CN106344332A - 一种机器人 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机器人领域，尤其涉及一种机器人，使得机器人更符合生物肢体的生物运动性能，进而提高了其安全性。该机器人包括控制***，主体，机械臂机构，以及末端执行器，其中：所述机械臂机构一端通过电动机驱动的轴与所述主体枢转连接，另一端连接所述末端执行器；所述控制***控制所述机器人运行，使所述末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动，且从所述第一位置和所述第二位置之中的一者到另一者的每一次移动过程中，均包括移动速度从初始速度逐渐增加到中间速度的第一阶段和从所述中间速度逐渐减小到所述初始速度的第二阶段。

Description

一种机器人

技术领域

本发明涉及机器人技术领域，尤其涉及一种机器人。

背景技术

随着机器人技术的不断进步，替代物理康复训练师的各种类型的康复机器人广泛地应用于上肢、下肢和躯干康复训练中。然而本申请的发明人发现，在康复机器人的使用过程中，由于患者的生物肢体完全依赖于康复机器人的机械机构的带动来进行康复训练，因而如何使其更加符合生物肢体的自身的生物性能进行连续性被动运动是亟待解决的问题。

发明内容

本发明实施例提供一种机器人，使得机器人更符合生物肢体的生物运动性能，进而提高了其安全性。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种机器人包括：包括控制***，主体，机械臂机构，以及末端执行器，其中：所述机械臂机构一端通过电动机驱动的轴与所述主体枢转连接，另一端连接所述末端执行器；

所述控制***控制所述机器人运行，使所述末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动，且从所述第一位置和第二位置之中的一者到另一者的每一次移动过程中，均包括移动速度从初始速度逐渐增加到中间速度的第一阶段和从所述中间速度逐渐减小到初始速度的第二阶段。

本实施方式提供的机器人能够在生物肢体的从第一位置到第二位置或第二位置到第一位置的每一次移动过程中，在第一阶段和第二阶段上速度较慢，即在使生物肢体开始移动和将要结束移动时移动速度较慢，例如机器人应用于生物肢体为下肢的康复时，第一位置可以为膝关节(或踝关节)处的屈曲位，第二位置为伸展位，也就是采用本发明的机器人使下肢在靠近屈曲位至屈曲位的阶段移动速度较慢，在靠近伸展位至伸展位的阶段移动速度较慢，使得机器人运行更符合患者的下肢的生物运动性能，从而提高了机器人的安全性。另外，本发明提供的机器人还可以随着机器人的运行将以所述中间速度移动的阶段增大，即在所述往复移动每进行设定次数后，将所述移动过程中以所述中间速度移动的阶段向增加方向调整一次。

具体地，为了实现从所述第一位置和第二位置之中的一者到另一者的每一次移动过程中，均包括移动速度从初始速度逐渐增加到中间速度的第一阶段和从所述中间速度逐渐减小到初始速度的第二阶段，在一个实施方式中，所述控制***包括上位控制机和机器人控制器，其中：

所述上位控制机生成所述末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动的速度控制指令集合，并发送给所述机器人控制器，其中，一个移动过程的速度控制指令集合至少包括：依次排列的a个初始速度指令、b个中间速度指令以及c个初始速度指令；

所述机器人控制器接收所述速度控制指令集合，并在根据所述一次移动过程的速度控制指令集合控制移动过程时，每间隔一个指令周期依次读取所述速度控制指令集合中的速度控制指令，将与当前指令周期之前相邻的i个指令周期读取到的速度控制指令所指示的控制速度的平均值作为下一个指令周期的目标控制速度，以及根据获得的目标控制速度控制所述机器人的运行，其中i<b。

另外，在本发明的一个优选实施方式中，所述每一次移动过程之间，还包括分别所述在第一位置和所述第二位置上保持设定时间的第三阶段，从而使本发明的机器人于生物肢体的康复时，该机器人的动作更加符合人体工程学，以满足生物肢体自身运动的生物特性，因此在第一位置、第二位置处保持一定时间，以更好地锻炼生物肢体。并且为了进一步使该机器人的动作更加符合人体工程学，以满足生物肢体自身的生物特性，在所述往复移动每进行设定次数后，将所述第三阶段的保持时间向增加方向调整一次。

