[发明专利]一种下肢康复机器人控制系统及控制方法

权利要求书

1.一种下肢康复机器人控制系统，其特征在于：包括动力模块、开发板、驱动模块、机器人本体、数据采集模块和工控机；所述动力模块连接开发板，所述开发板连接驱动模块，所述驱动模块用于驱动机器人本体工作；所述数据采集模块与工控机连接，包括用于采集患者下肢肌电信号的sEMG采集仪以及安装于机器人本体上，用于采集机器人本体工作时的数据并将数据传递至工控机的传感器和光电编码器；所述机器人本体包括从下到上依次设置的底座(1)、抬升机构(2)、床体(3)和分别对称设置在床体(3)两侧的一对大腿训练机构(4)和一对小腿训练机构(5)；

所述大腿训练机构(4)包括小腿杆(401)、固定脚板(402)、大腿杆(403)、滑轨(404)、滑块(405)和髋关节驱动单元(406)；所述滑轨(404)沿床体(3)的长度方向设置在床体(3)的侧边，所述滑块(405)与滑轨(404)连接形成移动副，滑块(405)上端与小腿杆(401)铰接连接；所述小腿杆(401)的一端安装固定脚板(402)，另一端与大腿杆(403)的一端铰接连接，所述大腿杆(403)的另一端铰接连接在床体(3)上；所述髋关节驱动单元(406)用于驱动大腿训练机构(4)沿滑轨(404)往复运动；

所述小腿训练机构(5)包括小腿板(501)、转动脚板(502)、膝关节驱动单元(503)和踝关节驱动单元(504)；所述小腿板(501)铰接连接在床体(3)上，所述膝关节驱动单元(503)用于驱动小腿板(501)沿小腿板(501)与床体(3)的铰接处传动；所述转动脚板(502)铰接连接在小腿板(501)的后侧，所述踝关节驱动单元(504)用于驱动转动脚板(502)沿转动脚板(502)与小腿板(501)的铰接处转动；

所述床体(3)铰接在抬升机构(2)上，其上设置有能够翻转的背垫(301)；所述抬升机构(2)上铰接连接床体驱动单元(302)的一端，所述床体驱动单元(302)的另一端与床体(3)铰接连接。

2.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人控制系统，其特征在于：所述髋关节驱动单元(406)、膝关节驱动单元(503)和踝关节驱动单元(504)均采用电机；

所述传感器包括扭矩传感器、角度传感器、压力传感器和脉搏传感器；所述扭矩传感器安装在各个关节电机的输出轴上，用于测量关节电机的扭矩；所述角度传感器安装在各个关节上，用于测量关节的角度变化情况；所述压力传感器安装在固定脚板(402)和转动脚板(502)上，用于采集患者脚部施加在脚板上的压力；所述脉搏传感器用于测量患者的脉搏变化；所述光电编码器用于测量各个关节电机的转速。

3.根据权利要求1所述的一种下肢康复机器人控制系统，其特征在于：所述动力模块包括基于CAN通讯的锂电池和电源转换器，所述锂电池连接电源转换器，电源转换器连接开发板。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的一种下肢康复机器人控制系统，其特征在于：所述工控机包括无线蓝牙模块；所述无线蓝牙模块连接远程设备，所述远程设备通过无线蓝牙模块控制工控机。