[发明专利]一种穿戴式手功能康复机器人及其控制系统

权利要求书

1.一种穿戴式手功能康复机器人，其特征在于：

第一、第二气动肌肉(11、4)的进气端均与机械手臂(1)后端相连；

机械手臂(1)前部安装有支撑滑轮架(26)，支撑滑轮(13)和第一压轮(14)安装在支撑滑轮架(26)上，支撑滑轮架(26)前方安装有掌指关节转动副(18、19)；掌指关节转动副(18、19)前上方安装换向滑轮(15)和第二压轮(16)，下方安装可旋转的指托支架(21)，在指托支架(21)上安装有拉杆(17)和分指托(22)；拉杆(17)上固定有刚性细绳(12)，细绳穿过换向滑轮(15)和第二压轮(16)的间隙再穿过支撑滑轮(13)和第一压轮(14)的间隙，与第一气动肌肉(11)的封闭端连接；掌指关节转动副(18、19)前下方安装有紧贴手指背部的手指压片(24)；掌指关节转动副(18、19)与手指压片(24)之间安装滑轨(25)；

机械手臂(1)的前方一侧安装有第一拇指套(2)和第二拇指套(3)，拇指支架(5)的一端与机械手臂相连，中部和第二气动肌肉(4)的封闭端相连，另一端与第二拇指套(3)相连。

2.一种权利要求1所述手功能康复机器人的控制系统，其特征在于：它包括控制器(100)、A/D采集卡(200)、信号预处理电路(300)、力传感器(400)、角度传感器(500)和电磁比例阀(600)；

力传感器(400)包括第一力传感器(9)和第二力传感器(10)，第一力传感器(9)的一端固定在机械手臂(1)后端，另一端连接第一气动肌肉(11)的进气端，第二力传感器(10)的一端也固定在机械手臂(1)后端，另一端与第二气动肌肉(4)的进气端相连；

角度传感器(500)包括第一角度传感器(6)、第二角度传感器(20)和第三角度传感器(23)；第三角度传感器(6)安装在拇指支架(5)旋转轴处，第一角度传感器(20)安装在掌指关节转动副(18)、(19)的旋转轴处，第二角度传感器(23)安装在指托支架(21)旋转处；

电磁比例阀(600)与第一、第二气动肌肉(11)、(4)的进气端相连；

信号预处理电路(300)与角度传感器(500)和力传感器(400)相连，将传感器信号进行放大滤波后，通过A/D采集卡(200)发送给控制器(100)；

控制器(100)接收包括关节角度和气动肌肉拉力的数据，通过电磁比例阀(600)控制第一、第二气动肌肉(11)、(4)的收缩。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其特征在于：该系统还包括串接的表面肌电电极(700)和肌电放大器(800)，肌电放大器(800)的另一端依次通过信号预处理电路(300)和和A/D采集卡(200)与控制器(100)相连，使用时，表面肌电电极(700)与第一、第二气动肌肉(11、4)接触。

4.根据权利要求2或3所述的控制系统，其特征在于：该系统还包括与控制器相连的计算机(900)。