智能居家下肢外骨骼机器人控制系统技术方案

本发明专利技术涉及一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统，该系统包括主控制器、关节控制器、手杖检测单元、位姿检测单元、电源单元、电机驱动控制器、电机。主控制器的高速CPU模块通过CAN通讯模块电路实现与各关节控制器之间的双向数据通讯，进行位姿运算和步态规划以及整体运动综合。关节控制器的微处理器CPU通过CAN通讯模块实现与主控制器高速CPU的通讯，通过无线通讯模块与手杖检测单元进行通讯，通过速度控制模块、电流控制模块以及电机驱动控制器实现对电机的变频，变速、变力矩控制。关节控制器分别与主控制器、手杖检测单元、位姿检测单元、电源单元、电机驱动控制器相连。位姿检测单元与手杖检测单元分别由单独电源模块供电，完全隔离。隔离。隔离。

【技术实现步骤摘要】
智能居家下肢外骨骼机器人控制系统


[0001]本专利技术涉及一种穿戴式康复医疗机器人的控制系统，具体涉及一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统。

技术介绍

[0002]可穿戴式下肢外骨骼机器人是一种典型的外骨骼助理装置，穿戴在操作者的者的外部，为操作者提供诸如助力、保护、身体支撑等功能，同时又融合了传感、控制、移动计算等机器人技术，使得该机器人能在操作者的无意识控制下完成一定的功能和任务，是典型的人机一体化系统。穿戴式助力装置时一个崭新的研究领域，目前仍然处于探索研究阶段、当前利用外骨骼评估、重建和提高残疾肢体运动肌肉灵活性的研究已经成为国内外的热点研究课题。
[0003]人体助力外骨骼机器人起源于美国1966年的哈曼顿助力机器人的设想及研发，到今天整体仍处于研发阶段。20世纪80年代是康复机器人研究的起步发展阶段，美国、英国和加拿大在康复机器人方面的研究处于世界领先地位；1990年以后康复机器人的研究进入到全面发展时期，相关的各项技术也均有了长足的发展，可为外骨骼机器人的成功实现提供有力的支撑。
[0004]从2004年开始，国本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统，该系统包括主控制器、关节控制器、手杖检测单元、位姿检测单元、电源单元、电机驱动控制器、电机。2.如权利要求1所述的一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述的主控制器1由高速微处理器CPU、CAN通讯模块组成，高速微处理器CPU通过CAN通讯模块实现与关节控制器间的双向数据通讯，并且直接与位姿检测单元相连，实现位姿单元到主控制器的单向数据通讯，主控制器分别与各关节控制器、位姿检测单元和电源单元相连，其中高速CPU负责接收各个关节控制器发送过来的信息和位姿检测单元数据，完成关于穿戴式下肢外骨骼机器人步态规划整体和运动综合的相关运算，并通过CAN通讯模块传递给关节控制器，另外人机交互任务也由其完成。3.如权利要求1所述的一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述的关节控制器2由微处理器CPU、CAN通讯模块、无线通讯模块、速度控制模块、电流控制模块、PWM信号生成电路、位置信号处理模块、AD转换电路、低电源电压保护电路、限流保护电路、短路保护电路组成，微处理器CPU由通过CAN通讯模块实现与主控制器间的双向数据通讯，通过无线通讯模块实现与手杖检测单元间的双向数据通讯，通过速度控制模块、电流控制模块和PWM信号生成电路产生对电机的控制信号，通过低电源电压保护模块、限流保护模块、短路保护电路采集外围可能产生保护的原始信号，并最终产生相应的保护信号，通过位置信号处理模块和AD转换电路处理位置、速度和电流信号，并且直接与位姿检测单元相连关节控制器分别与主控制器、手杖检测单元、位姿检测单元、电源单元、电机驱动控制器相连，其中微处理器CPU通过CAN通讯模块接收主控制器的目标信息，并根据目标信息和外接的各种传感器采集的信息，进行综合运算，完成对后续电机的位置、速度、电流的控制，达到控制目标，另外在整个实时期间，还通过电压保护电路、限流保护电路、短路保护电路时刻对所控制电路进行检测保护。4.如权利要求1所述的一种智能居家下肢外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述手杖检测单元由按键与传感器、整形滤波电路、手杖检测单元CPU、无线通讯模块和...

【专利技术属性】
技术研发人员：帅梅，孙爽，郭媛媛，彭宇，
申请(专利权)人：中国残疾人辅助器具中心，
类型：发明
国别省市：