[发明专利]主从臂机器人及其控制系统和控制方法

摘要

本发明公开了一种主从臂机器人及其控制系统和控制方法，属于康复机器人领域。主从臂机器人包括主臂训练装置、从臂训练装置、悬梁臂和底座，控制系统包括计算机模块，计算机模块连接有主臂参数采集模块、人机交互模块和从臂驱动模块，主臂参数采集模块用于采集主臂训练装置上各组件的角度信号，并将得到的模拟信号转换成数字信号，人机交互模块用于将患者的指令传达给计算机模块，计算机模块用于接收并处理得到的数字信号和患者的指令，并发出控制指令，从臂驱动模块用于根据计算机模块的控制指令驱动从臂进行运动，同时将从臂当前的运动角度反馈给计算机模块。本发明不仅能够完成康复训练，还可以使患者的双臂协调完成简单的生活自理任务。

主权项

1.一种主从臂机器人控制系统，其特征在于，包括主臂训练装置（3）、从臂训练装置（4）、悬梁臂（2）和底座（1），其中：所述主臂训练装置（3）和从臂训练装置（4）通过所述悬梁臂（2）固定在所述底座（1）上；所述主臂训练装置（3）包括主动肩关节外展、内收组件，主动肩关节屈伸组件，主动上臂内、外旋组件，主动肘屈伸组件，主动前臂内、外旋组件和主动腕关节屈伸组件，各组件上依次设置有肩关节外展内收角度传感器（303）、肩关节屈伸角度传感器（312）、上臂内外旋角度传感器（314）、肘屈伸角度传感器（320）、前臂内外旋角度传感器（323）和腕关节屈伸角度传感器（327）；所述从臂训练装置（4）包括被动肩关节外展、内收组件，被动肩关节屈伸组件，被动上臂内、外旋组件，被动肘屈伸组件，被动前臂内、外旋组件和被动腕关节屈伸组件，各组件上依次设置有肩关节外展内收电机（4‑1）、肩关节屈伸电机（4‑2）、上臂内外旋电机（4‑3）、肘屈伸电机（4‑4）、前臂内外旋电机（4‑5）和腕关节屈伸电机（4‑6）；包括计算机模块（100），所述计算机模块（100）连接有主臂参数采集模块（110）、人机交互模块（130）和从臂驱动模块（120），其中：所述主臂参数采集模块（110）用于采集所述主臂训练装置（3）上各组件的角度信号，并将得到的模拟信号转换成数字信号，所述人机交互模块（130）用于将患者（150）的指令传达给所述计算机模块（100），所述计算机模块（100）用于接收并处理得到的数字信号和患者（150）的指令，并发出控制指令，所述从臂驱动模块（120）用于根据所述计算机模块（100）的控制指令驱动从臂进行运动，同时将从臂当前的运动角度反馈给所述计算机模块（100）；所述主臂参数采集模块（110）包括所述肩关节外展内收角度传感器（303）、肩关节屈伸角度传感器（312）、上臂内外旋角度传感器（314）、肘屈伸角度传感器（320）、前臂内外旋角度传感器（323）和腕关节屈伸角度传感器（327），以及角度传感器转换模块（117），所述角度传感器转换模块（117）用于将得到的角度信号从模拟信号转换成数字信号。