[实用新型]一种应用于外骨骼助力机器人的通信系统

说明书

本实用新型公开了一种应用于外骨骼助力机器人的通信系统，包括：上位机单元、远程输入输出单元、数据接口单元；所述上位机单元与数据接口单元的网络接口连接，所述远程输入输出单元包括设置于上肢的第一远程输入输出模块、第二远程输入输出模块，串联后与数据接口单元的第一总线接口连接，和设置于躯干的第三远程输入输出模块和第四远程输入输出模块，串联后与数据接口单元的第二总线接口连接，和设置于下肢大腿处的第五远程输入输出模块、第六远程输入输出模块，串接后与数据接口单元的第三总线接口连接，和设置于下肢小腿处的第七远程输入输出模块、第八远程输入输出模块，串接后与数据接口单元的第四总线接口连接。通信效率提高，扩展性好。

技术领域

本实用新型涉及总线通信技术领域，尤其是一种应用于外骨骼助力机器人的通信系统。

背景技术

外骨骼助力机器人实质上是一种可穿戴机器人，它将人的智能与外部机械动力装置的机械能量结合在一起，可以给人提供额外的动力或能力。外骨骼助力机器人通常是一个庞大且复杂的机电液系统，包括本体机械结构、电机或液压执行器、多传感器、控制电路及控制软件算法。外骨骼助力机器人分布全身的传感器和执行器数量众多，需要一套稳定高速的控制系统采集多传感器信息，并且控制执行器。

目前应用在外骨骼助力机器人领域的控制总线多为CAN总线(Controller AreaNetwork，控制器局域网络)。实现方法为：使用可直接接入CAN总线的传感器和执行器，直接使用CAN总线采集传感器信息，发送执行器控制指令。现有的CAN总线控制方案，缺陷在于：受限于CAN总线的通讯速率，总线带宽最大为1Mbs，容易出现带宽不足和通讯阻塞；可直接接入CAN总线的传感器与执行器数量不多，大大减小了实施时的器件选择余地。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种应用于外骨骼助力机器人的通信系统，克服通讯速率低与可选择传感器数量少的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种应用于外骨骼助力机器人的通信系统，包括：获取机器人的传感器组数据和发送控制信号到机器人的伺服机构的上位机单元、设置于机器人肢干的远程输入输出单元、数据接口单元；所述上位机单元与数据接口单元的网络接口连接，所述远程输入输出单元包括设置于上肢的第一远程输入输出模块、第二远程输入输出模块，第一远程输入输出模块与第二远程输入输出模块串联后与数据接口单元的第一总线接口连接，和，

设置于躯干的第三远程输入输出模块和第四远程输入输出模块，第三远程输入输出模块和第四远程输入输出模块串联后与数据接口单元的第二总线接口连接，和，

设置于下肢大腿处的第五远程输入输出模块、第六远程输入输出模块，第五远程输入输出模块与第六远程输入输出模块串接后与数据接口单元的第三总线接口连接，和，

设置于下肢小腿处的第七远程输入输出模块、第八远程输入输出模块，第七远程输入输出模块与第八远程输入输出模块串接后与数据接口单元的第四总线接口连接。

进一步地，所述第一远程输入输出模块的AD采集通道与左手六维力传感器连接，EnDAT接口通道与左肩关节编码器和左肘关节编码器连接，DA输出通道与左肘关节伺服阀连接；所述第二远程输入输出模块的AD采集通道与左手六维力传感器连接，EnDAT接口通道与左肩关节编码器和左肘关节编码器连接，DA输出通道与右肘关节伺服阀连接。

进一步地，所述第三远程输入输出模块的AD采集通道与左侧躯干倾角传感器连接，EnDAT接口通道分别与左髋关节编码器、左肩关节编码器连接，DA输出通道分别与左髋关节伺服阀和左肩关节伺服阀连接；第四远程输入输出模块的AD采集通道与右侧躯干倾角传感器连接，EnDAT接口通道分别与右髋关节编码器、右肩关节编码器连接，DA输出通道分别与右髋关节伺服阀和右肩关节伺服阀连接。