[发明专利]下肢辅助外骨骼机器人控制系统

说明书

本发明公开了一种下肢辅助外骨骼机器人及其控制系统。该机器人控制系统包括：信息采集装置和主控装置及驱动执行装置，其中：机器人设置有信息采集装置，信息采集装置用于采集机器人所处的路况环境、运动状态和指令信息；主控板与机器人各装置通信连接，并且主控板用于根据机器人当前的运动转态和指令信息生成控制命令并向机器人相应的控制部位发送控制命令。本发明解决了相关技术中机器人只能采用悬挂式或牵引式辅助康复训练，机器人无法带动患者在地面或复杂环境中行走降低了机器人使用性能的技术问题。

技术领域

本发明涉及下肢辅助机器人控制领域，特别涉及一种下肢辅助外骨骼机器人的控制系统。

背景技术

近几年，下肢辅助类医疗器械机器人技术应用越来越广泛，我国人口众多使人致残的疾病和意外事故发生频率较高，而且随着人口老年化的加深导致下肢伤残的人数较多，这也使得下肢康复机器人近几年在国内逐渐兴起。这类机器人可以模仿正常人的行走方式辅助患者直立行走，但是大部分机器人都是牵引式/悬挂式的，这类机器人不能按照患者意愿行动且活动方式受限、使用不方便。

针对现有下肢辅助机器人技术存在的使用不方便、活动方式受限的缺点，虽然市面上已经出现比较先进的可穿戴外骨骼机器人，但是大多设计复杂使用也不太方便。

发明内容

本发明的下肢辅助外骨骼机器人所配备的结构件与控制系统，在保证原有康复功能外至少解决已有的下肢辅助机器人多采用悬挂式或牵引式，活动受限且设计复杂操作不便的技术问题。

根据本发明方案的一个方面，本发明提所供的一种机器人控制系统包括外骨骼机器人和主控板主控中心，其中外骨骼机器人的相应部位设置有各种信息采集装置，包括压力传感器、测距传感器、姿态传感器等，用以捕捉机器人所处的路况环境和运动状态及运动姿态变化。主控板控制中心在与机器人各信息采集装置相连接，可通过各信息采集装置获取机器人的运动信息生成控制命令并向机器人发送相应的控制命令。

其中，主控板主控中心和外骨骼机器人各信息采集装置及驱动执行装置建立相应的通信连接。

其中，通信装置至少包括以下任意一种：422串口通信，232串口通信，can口通信。

其中，执行驱动装置包括以下任意一个：微处理器，可编程处理器和控制器。

其中，机器人还包括主控板，主控板与各信息采集装置及驱动执行装置相连接。

其中，机器人还包括转接板，转接板与主控板连接，可用以扩展主控板与外部传感器接口。

其中，机器人还包括电机，用以按照相应控制命令驱动机器人运动。

其中，机器人包括姿态传感器，用以时时捕捉机器人的倾角、速度等变化。

其中，信息采集装置至少包括以下任意一种，力敏检测装置、红外测距装置、姿态采集装置，编码器等。

其中，机器人采用双足行走方式。

本发明的另一方面还提供了一种外骨骼机器人，包括机器人本体以及设置在机器人本体上相应的信息采集装置，信息采集装置可用来采集环境路况信息、机器人的运动状态信息和指令信息，并将信息送达控制端，控制端根据运动信息、环境信息和指令信息等生成控制命令，并把控制命令传递给机器人各执行装置。

在本发明中外骨骼机器人控制系统设置有信息采集装置，用以采集机器人所处的环境变化及当前运动状态，控制中心可根据机器人所处的周边环境和运动状态生成控制命令，并传送给机器人相应执行驱动装置，驱动电机改变运动方式，使本外骨骼机器人可适应多种环境变化，脱离牵引或悬挂增加本外骨骼机器人使用性能。

附图说明

此处附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本次申请的一部分，本发明的示意性实施例及说明用以解释本发明，并不构成本发明的不当限定。