考虑到本发明提供的机器人用于生物肢体，为了使得机器人的动作更加符合生物肢体的运动灵活度恢复的人体工程学，随着康复训练的进行，本发明提供的机器人中，所述第一位置为所述生物肢体的屈曲位置，且在所述往复移动每进行设定次数后，可以向所述生物肢体的极限屈曲位置趋近的方向调整所述第一位置；和/或，所述第二位置为所述生物肢体的伸展位置，且在所述往复移动每进行设定次数后，可以向所述生物肢体的极限伸展位置趋近的方向调整所述第二位置。

在本发明提供的机器人中机械臂机构的具体形式有多种，例如包括一个臂、两个节臂等，在一个实施方式中，所述机械臂机构包括通过电动机驱动的轴枢转连接的两个节臂。另外，为了能够实现机械臂机构的升降，本发明实施方式中的机器人的主体还包括沿竖直方向滑动装配的升降部，所述机械臂机构与所述升降部枢转连接。

当本发明实施例的机器人用于人体肢体的康复训练时，所述末端执行器可以包括：小腿固定器，所述小腿固定器和所述机械臂机构的另一端通过电动机驱动的轴枢转连接；脚固定器，所述脚固定器和所述机械臂机构的另一端通过电动机驱动的轴枢转连接。

附图说明

图1为本发明提供的机器人一实施方式的后视结构示意图；

图2为图1提供的机器人的电气控制***结构示意图；

图3为图1示出的机器人在运行过程中生物肢体的运动过程与对应的速度-时间曲线示意图；

图4为本发明提供的机器人另一实施方式的电气控制***结构示意图；

图5为图4的电气控制***中的控制***的控制模型一实施方式的示意图；

图6为本发明提供的机器人在运行过程中生物肢体的速度-时间曲线另一实施方式的示意图；

图7为本发明提供的机器人在运行过程中生物肢体的速度-时间曲线又一实施方式的示意图；

图8为本发明提供的机器人在运行过程中生物肢体的速度-时间曲线又一实施方式的示意图；

图9为本发明提供的机器人在运行过程中生物肢体的速度-时间曲线又一实施方式的示意图；

图10为本发明提供的机器人在运行过程中生物肢体的速度-时间曲线又一实施方式的示意图；

图11为本发明提供的机器人又一实施方式的电气控制***结构示意图。

具体实施方式

在机器人用于康复训练的场合，如何使其更加符合生物肢体的自身的生物性能进行连续性被动运动是需要解决的一个问题，本发明实施例可以提供一种能够使末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动，且从第一位置和第二位置之中的一者到另一者的每一次移动过程中，均包括移动速度从初始速度逐渐增加到中间速度的第一阶段和从所述中间速度逐渐减小到初始速度的第二阶段的机器人。实际上机器人使生物肢体在康复训练过程中，一次移动过程的开始部分和结束部分慢速移动，而在中间部分保持较快的中间速度移动是符合生物肢体的生物运动性能的，因此通过本发明提供的机器人能够较好地符合生物肢体的生物运动性能，从而提高机器人运行过程中的安全性。

为更清楚地理解本发明实施方式，参照附图，以具体的实施例进行详细说明。

首先，结合图1、图2和图3所示，说明本发明实施例中可以采用的机器人的主要结构。其中：图1为本发明的第一实施方式中的机器人的机械结构示意图，图2为机器人的电气控制***结构示意图；从图1可知，该机器人包括主体11、包括第一节臂122a和第二节臂122b的机械臂机构12、末端执行器13以及控制***14，其中：

