[发明专利]基于ARM的上肢康复训练机器人系统

权利要求书

1.一种基于ARM处理器的上肢康复训练机器人系统，其特征在于所述系统包括机构部分、控制部分和电源，其中机构部分由底座(1)、座椅(2)、立柱(3)、悬吊线(4)、肘关节支撑套(5)、病人端手柄(6)、托盘(7)、力传感器(8)、医生端手柄(9)、位置传感器(10)、电机(11)、康复训练牵引机械臂(12)组成，控制部分由数据采集模块(13)、ARM处理器系统电路(14)、键盘电路(15)、LCD显示电路(16)、网络接口电路(17)、存储卡电路(18)、电机驱动电路(19)、控制计算机(20)组成，其中数据采集模块(13)包括运动信号采集电路(131)、信号调理电路(132)，电机驱动电路(19)包括光耦隔离电路(191)、驱动放大电路(192)；底座(1)由导轨和平台组成，座椅(2)设置于底座(1)的导轨上，立柱(3)固定在座椅(2)后部底座(1)的导轨上，肘关节支撑套(5)通过悬吊线(4)与立柱(3)的悬梁固定，电机(11)的底盘与底座(1)的平台固定，位置传感器(10)设置于电机(11)的中部转轴上，电机(11)的上部转轴与康复训练牵引机械臂(12)的中部固定，康复训练牵引机械臂(12)的一端设置有一个医生端手柄(9)，病人端手柄(6)通过托盘(7)后与康复训练牵引机械臂(12)的另一端固定，力传感器(8)设置于病人端手柄(6)的下部；力传感器(8)、位置传感器(10)的输出端分别与运动信号采集电路(131)的输入端连接，运动信号采集电路(131)的输出端与信号调理电路(132)的输入端连接，信号调理电路(132)的输出端、键盘电路(15)的输出端分别与ARM处理器系统电路(14)的输入端连接，ARM处理器系统电路(14)的输出端与LCD显示电路(16)的输入端连接，ARM处理器系统电路(14)分别与网络接口电路(17)、存储卡电路(18)电连接，网络接口电路(17)与控制计算机(20)电连接，ARM处理器系统电路(14)的输出端与光耦隔离电路(191)的输入端连接，光耦隔离电路(191)的输出端与驱动放大电路(192)的输入端连接，驱动放大电路(192)的输出端与电机(11)的输入端连接；电源的输出端分别与机构部分、控制部分电连接。

2.根据权利要求1所述的基于ARM处理器的上肢康复训练机器人系统，其特征在于所述运动信号采集电路(131)包括四个电阻即第一电阻(R1)至第四电阻(R4)、可变电阻(R5)、第一电解电容(C1)、第一电容(C2)、力传感器接口(J1)、位置传感器接口(J2)、并联稳压二极管(A1)、仪用放大器(A2)、第一运算放大器(A3)；其中力传感器接口(J1)的1脚、2脚、3脚、4脚分别与力传感器(8)的输出端连接，力传感器接口(J1)的1脚接电源的输出端，力传感器接口(J1)的2脚接地，力传感器接口(J1)的3脚接仪用放大器(A2)的3脚，力传感器接口(J1)的4脚接仪用放大器(A2)的2脚，仪用放大器(A2)的1脚分别接可变电阻(R5)的一端和中间端，可变电阻(R5)的另一端串接第一电阻(R1)后接仪用放大器(A2)的8脚，仪用放大器(A2)的4脚接电源的输出端，仪用放大器(A2)的5脚接地，仪用放大器(A2)的6脚接信号调理电路(132)的输入端，仪用放大器(A2)的7脚接电源的输出端；位置传感器接口(J2)的1脚、2脚分别与位置传感器的输出端连接，位置传感器接口(J2)的2脚分别与第一运算放大器(A3)的输出端6脚、信号调理电路(132)的输入端连接，位置传感器接口(J2)的1脚分别与第一运算放大器(A3)的负输入端2脚、第二电阻(R2)的一端连接，第二电阻(R2)的另一端分别与第一电容(C2)的一端、第一电解电容(C1)的负输入端、并联稳压二极管(A1)的阳极、第四电阻(R4)的一端连接，第四电阻(R4)的另一端接电源的输出端，第一电容(C2)的另一端分别与并联稳压二极管(A1)的参考极和阴极、第一电解电容(C1)的正输入端连接接地，第一运算放大器(A3)的正输入端3脚串联第三电阻(R3)后接模拟地，第一运算放大器(A3)的4脚、7脚分别接电源的输出端。