【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及上肢康复机器人执行机构的输出力矩控制领域，尤其是一种基于矢量控制与空间矢量脉宽调制的上肢康复机器人精确力矩输出装置。
技术介绍
1、近些年来，康复机器人技术在不同身体部位的康复过程中被广泛使用。上肢康复机器人的细分种类更多，根据针对的康复部位大致可以分为：全上肢康复、手腕康复、手部康复、手指康复、肩部康复、肘部康复、全手臂康复和前臂康复机器人。通过提供精确控制、标准化、个性化的康复训练，帮助患者恢复上肢的肢体功能和运动能力。因此，精确控制上肢康复机器人执行机构的技术研究在临床中至关重要。
2、上肢康复机器人需要能够以精确的线速度和角速度移动，以执行特定的康复运动路径。上肢康复机器人末端执行器常采用无刷电机进行驱动，无刷电机(以三相电机为例)通常需要空间上相差120°的三路对称正弦电流进行驱动，如果将方波pwm按正弦方式进行调制，虽然得到了定子正弦电流，但是只能控制电流大小，不能控制电流的方向。磁场矢量控制(foc,field-oriented control)与是一种用于控制无刷直流电机和永磁同步电机电机的控制...
【技术保护点】
1.一种基于矢量控制与空间矢量脉宽调制的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，包括：MCU单元、传感器子系统、电机控制子系统、供电电源子系统和上位机通信子系统；MCU单元基于矢量控制与空间矢量脉宽调制，通过拓展GPIO控制传感器子系统获取无刷电机位置和速度数据，并通过电机控制子系统控制电机输出精确力矩，实现对上肢康复机器人的精确控制，装置通过WIFI与串口通信协议实现与上位机的数据通信。
2.如权利要求1所述的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，传感器子系统包括位置传感器、速度传感器和电流传感器，能够实时采集无刷电机转子的位置和速度数据与速度...
【技术特征摘要】
1.一种基于矢量控制与空间矢量脉宽调制的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，包括：mcu单元、传感器子系统、电机控制子系统、供电电源子系统和上位机通信子系统；mcu单元基于矢量控制与空间矢量脉宽调制，通过拓展gpio控制传感器子系统获取无刷电机位置和速度数据，并通过电机控制子系统控制电机输出精确力矩，实现对上肢康复机器人的精确控制，装置通过wifi与串口通信协议实现与上位机的数据通信。
2.如权利要求1所述的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，传感器子系统包括位置传感器、速度传感器和电流传感器，能够实时采集无刷电机转子的位置和速度数据与速度环输出的电流值，并传输给mcu进行处理。
3.如权利要求1所述的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，电机驱动单元包括三相逆变器，通过svpwm技术实现高效的电压调制，确保电机输出的精确和稳定。
4.如权利要求1所述的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，传感器单元主要包括转子位置检测子系统和电机工作电流检测子系统，分别采用as5600和ina240a2pwr进行设计，as5600角度传感器通过非接触式磁感应技术精确检测转子的实时位置，输出高分辨率的角度信息，以支持foc(磁场定向控制)算法的精确控制，ina240a2pwr电流感应放大器具有高精度和高速响应特性，能够准确监测电机各相电流，实时提供电流数据，确保svpwm(空间矢量脉宽调制)算法的高效运行。
5.如权利要求1所述的上肢康复机器人精确力矩输出装置，其特征在于，mcu单元围绕esp32-d0wdq6芯片进行搭建，预设时钟频率为160mhz，最高可达240mhz，工作电压为3.0-3.6v，该单元通过micro usb进行5v供电，经由ldo低压差线性稳压器将电压降为3.3v，mcu单元具有4mb flash和520kb sram，通过内置wifi连接至无线网络，以搭建上位机网页端服务，并使用蓝牙4.2br/edr和uart进行基础功能调试，该单元可配置两路adc，其中adc1具有6通道，adc2具有10...
【专利技术属性】
技术研发人员：代文星，徐佳文，张茹，葛健军，汪丰，宋爱国，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：
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