要是防止上肢康復(fù)機器人伸縮臂無限伸縮而導(dǎo)致病人受到損傷，對運動力度的檢測主要是防止力度太大對病人造成損傷。例如，如果用力過猛(直接表現(xiàn)就是病人運動速度過快)或者是伸張范圍過大(直接表現(xiàn)就是病人手臂擴展的范圍過大)，病人的上肢一時承受不住，難免使得病人受到損傷，加重病情。在檢測到伸縮臂的這些運動數(shù)據(jù)超出預(yù)定的安全閾值的情況下，及時關(guān)閉電機，從而可以有效避免損傷的產(chǎn)生。
[0050]下面對上述幾種情況進行具體描述:
[0051]I)在上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動數(shù)據(jù)為上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動次數(shù)的情況下，運動數(shù)據(jù)限值就是上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動次數(shù)限值。
[0052]在檢測到伸縮臂的運動次數(shù)大于運動次數(shù)限值的情況下，會控制上肢康復(fù)機器人電機停止運轉(zhuǎn)，然而，這種情況主要是因為計數(shù)器計數(shù)溢出導(dǎo)致的，在這個時候，還需要生成對計數(shù)器進行復(fù)位操作的復(fù)位指令，其中，所述計數(shù)器用于統(tǒng)計所述上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動次數(shù)；然后，將所述復(fù)位指令發(fā)送給計數(shù)器以對計數(shù)器進行復(fù)位操作，這樣在重新啟動后，計數(shù)器可以進行正常的運行狀態(tài)。
[0053]2)在上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動數(shù)據(jù)為上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動距離的情況下，運動數(shù)據(jù)限值為上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動距離限值。
[0054]考慮到伸縮臂是向三個方向運動的，因此上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動范圍包括:伸縮臂在X方向上的運動范圍、伸縮臂在Y方向上的運動范圍、伸縮臂在Z方向上的運動范圍，即，需要保證伸縮臂在每個方向的運動范圍(或者說運動距離)都是安全的。
[0055]在一個實施例中，上述方法還包括:所述方法還包括:獲取所述上肢康復(fù)機器人中的光電傳感器采集到的數(shù)據(jù)，其中，所述光電傳感器用于采集所述伸縮臂的運動距離；確定所述光電傳感器采集到的運動距離數(shù)據(jù)是否超出所述光電傳感器的安裝位置；如果是，則生成用于控制所述電機停止運轉(zhuǎn)的控制指令。即，通過光電傳感器進行限位，具體的，就是由光電傳感器檢測伸縮臂的運動距離，如果發(fā)現(xiàn)伸縮臂的運動距離已經(jīng)超出了光電傳感器的安裝位置，那么也會產(chǎn)生中斷信號，以使得電機停止工作。例如:在上肢康復(fù)機器人上安裝光電傳感器，當光電傳感器檢測到在伸縮臂在X、Y、Z方向上的運動范圍超出了光電傳感器的安裝位置時，光電傳感器會發(fā)出指令，控制電機停止工作，這種方式可以稱為電氣限位。
[0056]對于上述的電氣限位可以是在用于進行運動距離限值判斷失效或者故障的情況下的一種保護措施，為了實現(xiàn)對伸縮臂在三個方向上的全方位保護，在三個方向的兩端都需要設(shè)置光電傳感器，也就是一共設(shè)置六個光電傳感器。
[0057]進一步的，為了更好地進行安全保護，還可以進行機械限位，機械限位作為最后重保護，是在中斷裝置和光電傳感器都失效的情況下，通過機械力的作用來終止所述伸縮臂的繼續(xù)運動，即在控制所述上肢康復(fù)機器人的伸縮臂的運動范圍的中斷裝置和所述光電傳感器都出現(xiàn)故障的情況下，在所述伸縮臂運動到機械限位裝置時，通過所述機械限位裝置所產(chǎn)生的機械外力，終止機械臂的繼續(xù)運動。這種方式也可以稱為機械限位，和上述的電氣限位一樣，機械限位也需要在三個方向的兩端都設(shè)置機械限位裝置，也就是一共設(shè)置六個機械限位裝置。
[0058]3)在上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動數(shù)據(jù)為上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動力度的情況下，所述運動數(shù)據(jù)限值是上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動力度限值。
[0059]在具體實施的過程中，考慮到每種工作狀態(tài)的檢測和觸發(fā)機理是不同的，因此，為了更為有效地進行控制，可以為不同的工作狀態(tài)設(shè)置不同的用于控制上肢康復(fù)機器人中的電機停止運行的中斷裝置，這個中斷裝置也可以稱之為看門狗，可以認為是一種內(nèi)嵌在系統(tǒng)中的軟件程序或者協(xié)議，用于觸發(fā)進行安全保護。
[0060]為了使得電機可以隨時被停止，而無需等到狀況發(fā)生以后再終止電機的運行，以便對一些意外情況進行處理，可以在設(shè)置急停開關(guān)，從而實現(xiàn)快速的電機急停處理。