第一节臂122a的一端通过第一电动机(图1中未示出)驱动的第一轴J1枢转连接主体11，第一节臂122a的另一端通过第二电动机(图1中未示出)驱动的第二轴J2枢转连接第二节臂122b，第二节臂122b的另一端连接末端执行器13，其中第一轴J1和第二轴J2平行，且保持水平方向，在实际运行中的机器人的初始位置和形态，需要使第一轴J1和第二轴J2分别与生物肢体200的伸展方向大致垂直，这样在带动生物肢体运动可以在生物肢体的自然伸展方向上带动其运动，更符合人体工程学原理；其中末端执行器13与第二节臂122b的连接可以为固定连接也可以为枢转连接；

控制***14通过输出启动控制信号，使第一电动机和第二电动机启动运行，第一电动机的转轴驱动第一轴J1转动，第二电动机的转轴驱动第二轴J2转动，进而分别通过第一轴J1和第二轴J2相应地驱动的第一节臂122a和第二节臂122b进行旋转，使机械臂机构的整体旋转，进而带动末端执行器13运动，从而带动生物肢体下肢200运动，使生物肢体的端部在图3中第一位置A与第二位置B之间做水平方向的往复移动，并且在从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次水平移动过程中，生物肢体的移动速度均包括速度从初始速度逐渐增加到中间速度Vmed的第一阶段S1和从中间速度Vmed逐渐减小到初始速度的第二阶段S2。

由于提供的机器人用于生物肢体的运动，根据机器人的运动过程中，机械臂机构12在第一轴J1处固定，且生物肢体在床300上也处于固定位置，因此第一节臂、第二节臂、末端执行器与生物肢体的之间存在符合人体工程学的运动控制模型。对于不同的患者来说生物肢体的结构参数并不相同，为了适应每一位患者，本实施方式可以包括与控制***14连接的人机交互设备，可以在机器人运行之前，将患者的生物肢体的结构参数输入至控制***，以便控制***能够根据存储的第一节臂、第二节臂、末端执行器与生物肢体的之间的运动控制模型以及所输入的生物肢体的结构参数，具体控制机器人中的每一个电动机以使生物肢体实现相应的运动。例如图3中所示，生物肢体200为下肢时，结构参数包括大转子高度、大腿长度、小腿长度、踝子骨高度H1(踝关节旋转中心至脚跟的距离)、踝子骨高度H2(踝关节旋转中心至脚底的距离)；其中，大腿长度是指从髋关节旋转中心到膝关节旋转中心的长度，小腿长度是指从膝关节旋转中心到踝关节旋转中心的长度。

下面具体地以生物肢体为人体的下肢为例来说明本实施方式中的控制***14控制该机器人的运行的控制过程，定义第一位置A为下肢的屈曲位，第二位置B为伸展位：

其中参照图4所示，控制***14包括上位控制机14a和机器人控制器14b，上位控制机14a用于接收人机交互设备输入的下肢的结构参数、屈曲侧和伸展侧的目标速度(初始速度)、第一阶段的设定角度范围和第二阶段的设定角度范围(例如，设定角度范围可以通过设定渐增最终角度(图3中A处和B处的膝关节角度)和速度变化角度(图3中A’处和B’处的膝关节角度)来限定该设定的角度范围)，并根据设定的速度对应控制准则对所接收的速度参数进行数据处理并发送至机器人控制器14b；机器人控制器14b根据接收到的处理后的数据和所存储的运动控制模型输出控制命令至机器人的每一个电动机，从而使得下肢从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次水平移动过程中，下肢的移动速度均包括速度从初始速度逐渐增加到中间速度Vmed的第一阶段S1和从中间速度Vmed逐渐减小到初始速度的第二阶段S2。

其中设定的速度对应控制准则具体不限，例如上位控制机14a可以根据设定的速度对应控制准则对目标速度、第一阶段的设定角度范围和第二阶段的设定角度范围处理，生成生物肢体端部在第一位置A和第二位置B之间做水平方向的往复移动的速度控制指令集合，例如一个水平移动过程的速度控制指令集合具体如下表所示：

