规的顺序控制方式造成的弊端。以下结合图1～图4，以具体地实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例不再赘述。图1示出了本专利技术的外骨骼机器人的控制方法，如图1所示，所述外骨骼机器人的控制方法，应用于外骨骼机器人控制系统中，所述方法可以包括：步骤S10，对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；步骤S20，执行当前任务，步骤S30，判断是否接收到优先级更高的任务；当接收到优先级更高的任务时，执行步骤S40，停止当前任务并执行优先级更高的任务。本实施例中，所述外骨骼机器人的任务类型包括：输入任务和输出任务；所述输入任务包括：脚底压力传感任务、姿态传感任务、人机交互传感任务，所述输出任务包括：电机控制任务、电磁本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼机器人控制方法，应用于外骨骼机器人控制系统中，其特征在于，包括：对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；执行当前任务，并判断是否接收到优先级更高的任务；当接收到优先级更高的任务时，停止当前任务并执行优先级更高的任务。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人控制方法，应用于外骨骼机器人控制系统中，其特征在于，包括：对外骨骼机器人的任务类型进行优先级排序；执行当前任务，并判断是否接收到优先级更高的任务；当接收到优先级更高的任务时，停止当前任务并执行优先级更高的任务。2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，还包括：当执行完优先级更高的任务时，返回执行原任务。3.根据权利要求1所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，所述外骨骼机器人的任务类型包括：输入任务和输出任务；所述输入任务包括：脚底压力传感任务、姿态传感任务、人机交互传感任务，所述输出任务包括：电机控制任务、电磁阀控制任务。4.根据权利要求3所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，所述姿态传感任务、人机交互传感任务、电机控制任务、电磁阀控制任务均设有挂起与恢复功能。5.根据权利要求3所述的外骨骼机器人控制方法，其特征在于，所述输入任务与外骨骼机器人控制系统的操作系统之间进行信息双向流通；所述输出任务由操作系统单向供给信息。6.一种外骨骼机器人控制系统，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：金理，张鑫彬，江金林，王晓露，鲜亚平，郭加利，张曦，
申请(专利权)人：上海航天控制技术研究所，
类型：发明
国别省市：上海,31