[0061]在一個實施例中，不同類型的運動數(shù)據(jù)對應(yīng)不同的控制裝置，例如:用于對伸縮臂的運動力度進行控制的控制裝置，與用于對伸縮臂的運動范圍進行控制的控制裝置就是不同的，不同的控制裝置之間采用串聯(lián)的方式進行連接。即，對于上述的幾種工作情況的中斷裝置相互之間是級聯(lián)的，也就是串聯(lián)的，只要有一個中斷裝置控制電機關(guān)閉，那么整個系統(tǒng)都會停止，即，任何一個都可以打開或切斷電機電源。
[0062]下面結(jié)合一個具體的實施例，來對本發(fā)明上述實施例進行具體描述，然而值得注意的是，該具體實施例僅是為了更好地描述本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當限定。
[0063]在本例中，提供了一種對上肢康復(fù)機器人進行安全保護的安全系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過多個看門狗，對任務(wù)控制處理器、聯(lián)合控制器、和安全處理器進行控制和保護，其中，任務(wù)控制處理器主要是對系統(tǒng)運行次數(shù)的管理，聯(lián)合控制器主要是對伸縮臂的作用力的管理、安全處理器主要是對伸縮臂的伸縮范圍的管理。進一步的，每個處理器本身都具備直接生成驅(qū)動模塊(Actuators and Drives)可執(zhí)行命令的功能。
[0064]下面對用于上述三個處理器控制器的看門狗進行具體描述:
[0065]任務(wù)控制處理器(Task Controller Processor)的看門狗是內(nèi)嵌于固件(Firmware )中，在系統(tǒng)開始運行的時候也就相應(yīng)的啟動了看門狗的計數(shù)器，看門狗開始自動計數(shù)，當計數(shù)器的計數(shù)達到一定的時間還未清空看門狗，那么看門狗計數(shù)器就會溢出，從而引起看門狗中斷，電機停止運行，系統(tǒng)復(fù)位，從而可以有效防止MCU死機.，在任務(wù)控制處理器中，看門狗的主要作用就是防止程序跑飛。
[0066]聯(lián)合控制器(Joint Controller Processor)的看門狗是固件和軟件之間的一項通訊協(xié)議，當傳感器(Endpoint Force Sensor)所感知的力大于預(yù)先設(shè)定的安全閾值時,該值經(jīng)過聯(lián)合控制器(Joint Controller Processor)計算后輸入安全系統(tǒng)(Safe System),并轉(zhuǎn)化為驅(qū)動模塊(Actuator and Drives)的可執(zhí)行命令,從而實現(xiàn)對電機(Motor)的剎車保護。
[0067]安全處理器(Safety Processor)的看門狗是軟件內(nèi)部的限位控制程序，通過該程序規(guī)定了伸縮臂運動端在X、Y、Z方向上的最大運動范圍，當安全處理器(SafetyProcessor)的看門狗判斷出運動端位置不在規(guī)定范圍時，即生成電機的可執(zhí)行命令，控制電機停止工作。
[0068]進一步的，可以安裝緊急按鈕，具體的，可以在醫(yī)觀屏的上方，或者是機械臂在中間位置時對應(yīng)的主機正下方設(shè)置急停開關(guān)，只需要按下醫(yī)觀屏上方的急停開關(guān)或者拔下前方的急停開關(guān)，都可以使得電機45失電。
[0069]行程限位主要包括:電氣限位(Electrical Limiter)和機械限位(MechanicalLimiter),正如上述所述的電氣限位和機械限位都需要在X、Y、Z的兩端分別設(shè)置相應(yīng)的限位裝置。
[0070]具體的，電器限位是在X、Y、Z三軸的運動方向的兩端都設(shè)置光電傳感器(Photoelectric Sensor)。當上述安全控制器的看門狗失效時,如果X、Y、Z三個方向的運動超過光電傳感器的安裝位置，傳感器會發(fā)出指令，控制電機停止運行。機械限位是在X、Y、Z三軸的運動方向的兩端都設(shè)置機械硬限位裝置，從位置的設(shè)置而言，機械限位裝置都是設(shè)置在光電傳感器的外延位置，當電氣限位的失效時，三個方向運動到機械限位裝置時，均會因機械外力的作用停止。
[0071]基于同一發(fā)明構(gòu)思，本發(fā)明實施例中還提供了一種上肢康復(fù)機器人的安全控制裝置，如下面的實施例所述。由于上肢康復(fù)機器人的安全控制裝置解決問題的原理與上肢康復(fù)機器人的安全控制方法相似，因此上肢康復(fù)機器人的安全控制裝置的實施可以參見上肢康復(fù)機器人的安全控制方法的實施，重復(fù)之處不再贅述。以下所使用的，術(shù)語“單元”或者“模塊”可以實現(xiàn)預(yù)定功能的軟件和/或硬件的組合。盡管以下實施例所描述的裝置較佳地以軟件來實現(xiàn)，但是硬件，或者軟件和硬件的組合的實現(xiàn)也是可能并被構(gòu)想的。圖3是本發(fā)明實施例的上肢康復(fù)機器人的安全控制裝置的一種結(jié)構(gòu)框圖，如圖3所示，包括:第一確定模塊301、第一獲取模塊302、第一生成模塊303和第一發(fā)送模塊304,下面對該結(jié)構(gòu)進行說明。
[0072]第一確定模塊301，用于確定允許上肢康復(fù)機器人電機運轉(zhuǎn)的所述上肢康復(fù)機器人伸縮臂的運動數(shù)據(jù)