[发明专利]上肢康复机器人控制系统

摘要

本发明涉及一种上肢康复机器人控制系统，上位机通过蓝牙/WIFI发送指令给MCU模块，MCU模块根据指令选择不同的训练模式；语音模块对非特定语音进行识别，采集并处理语音信号，利用SPI通讯协议传输至MCU模块，控制驱动模块驱动电机运转，完成训练动作；肌电控制模块对患者的健侧进行肌电采集，提取和处理肌电信号，分析处理后，将患者健侧的动作映射机械臂，实现运动意图识别，达到功能补偿和控制的效果。本发明采用了多种人机交互方式，能够更好的达到针对性康复训练的效果，使用时能够精确定位患者上肢的各个关节，避免错位的练习引起组织损伤和肌肉拉伤。本发明的控制系统体积小，使用方便，训练效果好，制造成本低。

主权项

1.一种上肢康复机器人控制系统，包括上位机(4)、轨迹控制模块(1)、肌电控制模块(2)、语音控制模块(3)、MCU模块(5)、安全检测模块(6)、动力驱动模块(7)和训练机构(8)，其特征在于：所述上位机(4)，用于选择不同的训练模式，通过蓝牙/WIFI发送指令信号给MCU模块(5)；所述轨迹控制模块(1)，用于控制训练机构(8)实现已定义轨迹及自定义轨迹运动进行康复训练，已定义轨迹采用预先存储在数据存储SD卡中的轨迹数据，自定义轨迹是医生根据患者的特殊情况，制定的适合患者的运动轨迹；所述肌电控制模块(2)采集健侧手臂运动时的肌电信号和轨迹控制模块(1)根据不同的轨迹产生的位置信号，并分别通过canopen通讯协议传输至MCU模块(5)；所述语音控制模块(3)，用于对非特定语音进行识别，采集并处理语音信号，并利用SPI通讯协议传输至MCU模块；所述安全检测模块(6)，用于采集传输训练机构使用过程中患者的运动信息和生理信息以及训练机构的作用力，同时形成反馈予以输出给MCU模块；所述动力驱动模块(7)，包括三组带有伺服驱动系统的伺服电机，分别用以驱动训练器机构中外骨骼的肩关节和肘关节运动；所述训练机构为7‑DOF上肢外骨骼机器人，7‑DOF上肢外骨骼机器人具有3个驱动自由度，4个非驱动自由度，7‑DOF上肢外骨骼机器人的肩关节和肘关节上分别装有动力驱动模块的带有伺服驱动系统的无刷直流电机，用于辅助患者进行康复训练；在7‑DOF的作用下，7‑DOF上肢外骨骼机器人实现肩关节的屈曲/伸展、内收/外展、内旋/外旋，肘关节的屈曲/伸展和腕关节的屈曲/伸展、内收/外展、内旋/外旋运动；所述MCU模块，用于接收和处理上位机(4)、轨迹控制模块(1)、肌电控制模块(2)、语音控制模块(3)、安全检测模块(6)传送的信息，产生相应的执行指令，并传输至动力驱动模块(7)，控制训练机构(8)实现各训练模式。