即一个水平移动过程的速度控制指令集合包括a(a＝4)个初始速度指令V_初始、b(b＝n-8)个目标速度指令Vmed和c(c＝4)个初始速度指令V_初始，并将该速度控制指令集合发送给机器人控制器14b；机器人控制器14b可以为积分器，即根据接收到的速度控制指令集合，每间隔一个指令周期读取速度控制指令集合中的速度控制指令，将与当前指令周期之前的i个指令周期读取到的速度控制指令所指示的控制速度的平均值作为下一个指令周期的目标控制速度V_n+1，

$V_{n+1}=\frac{V_{n-i}+...+V_{n-1}+V_n}{i},(n=2,3,4,5...,i<b);$

假设i＝4，则V₁＝0；V₂＝0；V₃＝0；V₄＝0；依此类推，

当指令周期间隔足够小时，则能够实现如图5所示从曲线Pv-t到Pv-t’的速度-时间曲线的目标控制速度；

机器人控制器14b根据所获得的目标控制速度以及存储的运动控制模型控制机器人的各个电动机运行，使得在机器人的运行过程中，下肢从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次水平移动过程中，按照图3中示出的速度-时间曲线移动。

因此，本实施方式提供的机器人能够在生物肢体的从第一位置到第二位置或第二位置到第一位置的每一次移动过程中，在第一阶段和第二阶段上速度较慢，即在使生物肢体开始移动和将要结束移动时移动速度较慢，尤其例如机器人应用于生物肢体为下肢的康复时，第一位置可以为膝关节(或踝关节)处的屈曲位，第二位置为伸展位，也就是采用本发明的机器人使下肢在屈曲位至靠近屈曲位的第一阶段(屈曲位至中间速度运行的阶段)移动速度较慢，在靠近伸展位至伸展位的第二阶段(中间速度运行的阶段至伸展位)移动速度较慢，使得机器人运行更符合患者的下肢的生物运动性能，从而防止了机器人运行过程中第一阶段和第二阶段的速度较快而给患者带来痛苦，进而提高了机器人的安全性，并使患者更安心地康复。

上述实施方式中是以生物肢体的末端在水平方向上的往复移动来具体说明本发明的，然而对于本领域的技术人员可知，本发明提供的机器人和速度对应控制准则并不限于适用于生物肢体在水平方向上的往复移动，其还适用于在任意方向上的直线往复移动、任意曲线或弧形等其他形式的往复移动，例如当生物肢体为躯干时，则生物肢体的末端的往复移动可以为弧形的往复移动；或者生物肢体的末端的往复移动也可以为在与水平方向呈倾斜角度的方向上的往复移动，等等。

当然，控制***14控制该机器人的运行的控制过程并不限于上述给出的示例，例如，上述控制***14控制该机器人的运行的控制过程，还可以为接收人机交互设备输入的下肢的结构参数、屈曲侧和伸展侧的目标速度(初始速度)、第一阶段的设定角度范围和第二阶段的设定角度范围(例如，设定角度范围可以通过设定渐增最终角度和速度变化角度来限定该设定的角度范围)，并根据设定的速度对应控制准则对所接收的速度参数进行数据处理直接生成图3中示出的速度-时间曲线，并根据该速度-时间曲线以及存储的运动控制模型控制机器人的各个电动机运行，使得在机器人的运行过程中，下肢从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次移动过程中，按照图3中示出的速度-时间曲线移动。

需要说明的是，第一阶段与第二阶段之间的中间阶段的中间速度可以为一常量，即在中间阶段采用匀速运动的方式，或者也可以为变量。由于本发明提供的机器人通过电动机的转轴的转动来实现动作，因此本发明中的速度优选为角速度。

另外，上述的实施方式中图3仅示出了生物肢体从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次移动过程中还包括了保持中间速度移动的过程S_保持的优选实施方式，但这不应作为对本发明的限制；例如，在本发明的一较佳实施方式中，如图6所示，生物肢体从第一位置A到第二位置B或者从第二位置B到第一位置A的每一次移动过程中也可以不包括过程S_保持。

