[发明专利]一种用于人体指关节助力及康复设备的运动控制器

摘要

本发明公开了一种用于人体指关节助力及康复设备的运动控制器，包括主控部件MCU、信号调理电路、电流采样电路、H桥驱动电路、上位机、压力传感器和液晶显示屏，所述主控部件MCU采用STM32F103VC芯片；信号调理电路由滤波电路和运算放大电路组成，用于接收压力传感器的压力反馈信号，并对压力反馈信号进行调理；电流采样电路用于实现电机电流采样，并将采样的电流信号转换成电压信号；H桥驱动电路依据PWM信号导通或关断MOSFET，改变施加在电机两端的电压，实现电机的运动控制；液晶显示屏用于实现人机交互。上述运动控制器简化了电路设计，使整机系统轻巧便携、操作简单，从而方便使用。

主权项

1.一种用于人体指关节助力及康复设备的运动控制器，其特征在于，所述运动控制器包括主控部件MCU、信号调理电路、电流采样电路、H桥驱动电路、上位机、压力传感器和液晶显示屏，其中：所述主控部件MCU采用STM32F103VC芯片，该芯片采用Cortex‑M3内核，集成了定时器、脉冲宽度调制PWM、通用异步收发传输器UART、串行外设接口SPI、控制器局域网络CAN、通用串行总线USB、数模转换模块D/A、模数转换模块A/D；所述主控部件MCU用于分析并处理来自所述压力传感器的信号，根据分析结果输出信号给所述H桥驱动电路，根据所述电流采样电路输出的信号控制电机输出恒定力矩；通过SPI模块与所述液晶显示屏通信，实现参数的读写；通过UART模块与所述上位机通信，实现相关信息的上传；所述信号调理电路由滤波电路和运算放大电路组成，用于接收压力传感器的压力反馈信号，并对压力反馈信号进行调理，并将调理后的信号输入至所述主控部件MCU的模数转换模块A/D中；同时用于所述电流采样电路输出电流信号的调理，并将调理后的信号输入至所述主控部件MCU的模数转换模块A/D；所述电流采样电路用于实现电机电流采样，并将采样的电流信号转换成电压信号，经过所述信号调理电路调理后输入至所述主控部件MCU的模数转换模块A/D；所述H桥驱动电路依据PWM信号导通或关断MOSFET，改变施加在电机两端的电压，实现电机的运动控制；所述上位机通过UART串口与所述主控部件MCU通信，实现康复数据的上传；所述压力传感器分布在仿生筋腱执行终端上，当所述仿生筋腱执行终端上的压力值发生变化时，所述压力传感器的电阻值也发生变化；所述压力传感器接入所述信号调理电路，当压力值发生变化时，调理电路的输出也发生变化，根据变化规律可获得压力值；所述液晶显示屏通过SPI模块与所述主控部件MCU通信，实现人机交互。