SU942735A1 - Apparatus for controlling exoskeleton movement - Google Patents
Apparatus for controlling exoskeleton movement Download PDFInfo
- Publication number
- SU942735A1 SU942735A1 SU792798555A SU2798555A SU942735A1 SU 942735 A1 SU942735 A1 SU 942735A1 SU 792798555 A SU792798555 A SU 792798555A SU 2798555 A SU2798555 A SU 2798555A SU 942735 A1 SU942735 A1 SU 942735A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- unit
- exoskeleton
- filter
- moments
- motion
- Prior art date
Links
Description
Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам , управления и построения движений экзоскелетонов, и может быть использовано для анализа движений человека и для построения технически новых 5 спортивных движений.The invention relates to medical equipment, namely to devices, control and construction of exoskeleton movements, and can be used to analyze human movements and to build technically new 5 sports movements.
Известно устройство управления движением экзоскелетона, содержащее связанные между собой блок датчиков и блок регистрации усилий и приводы Г 1 ]·A known device for controlling the movement of exoskeleton containing interconnected sensor unit and a unit for recording forces and drives G 1] ·
Однако это устройство сложно в эксплуатации и имеет большие энер-. гозатраты. 15 However, this device is difficult to operate and has high energy. state expenses. fifteen
Цель изобретения - снижение энергозатрат.The purpose of the invention is the reduction of energy consumption.
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве управления движением экзоскелетона, содержащем 20 связанные между собой блок Датчиков' й блок регистрации усилий, и приводы, введены последовательно соединенные фильтр, блок вычисления шар2 нирных моментов и блок стабилизации, подключенный к приводам, и соединенные между собой интегратор, связанный с блоком вычисления шарнирных моментов, и блок сравнения; при этом первый выход блока регистрации усилий подключен к фильтру, а второй выход - к входу блока сравнения, вых ход которого связан с фильтром.This goal is achieved by the fact that in the exoskeleton motion control device, containing 20 interconnected Sensors block, the force registration unit, and the drives, a series-connected filter, a unit for calculating spherical moments and a stabilization unit connected to the drives are connected and interconnected an integrator associated with the unit for calculating the articulated moments, and the comparison unit; the first output of the force registration unit is connected to the filter, and the second output is to the input of the comparison unit, the output of which is connected to the filter.
На чертеже изображена блок-схема устройства.The drawing shows a block diagram of a device.
Устройство содержит блок 1 регистрации усилий, фильтр 2., блок 3 вычисления шарнирных моментов, интегратор 4, блок 5 сравнения, блок 6 стабилизации, приводы 7 и блок датчиков 8.The device comprises a force recording unit 1, a filter 2., an articulated moment calculation unit 3, an integrator 4, a comparison unit 5, a stabilization unit 6, drives 7 and a sensor unit 8.
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
« Блок 1 регистрирует кинематику и опорные усилия при выполнении движения экзоскелетона. Исходные пока- . затели движения - координаты - регистрируются устройством, куда предварительно вводятся данные о весе, з 942735 4 размерах и моментах инерции звеньев экзоскелетона. В устройстве экспери·; ментальные данные, определенные в дискретные моменты времени, пропускаются через фильтр 2, где производится 5 фильтрация ошибок измерения и численное вычисление производных обобщенных координат^ В блоке 3 вычисления шарнирных моментов решается прямая задача динамики: вычисляются шарнирные мо-»о менты, реализующие данное, движение. С целью контроля точности аппроксимации синтезированных моментов, в интеграторе 4 решается обратная задача динамики: численное интегриро- 15 вание системы дифференциальных уравнений, В блоке 5 сравнения обобщенные координаты, полученные при решении обратной задачй, сравниваются с заданным движением и формируется абсолютная погрешность рассогласования. Введенная обратная связь позволяет снизить ошибки в точности задания исходного движения и уменьшить вычислительные погрешности. 2S “Block 1 registers kinematics and supporting forces when performing exoskeleton movement. The source so far. Movement patterns - coordinates - are recorded by the device, where data on weight are preliminarily entered, with 942735 4 sizes and moments of inertia of exoskeleton links. In the device experiment ·; mental data determined at discrete time instants is passed through filter 2, where 5 measurement errors are filtered and the derivatives of the generalized coordinates are numerically ^ In block 3 of calculating the hinged moments, the direct dynamics problem is solved: the hinged moments are calculated that realize this motion . In order to control the accuracy of the approximation of the synthesized moments, the inverse dynamic problem is solved in integrator 4: numerically integrating a system of differential equations. In block 5 of the comparison, the generalized coordinates obtained when solving the inverse problems are compared with a given movement and an absolute mismatch error is generated. The introduced feedback allows us to reduce errors in the accuracy of the initial motion and to reduce computational errors. 2S
Синтезированные шарнирные моменты поступают в блок 6 стабилизации, где решаются задачи оптимальности и стабилизации движений. Результаты, полученные в этом блоке, выводятся на дисплей,, определяются величины скоростей, ускорений и усилий, которые возникают при выполнении движения' экзоскелетоном. При работе с экзоскелетоном выходы блока 6 стабилизации подключаются через преобразова- 35 тельное устройство к силовым приводам 7 экзоскелетона, и описанная процедура повторяется для контроля за правильностью выполнения движения.The synthesized articulated moments arrive at stabilization unit 6, where the problems of optimality and stabilization of movements are solved. The results obtained in this block are displayed; the values of the speeds, accelerations and forces that arise when the exoskeleton moves are determined. When working with exoskeleton, the outputs of the stabilization unit 6 are connected via a conversion device to the exoskeleton power drives 7, and the described procedure is repeated to control the correct execution of the movement.