另外参照图7所示，在第一实施方式的基础上，本发明的一优选实施方式中，控制***控制机器人的运行，使在生物肢体的往复移动每进行设定次数后，将以中间速度移动的阶段调整增大一次，调整的增量可以每次相同也可以不同。

具体地，用户通过人机交互设备输入开始调整的往复移动的设定次数、中间速度(速度变化角度设定角度范围(参照图3中A’-B’)内的速度设定值)和速度变化角度(以中间速度设定速度进行动作的角度范围)至控制***，控制***根据运动控制模型控制机器人的运行，使得生物肢体的往复移动每进行设定次数后，根据接收到的速度变化角度，例如将以中间速度设定速度进行动作的膝关节动作角度范围的原始范围(例如47°-30°)调整为57°-11°，从而获得图7中看到的图3中A-A’和B-B’的阶段变小。也就是说，本实施方式提供的机器人具有在运行时速度调整功能，更加符合人体工程学，满足生物肢体康复过程中的生物运动性能。

考虑到本发明的机器人于生物肢体的康复时，往往需要在第一位置、第二位置处保持一定时间以更好地锻炼生物肢体，因此，如图8所示，在本发明第一实施方式提供的机器人的基础上，本发明的第二实施方式中，控制***控制每一次移动过程之间，包括分别在第一位置和第二位置处保持设定时间的第三阶段S3。

具体地参照图3和图8所示，控制***可以在生物肢体移动至第一位置处和第二位置处时，分别控制机器人的各个电动机暂停运行设定时间，从而实现保持设定时间的第三阶段S3。例如，在下肢的伸展位、屈曲位分别达到各自目标膝关节角度后，可在其目标膝关节角度角度下保持设定时间5秒。其中用于保持的设定时间可以通过人机交互设备输入至控制***中，且用于保持的设定时间具体根据生物肢体来确定。

另外，为了使该机器人的动作更加符合人体工程学，以满足生物肢体自身的生物特性，参照图9所示，在第二实施方式的基础上，本发明的第三实施方式中，在往复移动每进行设定次数后，将第三阶段的保持时间向增加方向调整一个时间增量。

具体地，用户可以通过人机交互设备输入开始调整保持时间的往复移动进行的设定次数(例如两次)、以及调整的增量时间，控制***14接收到所输入的设定次数、增量时间后，根据运动控制模型输出控制信息以控制每一个电动机的运行过程，使得生物肢体在移动往复移动每进行设定次数后，将第三阶段的保持时间增加一个增量时间，即S3’-S3＝δt。

本实施方式中，第三阶段的保持时间每次调整的增量幅度一样，但是对于本领域技术人员显而易见的是，每次调整的增量幅度也可以不一样，例如图10所示，往复移动进行两次之后，保持时间增加5秒，再进行两次之后，保持时间增加8秒(如图10中S3”)等等。

也就是说，本发明提供的机器人可以在往复移动每进行设定次数后，第三阶段的保持时间向增加方向调整一次，例如当生物肢体为下肢时，本发明提供的机器人可以在其伸展位、屈曲位分别到达各自目标膝关节角度后，可在其目标膝关节角度下逐渐延长保持时间(即保持时间渐增)的功能。

为了使机器人的动作更加符合人体工程学，以满足生物肢体自身运动的生物特性，在康复训练过程中逐渐增加生物肢体的可动范围，继续参照图3所示，在本发明的第一实施方式的基础上，本发明的第四实施方式还提供了一种机器人，其中控制***14控制机器人的运行，第一位置A为生物肢体的屈曲位置，在往复移动进行第一设定次数后，向生物肢体的极限屈曲位置趋近的方向调整第一位置A；并且第二位置为生物肢体的伸展位置，在往复移动进行第二设定次数后，向生物肢体的极限伸展位置趋近的方向调整第二位置B。

