一种外骨骼机器人平台通信协议及在线仿真控制系统技术方案

本发明专利技术提供的外骨骼机器人平台通信协议及在线仿真控制系统，涉及机器人仿真技术领域；其通信协议包括底层控制指令和用户功能指令，底层控制指令实现外部终端对外骨骼机器人本体的远程数据监控或仿真应用，用户功能指令实现外骨骼机器人本体内部封装功能的操作，以及使得外骨骼机器人本体在服务器工作模式和客户端工作模式间切换；基于该通信协议的在线仿真控制系统，通过该协议完成外骨骼机器人本体的控制操作，兼容多种连接方案，集数据监控、数据采集与导出、内置运动学/动力学模型等各种有效工具于一身；本发明专利技术提出的通信协议及基于该协议的在线仿真控制系统，在外骨骼机器人研发或研究中具有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼机器人平台通信协议及在线仿真控制系统
本专利技术涉及机器人仿真
，具体涉及一种外骨骼机器人平台通信协议及在线仿真控制系统。
技术介绍
外骨骼机器人技术是融合传感、控制、信息、融合、移动计算，为作为操作者的人提供一种可穿戴的机械机构的综合技术。在技术应用上，外骨骼机器人可分为用于康复训练的康复外骨骼机器人，用于行走辅助的辅助型外骨骼机器人和用于助力增强的增强外骨骼机器人。外骨骼机器人作为一种人机耦合性较强的穿戴式智能装备，其人因工程设计不仅仅体现在贴合舒适的穿戴感，其内置的人体运动意图识别系统、运动控制算法、外部控制终端等人机交互方案也是外骨骼机器人的重要组成部分。外骨骼机器人的人机交互方案主要用于控制者向外骨骼机器人系统传递控制信息，常规人机交互方案可分为被动感知型交互、主动控制型交互两种类型。被动感知型交互方案包括单不限于基于内置力学传感、位置传感器的人体运动意图识别系统，基于外置脑电、肌电信号的人体运动意图检测系统等，该类交互方案智能化程度较高，但相对的，其算法运行算力要求较高，对处理器提出较高的要求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述外骨骼机器人平台通信协议的数据帧包括帧头、帧长度、功能码、操作码、节点码、数据段和校验段；所述帧头为双字节值，用于表示数据帧的开始；所述帧长度为单字节值，用于表示数据帧的长度；/n所述操作码为单字节值，操作码基于C/S架构，用于区分客户端信号和服务端信号；所述操作码用于表示数据帧的操作功能，包括参数写入指令、参数读取指令、底层功能调用指令、封装功能调用指令、参数写入返回指令、参数读取返回指令、底层功能调用返回指令和封装功能返回指令；/n所述功能码为单字节值，所述功能码的表征范围为0-255，用于表示指令的功能ID；所述节点码为单字节值，所述节点...

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述外骨骼机器人平台通信协议的数据帧包括帧头、帧长度、功能码、操作码、节点码、数据段和校验段；所述帧头为双字节值，用于表示数据帧的开始；所述帧长度为单字节值，用于表示数据帧的长度；
所述操作码为单字节值，操作码基于C/S架构，用于区分客户端信号和服务端信号；所述操作码用于表示数据帧的操作功能，包括参数写入指令、参数读取指令、底层功能调用指令、封装功能调用指令、参数写入返回指令、参数读取返回指令、底层功能调用返回指令和封装功能返回指令；
所述功能码为单字节值，所述功能码的表征范围为0-255，用于表示指令的功能ID；所述节点码为单字节值，所述节点码的表征范围为0-255，用于表示外骨骼机器人内部的硬件节点ID；所述功能码及节点码组合实现外骨骼机器人系统的功能；
所述数据段的长度不低于四字节，用于存放数据帧传输的数据；所述校验段为双字节长度，用于表示数据帧的数据校验结果。


2.根据权利要求1所述的外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述外骨骼机器人平台通信协议包括底层控制指令和用户功能指令；
所述底层控制指令包含关节电机数据读写和机身传感器信息读写，所述底层控制指令用于外部终端直接获取外骨骼机器人本体的实时信息并写入相关的控制指令，进行远程数据监控或仿真应用；
所述用户功能指令包括控制模式读写和用户配置读写，所述用户功能指令用于外部终端操作外骨骼机器人本体内封装功能，所述封装功能包括切换外骨骼机器人工作模式、起蹲、抬落腿和切换上下楼梯。


3.根据权利要求2所述的外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述外骨骼机器人工作模式包括两种，服务器工作模式和客户端工作模式；
所述服务器工作模式为：外骨骼机器人本体在外骨骼机器人平台通信协议下以其自身的中控单元作为控制端，连接于外骨骼机器人的外部终端作为外骨骼机器人的系统模块，外骨骼机器人基于其内部功能模块进行运动；
所述客户端工作模式为：外骨骼机器人本体在外骨骼机器人平台通信协议下作为外骨骼机器人系统内的一执行模块，外骨骼机器人自身的中控单元作为信息中继；所述外骨骼机器人本体根据其接收的外部终端发来的控制信号运动。


4.根据权利要求1所述的外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述功能码表示的功能包括髋/膝/踝关节角度、髋/膝/踝关节角速度、髋/膝/踝关节加速度、髋/膝关节电流斜率、髋/膝关节操作模式、髋/膝关节目标力矩、髋/膝关节目标位置、髋/膝关节脉冲计数、髋/膝关节位置模式下最大速度。


5.根据权利要求1所述的外骨骼机器人平台通信协议，其特征在于，所述节点码表示的硬件节点包括左小腿节点、左大腿节点、右小腿节点、右大腿节点和背部节点。


6.根据权利要求1所述的外骨骼机器...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，林西川，章鹏程，
申请(专利权)人：迈宝智能科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32