CN116788339A - 一种基于力传感器的电动助力推车操控方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及手术机器人技术领域,提供了一种基于力传感器的电动助力推车操控方法,包括:S1:获取当前时刻的前后力采集值和左右力采集值;S2:依据前后力采集值计算用于推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据左右力采集值计算用于推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;S3:对第一驱动速度和第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对推车助力的驱动轮的目标速度;S4:驱动轮依据目标速度计算速度指令,以速度指令转动驱动轮以实现对推车的电动助力。仅在推车前进后退方向上装有2个力传感器,以及左右方向装有1个力传感器,节约了成本。且没有复杂逻辑,可以灵活的切换前进、后退、左转以及右转的助力功能。
Description
技术领域
本发明涉及手术机器人的技术领域,尤其涉及一种基于力传感器的电动助力推车操控方法及系统。
背景技术
手术机器人系统是一种高精度、高稳定性的医疗设备,可用于辅助外科手术。手术机器人系统通常由机器人臂、操纵台和视觉系统组成。机器人臂是手术机器人系统的核心部件,它由多个关节组成,能够实现医生手的各种运动。操纵台是医生操作机器人臂的工具,通过操纵台上的手柄,医生可以控制机器人臂的运动。视觉系统则可以提供高清晰度的图像,帮助医生在手术中准确定位。手术机器人系统的优点在于能够提高手术的精度和稳定性,减少手术风险和并发症的发生。此外,手术机器人系统还可以实现微创手术,减少手术创伤和疼痛,加快患者康复速度。
在使用手术机器人进行手术之前,护士需要协助医生将手术机器人移动到病患床前的指定位置上。一般都使用推车来移动手术机器人。
现有的手术机器人的推车方案主要有3类:
手动推车:单一的机械结构、以2个定轮加2个万向轮组合的结构或者4个万向轮的结构为主,没有电动助力的功能,动力来源于人手的推动。虽然手动推车操作简单,但是由于医疗手术机器人上经常会搭载许多大质量的设备,纯手动推动的话对操作人员很不友好,耗费体力且容易发生危险。
自动推车:即AGV(AutomatedGuidedVehicle)小车,依赖轨道、二维码或者激光雷达自动运动到指定位置,不需要人来操控。但是自动推车价格昂贵,经济成本较高,且大多需要铺设轨道或者二维码,甚至需要激光导航,对场地有诸多限制。
助力推车:常见的以电动助力为主,在手动推车的基础上搭配力传感器及电机,人提供微小的推力即可产生较大的助力。但是目前现有的助力推车大多以力传感器搭配的电机方式实现,只是力传感器的安装方式以及助力策略存在差异。且大多需要较多的力传感感器,有的甚至需要安装速度传感器,成本上不具备优势,且逻辑复杂没有电流保护功能。
本发明重点对助力推车进行研究,现有技术中助力推车举例如下:
(1)专利申请CN106314511A中所描述的助力推车,由2个力传感器安装于推车前进方向的左右手位置,另1个安装于推车后退方向的中间位置。通过测量拉力或者推力是否大于等于预设值来实现助力后退、无助力后退、助力前进、无助力前进的功能。
(2)在专利申请CN107463115A中所描述的助力推车,包括控制器、路面状态监测装置、触发信号检测装置以及压力传感器。可以在推力或拉力值大于等于预定值时,根据路面状态启用智能控制功能:助力功能或阻力功能。
(3)在专利申请CN114735063A中所描述的助力推车,在左右感应区的前后共装有4个力传感器,根据各个力传感器的值决定推车的运动状态,运行速度大小和合力的差值成正相关。
上述公开的助力推车均需要较多的力传感器,以力传感器搭配电机的方式实现,成本上不具备优势,且逻辑复杂没有电流保护。
发明内容
针对上述问题,本发明的目的在于提供一种基于力传感器的电动助力推车操控方法及系统,仅在推车前进后退方向上装有2个力传感器,以及左右方向装有1个力传感器,数量较少,节约了成本。且没有复杂逻辑,可以灵活的切换前进、后退、左转以及右转的助力功能。特别的加入了加速度限制,以保护保护电机及驱动器,防止过大的电流破坏电机设备。
本发明的上述发明目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种基于力传感器的电动助力推车操控方法,包括以下步骤:
S1:分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息;
S2:依据所述前后力采集值计算用于对所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于对所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;
S3:对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度;
S4:所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
进一步地,基于力传感器的电动助力推车操作方法,还包括:分别在所述推车的底部两侧设置包括左驱动轮和右驱动轮在内的两个所述驱动轮对所述推车进行助力。
进一步地,在步骤S2中,依据所述前后力采集值计算用于对所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,具体为:
设置所述前后力采集值的最小阈值Fmin1,最大阈值Fmax1;
若所述前后力采集值小于所述最小阈值Fmin1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1均为零;