具体地，用户通过人机交互设备将屈曲侧和伸展侧各自的往复移动次数(例如1次)、增量角度(例如5度)、渐增初始角度(例如屈曲侧47度、伸展侧33度)、渐增最终角度(例如屈曲侧125度、伸展侧15度)输入至控制***中，当生物肢体为下肢时，增量角度是指在第一位置和第二位置处的膝关节的角度渐增中，针对目标角度，往复相同次数后角度的增量。渐增初始角度是指在目标膝关节角度内，开始角度渐增的角度；控制***根据所接收的角度渐增参数控制机器人中各个电动机的运行，以在往复移动进行第一设定次数后，向生物肢体的极限屈曲位置趋近的方向调整第一位置A；并且第二位置为生物肢体的伸展位置，在往复移动进行第二设定次数后，向生物肢体的极限伸展位置趋近的方向调整第二位置B，从而实现下肢在屈曲侧和在伸展侧的的膝关节角度渐增功能。

需要说明的是，第一设定次数和第二设定次数可以相同也可以不同；在屈曲侧的增量角度(例如5度)和伸展侧的增量角度(例如4度)同样地可以相同也可以不同，具体根据生物肢体的灵活度来确定，并且每一次调整的增量角度也可以不同。

在上述实施方式中，控制***控制机器人的运行，在生物肢体的屈曲侧和伸展侧的往复移动进行设定次数后同时调整第一位置和第二位置；但是对于本领域技术人员显而易见的是，也可以仅在生物肢体的屈曲侧的往复移动进行设定次数后调整第一位置，或者，仅在生物肢体的伸展侧的往复移动进行设定次数后调整第二位置，在此不作具体限定，具体根据生物肢体的灵活度来确定。

另外，需要说明的是，上述的人机交互设备可以由鼠标、键盘和显示器构成，也可以为具有输入功能的触摸屏，在此不作具体限定。另外，上述任一实施方式中均以机械臂机构包括第一节臂和第二节臂来说明，然而应当理解的是，机械臂机构也可以仅具有一个节臂或者多个节臂，在此不作具体限定，只要能够实现生物肢体末端的移动即可。上述实施方式是以下肢为生物肢体来具体说明的，但是对于本领域技术人员可知，生物肢体还可以为上肢等。

另外，在上述任一实施方式的基础上，提供了本发明的另一实施方式，参照图1所示，其主体11还包括沿竖直方向滑动装配的升降部121，其中第一节臂122a与升降部121通过第一电动机驱动的第一轴J1枢转连接。

本实施方式提供的机器人可以在使用过程中，通过升降部来在竖直方向上整体调整第一节臂、第二节臂的位置以适应其所应用的环境。

另外，当本发明前述任一实施方式提供的机器人应用于人体的下肢的康复时，则继续参照图1、图3和图11所示，在本发明的又一实施方式中，末端执行器13包括小腿固定器123和脚固定器124，其中小腿固定器123和第二节臂122b通过第三电动机驱动的第三轴J3枢转连接；脚固定器124和第二节臂122b通过第四电动机驱动的第四轴J4枢转连接，第三轴J3和第四轴J4同轴设置。

本实施方式提供的机器人，控制***14输出控制信号，使第一电动机、第二电动机、第三电动机和第四电动机启动运行，第一电动机的转轴驱动第一轴J1转动，第二电动机的转轴驱动第二轴J2转动，进而分别通过第一轴J1和第二轴J2相应地驱动的第一节臂122a和第二节臂122b进行旋转，即驱动机械臂机构的整体旋转，第三电动机的转轴驱动第三轴J3转动进而驱动小腿固定器123进行旋转，第四电动机的转轴驱动第四轴J4进而驱动脚固定器124进行旋转，从而实现下肢中髋关节、膝关节和踝关节的康复训练，并通过接收编码器的检测角度根据运动控制模型控制电动机和电动机的制动器以将机械臂机构和末端执行器的可动范围限制在图1所示的单点划线范围内(其中附图标记300为床)。

