一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法技术

本发明专利技术公开一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法，所述控制方法由两部分组成：第一部分为三种人机交互操作模式，由误差权重向量和归零神经算法组成，解决上肢和上肢外骨骼机器人之间可能发生的对抗；第二部分为扰动观测器模块，克服康复训练环境中的干扰，本发明专利技术解决人机交互对抗和带有干扰项的闭环系统稳定性问题，实现上肢外骨骼机器人在带动人体上肢康复训练过程中的人机交互控制，从而为人体上肢提供一个主动、安全的康复训练环境。安全的康复训练环境。安全的康复训练环境。

【技术实现步骤摘要】
一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法


[0001]本专利技术涉及上肢外骨骼机器人领域，特别涉及一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法。

技术介绍

[0002]伴随着老龄化时代到来，由中风和脊髓损伤等疾病造成的肢体残障人数在迅速增长。其中，中风是导致上肢局部骨骼肌运动功能障碍的主要疾病，国内普遍采用传统康复治疗方法存在人员消耗大、康复周期长和效果有限等问题。相对于传统康复治疗，使用上肢外骨骼康复机器人辅助上肢进行康复训练是一种更优越的训练方式。随着外上肢骨骼机器人在康复治疗领域的快速发展，如何将上肢运动意图融合到上肢外骨骼机器人控制策略中，从而实现良好的人机交互控制是现阶段该领域的研究热点和核心。
[0003]现阶段上肢外骨骼机器人控制技术主要分为主动控制和被动控制，被动控制主要用于患者前期的康复治疗，通过设定一套固定的康复训练动作，从而使上肢外骨骼机器人带上肢进行康复训练活动。然而，单纯的被动控制无法实现康复训练个性化和人性化。主动控制主要利用上肢运动意图参与康复训练。在上肢康复训练时可能导致上肢产生与上肢运动意图相反的康复训练动作，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法，其特征在于，所述方法由两部分组成：第一部分为三种人机交互操作模式，由误差权重向量和归零神经算法组成，解决上肢和上肢外骨骼机器人之间可能发生的对抗；第二部分为扰动观测器模块，克服了康复训练环境中的干扰。2.如权利要求1所述一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法，其特征在于，第一部分具体过程为：构建三种人机交互操作模式：人主导模式、人机主导模式和机主导模式，基于误差权重向量w(e)实现三种操作模式，具体数学表达式如下：其中，e为跟踪轨迹和期望轨迹之间的跟踪误差，人主导模式在‖e‖∈(0,e
r1
]范围内，人机主导模式在‖e‖∈(e
r1
,e
r2
]范围内，机主导模式在‖e‖∈(e
r2
,+∞)范围内。构建归零神经网络控制器，具体数学表达式如下：其中，H(x(t),t)为黑塞矩阵，γ为正数，E(t)为系统误差，为系统误差导数。3.如权利要求1所述一种上肢外骨骼机器人的人机交互控制方法，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘克平，柴媛媛，孙中波，孙瑞玲，李嘉聪，段晓琴，易江，顾健，李婉婷，
申请(专利权)人：长春工业大学，
类型：发明
国别省市：