Устройство позволяет с большой точностью синтезировать шарнирные моменты для экзоскелетонов, а также дает возможность для изучения и анализа всевозможных движений человека, позволяет в реальном масштабе времени управлять движением экзоскелетонов.The device allows you to synthesize the articulated moments for exoskeletons with great accuracy, and also makes it possible to study and analyze all kinds of human movements, and allows real-time control of exoskeleton movements.
Наличие блока оптимизации обеспечивает экономию энергии приводов.The presence of an optimization unit provides energy savings for the drives.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792798555A SU942735A1 (en) | 1979-07-18 | 1979-07-18 | Apparatus for controlling exoskeleton movement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU792798555A SU942735A1 (en) | 1979-07-18 | 1979-07-18 | Apparatus for controlling exoskeleton movement |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU942735A1 true SU942735A1 (en) | 1982-07-15 |
Family
ID=20841604
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU792798555A SU942735A1 (en) | 1979-07-18 | 1979-07-18 | Apparatus for controlling exoskeleton movement |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU942735A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562761C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | System and method of controlling exoskeleton configured to capture object of interest |
RU2698364C1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-08-26 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Exoskeleton control method |
-
1979
- 1979-07-18 SU SU792798555A patent/SU942735A1/en active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562761C2 (en) * | 2009-05-05 | 2015-09-10 | Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. | System and method of controlling exoskeleton configured to capture object of interest |
RU2698364C1 (en) * | 2018-03-20 | 2019-08-26 | Акционерное общество "Волжский электромеханический завод" | Exoskeleton control method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chen et al. | Design and development of a new cable-driven parallel robot for waist rehabilitation | |
CN106489030A (en) | Actuator devices, power-assisted robot and anthropomorphic robot | |
Staufer et al. | State estimation on flexible robots using accelerometers and angular rate sensors | |
Bai et al. | A novel human-robot cooperative method for upper extremity rehabilitation | |
CN101972170B (en) | Self-adapting filter for least square support vector machine and filtering method thereof | |
Verdel et al. | An identification-based method improving the transparency of a robotic upper limb exoskeleton | |
Hui et al. | Design of the iris facility-a modular, reconfigurable and expandable robot test bed | |
SU942735A1 (en) | Apparatus for controlling exoskeleton movement | |
Roy et al. | Investigation of effects of dynamics on intrinsic wrench sensing in continuum robots | |
JPS58161004A (en) | Method and device for teaching robot | |
Bednarczyk et al. | Emg-based variable impedance control with passivity guarantees for collaborative robotics | |
CN109159120B (en) | Active control method and system based on current feedback of joint motor of rehabilitation mechanical arm | |
Zhang et al. | A learning control scheme for upper-limb exoskeleton via adaptive sliding mode technique | |
Brancati et al. | Experimental measurement of underactuated robotic finger configurations via RGB-D sensor | |
Almusawi et al. | Online teaching of robotic arm by human–robot interaction: end effector force/torque sensing | |
CN107961013A (en) | Portable upper extremity exercise coordination detection system | |
Fang et al. | A simplified inverse dynamics modelling method for a novel rehabilitation exoskeleton with parallel joints and its application to trajectory tracking | |
Aghili et al. | Adaptive control of manipulators using uncalibrated joint-torque sensing | |
Asl et al. | Augmenting human power by assistive robots: Application of adaptive neural networks | |
Lee et al. | Controller design for a Stewart platform using small workspace characteristics | |
CN112140110A (en) | Method and system for calculating actual moment of patient of rehabilitation robot | |
Wang et al. | Motion control of a 4-DOF cable-driven upper limb exoskeleton | |
Lin et al. | Design and control of a seven degrees-of-freedom semi-exoskeleton upper limb robot | |
Li et al. | Development of robot bionic eye with spherical parallel manipulator based on oculomotor control model | |
Tong et al. | A novel zero-force control framework for post-stroke rehabilitation training based on fuzzy-PID method |