若所述前后力采集值大于所述最大阈值Fmax1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1为所述驱动轮的前后方向上的最大驱动速度Vmax1且方向相同;
若所述前后力采集值大于所述最小阈值Fmin1,以及小于所述最大阈值Fma x1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1=VR1=K*F1^a(0<a<1),其中,VL1和VR1大小相同,方向相同,F1为所述前后力采集值,K为比例系数,a为指数。
进一步地,在步骤S2中,依据所述左右力采集值计算用于对所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度,具体为:
设置所述左右力采集值的最小阈值Fmin2,最大阈值Fmax2;
若所述左右力采集值小于所述最小阈值Fmin2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2均为零;
若所述左右力采集值大于所述最大阈值Fmax2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2为所述驱动轮的左右方向上的最大驱动速度Vmax2且方向相反;
若所述左右力采集值大于所述最小阈值Fmin2,以及小于所述最大阈值Fma x2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2=-VR2=K*F2^b(0<b<1),其中,VL2和VR2大小相同,方向相反,F2为所述左右力采集值,K为比例系数,b为指数。
进一步地,在步骤S3中,对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的所述目标速度,具体为:
所述左驱动轮的所述目标速度为VL=VL1+VL2,所述右驱动轮的所述目标速度为VR=VR1+VR2。
进一步地,在步骤S4中,所述驱动轮依据所述目标速度计算所述速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力,具体为:
将计算出的当前时刻的所述目标速度与上一时刻的所述实际速度进行对比;
若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述左驱动轮的所述速度指令为VL指令=VL上一时刻±Vmax,其中VL>VL上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述左驱动轮的所述速度指令取所述目标速度VL指令=VL;
若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述右驱动轮的所述速度指令为VR指令=VR上一时刻±Vmax,其中VR>VR上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述右驱动轮的所述速度指令取所述目标速度VR指令=VR。
一种用于执行如上述的基于力传感器的电动助力推车操控方法的基于力传感器的电动助力推车操控系统,包括:
用户动作信息获取模块,用于分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息;
驱动速度计算模块,用于依据所述前后力采集值计算用于对所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于对所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;
目标速度计算模块,用于对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度;
速度指令计算模块,用于提供给所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
一种基于力传感器的电动助力推车,包括:两个前后力传感器、1个左右力传感器、驱动轮、万向轮;
所述前后力传感器,用于采集当前时刻推车的扶手处的前后力采集值;
所述左右力传感器,用于采集当前时刻所述推车的扶手处的左右力采集值;
所述驱动轮,包括左驱动轮和右驱动轮,用于依据采用如上述的基于力传感器的电动助力推车操控方法计算出的速度指令进行转动以实现对所述推车的电动助力;
所述万向轮,用于跟随所述驱动轮进行转动。
一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有计算机代码,所述计算机代码被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如上述的方法。
一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机代码,当所述计算机代码被执行时,如上述的方法被执行。
与现有技术相比,本发明包括以下至少一种有益效果是:
(1)通过提供一种基于力传感器的电动助力推车操控方法,包括:S1:分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息;S2:依据所述前后力采集值计算用于对推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于对推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;S3:对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度;S4:所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。上述技术方案,仅在推车前进后退方向上装有2个力传感器,以及左右方向装有1个力传感器,数量较少,节约了成本。且没有复杂逻辑,可以灵活的切换前进、后退、左转以及右转的助力功能。