因此，本实施方式提供的机器人在工作过程中，控制***根据存储的运动控制模型对前述的四个电动机进行相应的操作，从而可以实现不同目的的六种运动模式，具体包括：3关节1模式，即保持小腿呈大致水平状态，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；持续被动运动(Continous PassiveMotion，CPM)模式，即使脚跟大致保持水平移动，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；3关节2模式，即保持小腿呈大致水平状态，同时驱动髋关节、膝关节与踝关节的康复运动模式；直腿高抬(Straight Leg Raising，SLR)模式，即膝关节伸展，驱动整个下肢上下运动，此时踝关节也可同时运动；踝关节模式，即单独驱动踝关节，使脚部做跖曲、背屈运动的康复运动模式；混合模式，即从前述的五种运动模式中选择两种反复交替动作的康复运动模式。

本实施方式中可以在脚跟大致保持水平移动的CPM模式下实现速度调整功能、保持时间渐增功能和/或角度渐增功能。

另外，本发明的前述实施方式可以在不违背机械原理和电气控制原理的前提下，根据需要任意组合，使其具有相应的功能，例如将前述的第二实施方式、第三实施方式和第四实施方式进行组合，可以具有速度调整功能、保持时间渐增功能和角度渐增功能，在此不作一一举例。

以上参照附图对本发明的具体实现方式进行了详细说明，显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (9)

1.一种机器人，其特征在于，包括控制***，主体，机械臂机构，以及末端执行器，其中：所述机械臂机构一端通过电动机驱动的轴与所述主体枢转连接，另一端连接所述末端执行器；

所述控制***控制所述机器人运行，使所述末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动，且从所述第一位置和所述第二位置之中的一者到另一者的每一次移动过程中，均包括移动速度从初始速度逐渐增加到中间速度的第一阶段和从所述中间速度逐渐减小到所述初始速度的第二阶段。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述每一次移动过程之间，还包括分别在所述第一位置和所述第二位置上保持设定时间的第三阶段。

3.根据权利要求2所述的机器人，其特征在于，在所述往复移动每进行设定次数后，将所述第三阶段的保持时间向增加方向调整一次。

4.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述第一位置为所述生物肢体的屈曲位置，且在所述往复移动每进行设定次数后，向所述生物肢体的极限屈曲位置趋近的方向调整所述第一位置；和/或

所述第二位置为所述生物肢体的伸展位置，且在所述往复移动每进行设定次数后，向所述生物肢体的极限伸展位置趋近的方向调整所述第二位置。

5.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，在所述往复移动每进行设定次数后，将所述移动过程中以所述中间速度移动的阶段向增加方向调整一次。

6.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述机械臂机构包括通过电动机驱动的轴枢转连接的两个节臂。

7.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述主体还包括沿竖直方向滑动装配的升降部，所述机械臂机构与所述升降部枢转连接。

8.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，所述生物肢体为人体的下肢，所述末端执行器包括：

小腿固定器，所述小腿固定器和所述机械臂机构的另一端通过电动机驱动的轴枢转连接；

脚固定器，所述脚固定器和所述机械臂机构的另一端通过电动机驱动的轴枢转连接。

9.根据权利要求1～8任一项所述的机器人，其特征在于，所述控制***包括上位控制机和机器人控制器，其中：

所述上位控制机生成所述末端执行器带动生物肢体的端部在第一位置和第二位置之间做往复移动的速度控制指令集合，并发送给所述机器人控制器，其中，一个移动过程的速度控制指令集合至少包括：依次排列的a个初始速度指令、b个中间速度指令以及c个初始速度指令；

所述机器人控制器接收所述速度控制指令集合，并在根据所述一次移动过程的速度控制指令集合控制移动过程时，每间隔一个指令周期依次读取所述速度控制指令集合中的速度控制指令，将与当前指令周期之前相邻的i个指令周期读取到的速度控制指令所指示的控制速度的平均值作为下一个指令周期的目标控制速度，以及根据获得的目标控制速度控制所述机器人的运行，其中i<b。