[实用新型]一种移动式下肢外骨骼康复机器人及其控制系统

权利要求书

1.一种移动式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于包括移动机器人、下肢外骨骼机器人、减重装置，其中，所述移动机器人底架上安装有两个驱动轮，四个从动轮，所述外骨骼机器人安装于移动机器人龙门架的内侧，其与移动机器人通过螺栓连接；所移动机器人上端两侧设有减重装置。

2.根据权利要求1所述一种移动式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于所述移动机器人上端两侧的支架上固定安装有直线滑轨，直线滑轨上安装有滑块，滑块外侧固定连接减重装置；所述直线滑轨内侧设有丝杆，直线滑轨一端设有无刷电机，所述无刷电机转轴与丝杆连接，无刷电机驱动丝杆转动进而带动滑块沿着直线导轨上下移动。

3.根据权利要求1所述一种移动式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于所述驱动轮上设有轮毂电机。

4.根据权利要求1所述一种移动式下肢外骨骼康复机器人，其特征在于所述外骨骼机器人还设有四个电机，分别安装于外骨骼的髋关节和膝关节。

5.根据权利要求1-4任意一种所述的移动式下肢外骨骼康复机器人的控制系统，其特征在于包括下肢外骨骼机器人控制系统、移动机器人控制系统、数据终端，其中：

所述下肢外骨骼机器人控制系统包括FPGA控制板、力传感器、足底压力传感器、左右膝关节电机、左右髋关节电机，其中，所述FPGA控制板安装在移动机器人的顶部支架上，其分别与上述各电机通过各自的电机驱动器连接，具体为所述FPGA控制板的can接口电性连接各电机驱动器的can接口，各电机驱动器与各电机通过电源线、编码线和信号线连接；所述力传感器安装在下肢外骨骼机器人大腿杆中部，其串口电性连接FPGA控制板串口；所述足底压力传感器安装在下肢外骨骼机器人脚踏板中部，其与FPGA控制板的spi总线接口通过电线相连；所述力传感器、足底压力传感器分别与数据终端通讯连接；

所述移动机器人控制系统包括ARM控制板、无刷电机、两个轮毂电机、拉力传感器、防跌落传感器、超声波传感器、激光雷达传感器，其中，ARM控制板的PB5、PB6、PB7接口分别电性连接无刷电机的电机驱动器的sv、F/R、BRK接口，分别控制无刷电机的信号、方向和急停，电机驱动器与无刷电机之间采用电源线、编码线和信号线连接；所述ARM控制板与上述各轮毂电机通过各自的电机驱动器连接，具体为所述ARM控制板的can接口电性连接各电机驱动器的can接口，各电机驱动器与各轮毂电机通过电源线、编码线和信号线连接；所述激光雷达传感器安装在移动机器人的顶部支架中间，其与ARM控制板通过I ²C通讯连接；所述防跌落传感器安装在移动机器人底架上、前从动轮的上方，其与ARM控制板I/O通过屏蔽线直接连接；所述超声波传感器安装在移动机器人底架上、从动轮的上方，其与ARM控制板通过RS485通讯连接；

所述FPGA控制板与ARM控制板之间为串口连接，所述FPGA控制板、ARM控制板分别与数据终端通讯连接。

6.根据权利要求5所述的移动式下肢外骨骼康复机器人的控制系统，其特征在于所述力传感器、足底压力传感器分别通过WiFi或蓝牙或局域网与数据终端通讯连接。

7.根据权利要求5所述的移动式下肢外骨骼康复机器人的控制系统，其特征在于所述FPGA控制板、ARM控制板分别通过WiFi或蓝牙或局域网与数据终端通讯连接。

8.根据权利要求5-7任意一种所述的移动式下肢外骨骼康复机器人的控制系统，其特征在于整个控制系统的供电系统为两块锂电池串接构成的锂电池组，所述锂电池组安装在移动机器人的支架上，各电机与锂电池组的连接方式为：从锂电池组引线到各个电机的电机驱动器正负极电源接口；两块控制板和足底压力传感器、力传感器、超声波传感器、激光雷达传感器、防跌落传感器、拉力传感器都采用5V供电，连接方式为：从锂电池组引出正负极电源线到LM2596降压调节模块，LM2596将24V的电压转化为5V电压，从LM2596模块的5V电压接口引线连接到各个传感器和控制板的电源端接口。