(2)通过对驱动轮依据目标速度计算速度指令,以速度指令转动驱动轮以实现对推车的电动助力。严格控制驱动轮的加速度,以保护电机及驱动器,防止过大的电流破坏电机设备。
(3)对驱动轮电机及驱动器做了限流保护,避免瞬间过大的推力生成过大的速度指令。
附图说明
图1为本发明一种基于力传感器的电动助力推车操控方法的整体流程图;
图2为本发明一种基于力传感器的电动助力推车操控系统的整体结构图;
图3为本发明一种基于力传感器的电动助力推车。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请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申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解,除非特意声明,这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是,本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件,但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
第一实施例
如图1所示,本实施例提供了一种基于力传感器的电动助力推车操控方法,包括以下步骤:
S1:分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息。
具体的,本实施例通过在推车的扶手处设置2个前后力传感器和1个左右力传感器作为推车助力的感知单元,用于感知用户输入的力信号,通过前后力传感器获取前后力采集值,通过左右传感器获取左右力采集值。
S2:依据所述前后力采集值计算用于推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度。
具体的,在获取了前后采集值和左右采集值后,需要根据前后采集值和左右采集值计算驱动轮的前后方向上的第一驱动速度,以及左右方向上的第二驱动速度。方便后续对第一驱动速度和第二驱动速度进行合成,以获取最终的对推车助力的驱动轮的目标速度。本实施例的驱动轮包括设置于推车底部的左右两侧的左驱动轮和右驱动轮两个驱动轮,在计算第一驱动速度和第二驱动速度时,需要分别计算。
以下分别为计算第一驱动速度和第二驱动速度的过程。
(1)依据所述前后力采集值计算用于对所述推车助力的所述驱动轮的前后方向上的所述第一驱动速度,具体为:
设置所述前后力采集值的最小阈值Fmin1,最大阈值Fmax1。
若所述前后力采集值小于所述最小阈值Fmin1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1均为零,前后力采集值小于最小阈值Fmi n1时,其情况可能为使用者轻微的触碰,此时不希望助力系统过于灵敏而发生危险或造成不便,所以无需对驱动轮提供助力。
若所述前后力采集值大于所述最大阈值Fmax1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1为所述驱动轮的前后方向上的最大驱动速度Vmax1且方向相同。为驱动轮设置最大驱动速度,以对驱动轮进行保护,即使感应到前后力采集值过大时,也最多只会提供驱动轮的最大驱动速度进行助力。
若所述前后力采集值大于所述最小阈值Fmin1,以及小于所述最大阈值Fma x1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1=VR1=K*F1^a(0<a<1),其中,VL1和VR1大小相同,方向相同,F1为所述前后力采集值,K和a为将前后力传感器的力采集值转换为驱动速度的速度指令,K为比例系数,a为指数,例如当a取0.5时相当于将F1开根号,这样计算的驱动速度在一开始时会随着力增大而很快增大,当力继续增大速度不会变化太大,趋于稳定。需要说明的是对于K和a的值,本发明不做限制,可以根据实际情况进行调整。
(2)依据所述左右力采集值计算用于对所述推车助力的所述驱动轮的左右方向上的所述第二驱动速度,具体为:
设置所述左右力采集值的最小阈值Fmin2,最大阈值Fmax2;
若所述左右力采集值小于所述最小阈值Fmin2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2均为零,左右力采集值小于最小阈值Fmi n2时,其情况可能为使用者轻微的触碰,此时不希望助力系统过于灵敏而发生危险或造成不便,所以无需对驱动轮提供助力。
若所述左右力采集值大于所述最大阈值Fmax2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2为所述驱动轮的左右方向上的最大驱动速度Vmax2且方向相反。为驱动轮设置最大驱动速度,以对驱动轮进行保护,即使感应到左右力采集值过大时,也最多只会提供驱动轮的最大驱动速度进行助力。
若所述左右力采集值大于所述最小阈值Fmin2,以及小于所述最大阈值Fma x2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2=-VR2=K*F2^b(0<b<1);,其中,VL2和VR2大小相同,方向相反,F2为所述左右力采集值,K和b为将左右力传感器的力采集值转换为驱动速度的速度指令,K为比例系数,b为指数,例如当b取0.5时相当于将F2开根号,这样计算的驱动速度在一开始时会随着力增大而很快增大,当力继续增大速度不会变化太大,趋于稳定。需要说明的是对于K和b的值,本发明不做限制,可以根据实际情况进行调整。
