一种理疗机器人操作边界位置估计与姿态约束方法技术

本发明专利技术属于理疗机器人领域，其公开了一种理疗机器人操作边界位置估计与姿态约束方法，通过建立坐标系，确定理疗头的移动范围，根据理疗头所处位置及用户移动操作指令，判断理疗头是否可以移动、如何移动，定义机器人操作范围满足理疗应用场景的使用，通过计算理疗头在期望理疗部位的合适位置姿态；优化理疗机器人在该部位工作时的灵活性，进一步提高理疗机器人的可操作性及稳定性。方便用户使用。方便用户使用。方便用户使用。

【技术实现步骤摘要】
一种理疗机器人操作边界位置估计与姿态约束方法


[0001]本专利技术涉及理疗机器人领域，特别涉及一种理疗机器人操作边界位置估计与姿态约束方法。

技术介绍

[0002]目前，在进行理疗疗法时，通常是通过人为重复地进行机械性操作来完成理疗过程，重复的操作占用操作人员大量的时间与精力，造成临床工作效率低。因此，市场上出了了理疗机器人的产品，用于代替操作人员进行重复的理疗作业。
[0003]但是，市场上现有的理疗机器人尚未涉及到对理疗工作区域进行限定，无法对执行理疗作业的理疗机器人进行安全操作边界的限定和约束，容易造成机器人的活动超出预期的范围，与其它物体或人发生碰撞、影响理疗工作；也有少数理疗机器人具备活动范围限定的策略，但由于限定策略的目的不同，或是限定策略不佳导致理疗机器人活动范围过小，或是在理疗作业中仍然无法避免与外界物体及人的碰撞。
[0004]所以，本方案解决的问题，是如何保证理疗机器人工作时理疗头在规定的移动范围内移动，避免毫无约束地移动从而影响理疗工作、与外界物体或人发生碰撞，进而提供一种简单高效的算法策略解决上述问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种理疗机器人操作边界位置估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1确定基坐标系，基坐标系以六轴机器人与支撑移动模块连接的一端为原点，记为O点；S2确定理疗头移动范围，移动范围的边界以基坐标原点为圆心呈圆周分布；S3识别理疗头所处位置，记为a点；S31控制矢量记为设移动方向矢量与的夹角绝对值为θ∈[0,π]；设可移动距离为理疗机器人移动设定范围圆的半径，设Oa与aD组成三角形的两边的夹角为S32判断理疗头是否在移动范围内；S4用户操作按钮传入方向矢量计算移动距离和理疗头姿态约束。2.根据权利要求1所述的理疗机器人操作边界位置估计方法，其特征在于，当步骤S32中判断理疗头在移动范围内时，步骤S4的计算方法如下：S41通过用户操作按钮传入方向矢量计算与的夹角θ：S42求解一元二次方程得到工具坐标系原点和边界范围之间的距离X：由于理疗头在可移动圆内，即A2<＝B2,恒有解，求得值X>0，根据移动方向单位矢量与移动距离X，得到移动目标位置点D。3.根据权利要求1所述的理疗机器人操作边界位置估计方法，其特征在于，当步骤S32中判断理疗头不在移动范围内时，则计算移动方向矢量与理疗头之间的夹角，并判断是否移动。4.根据权利要求3所述的理疗机器人操作边界位置估计方法，其特征在于，当移动方向矢量在理疗头与移动范围边界的两条切线夹角之外时，理疗头无法移动到工作范围内，此时限制理疗头的移动。5.根据权利要求3所述的理疗机器人操作边界位置估计方法，其特征在于，当移动方向矢量在理疗头与移动范围边界的两条切线夹角之内或刚好在切线上时，理疗头能够移动，此时步骤S4的计算方法如下：S41通过用户操作按钮传入方向矢量计算与的夹角θ：S42计算理疗头与移动范围边界的两条切线...

【专利技术属性】
技术研发人员：范鹏灿，禹超，朵天泽，李银鑫，张斌，谈全一，吴方勇，
申请(专利权)人：上海钧控机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：