[实用新型]一种辅助站立机器人控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种机器人控制系统，具体涉及一种辅助站立机器人控制系统，属于智能电子产品技术领域。

背景技术

起立是生活中最基本的运动之一，也是完成其他运动的准备姿势，但对老年人、功能障碍、脊髓损伤、偏瘫和全瘫等患者而言，完成站立要付出巨大努力，甚至是无法完成的任务，造成其长期保持坐姿，无法或者很少运动而导致相关生理衡并提供部分辅助力完成起立但完全依靠上肢辅助起立，要求患者上肢健全且肌肉力较大，辅助起立时上肢将承受身体全部重量，容易受损伤，而且长时间会导致上肢各关节并发症，起立运动不但对人体肌肉骨骼系统要求非常高，而且要求患者方向感和平衡能力较强，特别是下肢肌肉强度是完成起立关键因素，所以开发辅助患者进行起立训练、保持下肢平衡感和逐渐恢复肌肉强度的辅助器具很有意义；目前，功能性电刺激技术可辅助患者完成起立训练，但训练过程需大量试验评估，患者对新控制方法和调整参数适应过程冗长，患者往往会由于单调的训练失去耐心，因此训练时间不宜过长，机械装置也可辅助起立，但口前所设计装置结构简单，控制系统、信号采集和反馈系统不完善，既无法反馈训练信息，也无法实时控制和监测训练过程，更无法对患者起立运动轨迹进行可编程规划，患者被固定于辅助装置而无法主动参与训练过程。

发明内容

（一）要解决的技术问题

为解决上述问题，本发明提出了一种辅助站立机器人控制系统，对机器人辅助患者完成起立时，患者各关节运动轨迹和运动学参数进行测试，为起立机器人位置控制与患者起立过程力学研究奠定基础。

（二）技术方案

本发明的辅助站立机器人控制系统，包括目标机和宿主机，及与目标机通过数据采集卡和数据总线电连接的读码器模块和模数转换模块，及与模数转换模块电连接的液压伺服阀，及与液压伺服阀电连接的液压泵，及与读码器模块组装的运动关节；所述运动关节的一侧设置有联动液压区。

进一步地，所述目标机和宿主机内均安装有网卡；所述目标机和宿主机通过以太网进行通讯。

进一步地，所述读码器模块包括编码器和解码器。

再进一步地，所述编码器安装于运动关节处；所述编码器为增量式编码器。

（三）有益效果

与现有技术相比，本发明的辅助站立机器人控制系统，对机器人辅助患者完成起立时，患者各关节运动轨迹和运动学参数进行测试，为起立机器人位置控制与患者起立过程力学研究奠定基础。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意框图。

具体实施方式

如图1所示的一种辅助站立机器人控制系统，包括目标机1和宿主机2，及与目标机1通过数据采集卡3和数据总线4电连接的读码器模块5和模数转换模块6，及与模数转换模块6电连接的液压伺服阀7，及与液压伺服阀7电连接的液压泵8，及与读码器模块5组装的运动关节10；所述运动关节10的一侧设置有联动液压区11。

其中，所述目标机1和宿主2机内均安装有网卡9；所述目标机1和宿主机2通过以太网进行通讯。

所述读码器模块5包括编码器和解码器。

所述编码器（未图示）安装于运动关节10处；所述编码器（未图示）为增量式编码器。

本发明的辅助站立机器人控制系统，目标机与宿主机连接和交换数据的方式为网络连接，在局域网中以太网按TCP/IP协议进行数据传输，数据传输速度为100Mbit/s，模拟信号和编码器信号通过两块数据采集卡即PCI接口板采集，而总线与系统主CPU交换数据，控制信号通过I/O模块、D/A和A/D模块、编码器/解码器模块进行数据交换，由电压信号控制液压伺服阀开启和关闭程度，控制所供液压油量，液压缸驱动末端执行器以不同速度运动，从而实现起立机器人运动，安装于运动关节的增量式编码器把所测数据返回编码器/解码器模块，目标机将显示测试数据。

上面所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定。在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域普通人员对本发明的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。