S3:对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度。
具体的,在本实施例中,由于两个驱动轮需要一边前后运动同时又可以左右转圈,所以需要对前后方向的第一驱动速度和左右方向的第二驱动速度进行累加,以获取两个驱动轮的目标速度。
两个驱动轮的目标速度的计算方法为:所述左驱动轮的所述目标速度为VL=VL1+VL2,所述右驱动轮的所述目标速度为VR=VR1+VR2。
S4:所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
具体的,在计算完目标速度之后,本发明并没有将目标速度直接作为推车的驱动轮运行的速度指令,而是先与上一时刻的实际速度进行对比计算当前时刻的速度指令,以防止加速度过快,损坏电机设备。
所述驱动轮依据所述目标速度计算所述速度指令,具体为:
将计算出的当前时刻的所述目标速度与上一时刻的所述实际速度进行对比。同样的需要对左驱动轮和右驱动轮分别进行对比。
若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述左驱动轮的所述速度指令为VL指令=VL上一时刻±Vmax,其中VL>VL上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述左驱动轮的所述速度指令取所述目标速度VL指令=VL。
若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述右驱动轮的速度指令为VR指令=VR上一时刻±Vmax,其中VR>VR上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述右驱动轮的速度指令取所述目标速度VR指令=VR。
第二实施例
如图2所示,本实施例提供了一种用于执行如第一实施例中的基于力传感器的电动助力推车操控方法的基于力传感器的电动助力推车操控系统,包括:
用户动作信息获取模块10,用于分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息。
驱动速度计算模块20,用于依据所述前后力采集值计算用于推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度。
目标速度计算模块30,用于对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度。
速度指令计算模块40,用于提供给所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
第三实施例
如图3所示,本实施例提供了一种基于力传感器的电动助力推车,包括:两个前后力传感器1、一个左右力传感器2、驱动轮3、万向轮4;
所述前后力传感器1,设置于推车的扶手处,用于采集当前时刻推车的扶手处的前后力采集值。
所述左右力传感器2,设置于推车的扶手处,用于采集当前时刻所述推车的扶手处的左右力采集值;
所述驱动轮3,包括左驱动轮和右驱动轮,设置于推车的底部,用于依据采用如第一实施例中的基于力传感器的电动助力推车操控方法计算出的速度指令进行转动以实现对所述推车的电动助力。
所述万向轮4,设置于推车的底部用于跟随所述驱动轮进行转动。
一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有计算机代码,当计算机代码被执行时,如上述方法被执行。本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成,该程序可以存储于一计算机可读存储介质中,存储介质可以包括:只读存储器(ROM,ReadOnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、磁盘或光盘等。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例,凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种基于力传感器的电动助力推车操控方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1:分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息;
S2:依据所述前后力采集值计算用于所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;
S3:对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度;
S4:所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
2.根据权利要求1所述的基于力传感器的电动助力推车操作方法,其特征在于,还包括:分别在所述推车的底部两侧设置包括左驱动轮和右驱动轮在内的两个所述驱动轮对所述推车进行助力。
3.根据权利要求2所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法,其特征在于,在步骤S2中,依据所述前后力采集值计算用于所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,具体为:
设置所述前后力采集值的最小阈值Fmin1,最大阈值Fmax1;
若所述前后力采集值小于所述最小阈值Fmin1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1均为零;
