(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210916941.4 (22)申请日 2022.08.01 (71)申请人 深圳华鹊景医疗科技有限公司 地址 518122 广东省深圳市坪 山区坑梓街 道金沙社区锦绣东路22 号雷柏中城生 命科学园第3分园A栋 306 (72)发明人 吴剑煌　孙维　黄冠　 (74)专利代理 机构 北京荟英捷创知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11726 专利代理师 左文 (51)Int.Cl. A61H 1/02(2006.01) B25J 9/16(2006.01) B25J 11/00(2006.01) A63B 21/00(2006.01)A63B 23/12(2006.01) A63B 24/00(2006.01) A63B 71/06(2006.01) (54)发明名称 上肢康复机 器人及其控制方法 (57)摘要 本发明提供了一种上肢康复机器人及其控 制方法， 涉及康复机器人技术领域， 该上肢康复 机器人包括： 虚拟现实显示模块、 第一侧机械臂、 第二侧机械臂， 传感器及机械臂控制器； 虚拟现 实显示模块用于显示当前子任务的目标运动轨 迹； 传感器用于检测第一侧机械臂的实际运动轨 迹， 并将实际运动轨迹发送至机械臂控制器； 机 械臂控制器用于获取当前用户对应的难度系数， 根据难度系数判断实际运动轨迹与第一目标运 动轨迹的轨迹误差是否处于预设误差范围内， 当 轨迹误差处于预设误差范围内时， 控制第二侧机 械臂按照预设第二目标运动轨迹运行。 本发明能 够使用户能够实现主动训练， 增强了用户的主动 参与感， 提升 了用户体验。 权利要求书2页 说明书10页 附图3页 CN 115487038 A 2022.12.20 CN 115487038 A 1.一种上肢康复机器人， 其特征在于， 包括： 虚拟现实显示模块、 第一侧机械臂、 第二侧 机械臂， 传感器及机 械臂控制器； 所述虚拟现实显示模块用于显示当前子任务的目标运动轨迹； 其中， 所述目标运动轨 迹包括所述第一侧机 械臂的第一目标运动轨 迹和所述第二侧机 械臂的第二目标运动轨 迹； 所述传感器用于检测所述第 一侧机械臂的实际运动轨迹， 并将所述实际运动轨迹发送 至所述机 械臂控制器； 所述机械臂控制器用于获取当前用户对应的难度系数， 根据所述难度系数判断所述实 际运动轨迹与所述第一目标运动轨迹的轨迹误差是否处于预设误差范围内， 当所述轨迹误 差处于所述预设误差范围内时， 控制所述第二侧机械臂按照预设所述第二目标运动轨迹运 行； 其中， 所述预设误差范围与所述难度系数相关。 2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特征在于， 所述轨迹误差的计算算式为： 其中， e(t＝kT)为第k个控制周期的轨迹误差， T为控制周期时长， qu,i(t＝kT)为所述第 一侧手臂的第i个 关节在第k个控制周期的标准运动角度， qa,i(t＝kT)为所述第一侧手臂的 第i个关节在第k个控制周期的实际运动角度。 3.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特征在于， 所述预设误差范围与 所述难度 系数成负相关。 4.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特 征在于， 所述传感器为视 觉传感器； 所述视觉传感器用于实时采集所述第 一侧机械臂的图像， 基于所述第 一侧机械臂图像 识别所述第一侧机械臂的实际运动轨迹， 或者， 实时检测所述第一侧机械臂的各关节实际 角度， 根据预设时间内检测到的所述各关节实际角度得到所述第一侧机械臂的实际运动轨 迹。 5.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特 征在于， 还 包括： 建档模块， 用于为各用户分别建立用户档案； 其中， 所述用户档案包括用户信息、 训练 任务及更新后的难度系数， 新用户的难度系数为 最小难度系数值。 6.根据权利要求5所述的上肢康复机器人， 其特征在于， 所述上肢康复机器人为太极康 复机器人， 所述训练任务包括太极动作， 所述上肢康复机器人还 包括： 虚拟现实控制模块， 用于从当前用户的用户档案中获取训练任务， 将所述训练任务的 太极动作分解为多个子任务， 当用户完成所述当前子任务时， 生成下一个子任务的虚拟现 实场景发送至所述虚拟现实显示模块， 直至全部 子任务完成 或到达训练时间。 7.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特征在于， 所述传感器还用于检测所述第 二侧机械臂的实际运动轨 迹； 所述上肢康复机器人还 包括评分模块； 所述评分模块， 用于在训练完成后， 根据所述第一侧机械臂 的实际运动轨迹及所述第 二侧机械臂的实际运动轨迹与训练任务标准动作的近似程度确定评 分结果， 根据所述评分 结果更新当前用户的难度系数； 其中， 所述难度系数与所述评分结果成正相关。 8.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特 征在于， 所述机械臂控制器用于在所述轨迹误差未处于所述预设误差范围内时， 继续显示所述 当前子任务， 并提 示用户重新带动所述第一侧机 械臂执行所述第一目标运动轨 迹。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115487038 A 29.根据权利要求1所述的上肢康复机器人， 其特征在于， 所述机械臂控制器用于根据 所 述第二侧机械臂的实际运动轨迹及所述第二目标运动轨迹确定各关节电机电流， 并基于所 述各关节电机电流控制所述第二侧机械臂， 以使 所述第二侧机械臂输出辅助力并按照所述 第二目标运动轨 迹运行。 10.一种上肢康复机器人控制方法， 其特征在于， 应用于权利要求1 ‑9任一项所述的上 肢康复机器人， 所述方法包括： 基于显示模块显示当前子任务的目标运动轨迹； 其中， 所述目标运动轨迹包括第一侧 机械臂的第一目标运动轨 迹和第二侧机 械臂的第二目标运动轨 迹； 基于传感器 检测所述第一侧机 械臂的实际运动轨 迹； 基于机械臂控制器获取当前用户对应的难度系数， 根据 所述难度系数判断所述实际运 动轨迹与所述第一目标运动轨迹的轨迹误差是否处于预设误差范围内， 当所述轨迹误差处 于所述预设误差范围内时， 控制所述第二侧机械臂按照预设所述第二 目标运动轨迹运行； 其中， 所述预设误差范围与所述难度系数相关。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115487038 A 3