[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

说明书

本实用新型公开了一种移动式下肢外骨骼康复机器人及其控制系统，所述机器人包括移动机器人、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；所述控制系统，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，本实用新型可通过操作数据终端的显示屏设置相应的运动模式和训练参数。

技术领域

本实用新型涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种移动式下肢外骨骼康复机器人及其控制系统。

背景技术

下肢外骨骼康复机器人是针对脑卒中及偏瘫患者所研发的一种辅助人腿行走的机器人，使很多瘫痪的人重新站起来行走，增加了患者对生活的信心。此外，外骨骼机器人还广泛的应用于军事、工业等领域。现阶段下肢外骨骼康复机器人一般固定于跑步机上，减重装置设置于跑步机上方的悬吊装置上，使用环境过于单一，使病人感到枯燥乏味，易产生对康复的排斥情绪，不利于康复治疗的进行，此外，目前的外骨骼的传感器信息采集较少，患者穿戴起来不舒服，不利于持久训练。

实用新型内容

针对上述现有技术不足，本实用新型的目的是提供一种移动式下肢外骨骼康复机器人及其控制系统，其通过路径规划、地图重构、自主壁障等功能保障康复患者在移动的环境中自由安全的运动以及训练数据上传的问题。

本实用新型采取的具体技术方案是：

一种移动式下肢外骨骼康复机器人，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。

优选地，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。

优选地，所述驱动轮上设有轮毂电机。

优选地，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。

相应地，本实用新型还提供了一种移动式下肢外骨骼康复机器人的控制系统，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sp i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；