若所述前后力采集值大于所述最大阈值Fmax1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1和VR1为所述驱动轮的前后方向上的最大驱动速度Vmax1且方向相同;
若所述前后力采集值大于所述最小阈值Fmin1,以及小于所述最大阈值Fmax1,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第一驱动速度VL1=VR1=K*F1^a(0<a<1),其中,VL1和VR1大小相同,方向相同,F1为所述前后力采集值,K为比例系数,a为指数。
4.根据权利要求3所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法,其特征在于,在步骤S2中,依据所述左右力采集值计算所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度,具体为:
设置所述左右力采集值的最小阈值Fmin2,最大阈值Fmax2;
若所述左右力采集值小于所述最小阈值Fmin2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2均为零;
若所述左右力采集值大于所述最大阈值Fmax2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2和VR2为所述驱动轮的左右方向上的最大驱动速度Vmax2且方向相反;
若所述左右力采集值大于所述最小阈值Fmin2,以及小于所述最大阈值Fmax2,则所述左驱动轮和所述右驱动轮的所述第二驱动速度VL2=-VR2=K*F2^b(0<b<1),其中,VL2和VR2大小相同,方向相反,F2为所述左右力采集值,K为比例系数,b为指数。
5.根据权利要求4所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法,其特征在于,在步骤S3中,对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的所述目标速度,具体为:
所述左驱动轮的所述目标速度为VL=VL1+VL2,所述右驱动轮的所述目标速度为VR=VR1+VR2。
6.根据权利要求5所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法,其特征在于,在步骤S4中,所述驱动轮依据所述目标速度计算所述速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力,具体为:
将计算出的当前时刻的所述目标速度与上一时刻的所述实际速度进行对比;
若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述左驱动轮的所述速度指令为VL指令=VL上一时刻±Vmax,其中VL>VL上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述左驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述左驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述左驱动轮的所述速度指令取所述目标速度VL指令=VL;
若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值大于阈值Vmax,则当前时刻的所述右驱动轮的所述速度指令为VR指令=VR上一时刻±Vmax,其中VR>VR上一时刻取+,反之取-,若当前时刻的所述右驱动轮的所述目标速度与上一时刻的所述右驱动轮的所述实际速度的差值的绝对值小于等于阈值Vmax,则所述右驱动轮的所述速度指令取所述目标速度VR指令=VR。
7.一种用于执行如权利要求1-6任意一项所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法的基于力传感器的电动助力推车操控系统,其特征在于,包括:
用户动作信息获取模块,用于分别通过前后力传感器和左右力传感器获取当前时刻推车的扶手处的包括前后力采集值和左右力采集值在内的用户动作信息;
驱动速度计算模块,用于依据所述前后力采集值计算用于对所述推车前进后退运动方向上助力的第一驱动速度,以及依据所述左右力采集值计算用于对所述推车原地顺时针或逆时针旋转方向上助力的第二驱动速度;
目标速度计算模块,用于对所述第一驱动速度和所述第二驱动速度进行累加,获取当前时刻对所述推车助力的所述驱动轮的目标速度;
速度指令计算模块,用于提供给所述驱动轮依据所述目标速度计算速度指令,以所述速度指令转动所述驱动轮以实现对所述推车的电动助力。
8.一种基于力传感器的电动助力推车,其特征在于,包括:两个前后力传感器、1个左右力传感器、驱动轮、万向轮;
所述前后力传感器,用于采集当前时刻推车的扶手处的前后力采集值;
所述左右力传感器,用于采集当前时刻所述推车的扶手处的左右力采集值;
所述驱动轮,包括左驱动轮和右驱动轮,用于依据采用如权利要求1-6任意一项所述的基于力传感器的电动助力推车操控方法计算出的速度指令进行转动以实现对所述推车的电动助力;
所述万向轮,用于跟随所述驱动轮进行转动。
9.一种计算机设备,包括存储器和一个或多个处理器,所述存储器中存储有计算机代码,所述计算机代码被所述一个或多个处理器执行时,使得所述一个或多个处理器执行如权利要求1至6中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机代码,当所述计算机代码被执行时,如权利要求1至6中任一项所述的方法被执行。
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