[发明专利]一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统

权利要求书

1.一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：包括服务器/信息管理PC、ARM触摸屏模块、DSP微控制器模块、压力采集模块、陀螺仪模块、拐杖控制模块、电机驱动器模块，所述ARM触摸屏模块与服务器/信息管理PC进行信息交互，ARM触摸屏与DSP微控制器模块通讯链接，用于传输数据和指令，所述DSP微控制器模块分别与拐杖控制模块、压力采集模块、陀螺仪模块以及电机驱动器模块之间通过CAN总线相连，用于数据和指令接收或发送。

2.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述ARM触摸屏模块包括ARM微处理器、LCD模块、USB模块、WIFI模块；

所述ARM微处理器的数据端分别与WIFI模块和USB模块连接，ARM微处理器通过WIFI模块和USB模块与服务器/信息管理PC进行信息交互；

所述LCD模块与ARM微处理器的数据端通讯链接，用于运动参数输入、运动指令生成和发送、运动状态的显示；

所述ARM微处理器与DSP微控制器模块通讯连接，用于传输数据和指令至DSP微控制器模块。

3.根据权利要求2所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述DSP微控制器模块包括DSP微处理器、CAN总线接口模块，DSP微处理器与ARM微处理器通讯链接，用于接收运动参数、运动指令，CAN总线接口模块连接在DSP微处理器的数据端，用于分别通过CAN总线连接拐杖控制模块、压力采集模块、陀螺仪模块以及电机驱动器模块。

4.根据权利要求3所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述ARM触摸屏模块和DSP微控制器模块均包括Zigbee模块，所述ARM触摸屏模块与DSP微控制器模块之间通过Zigbee模块通讯链接。

5.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述电机驱动器模块包括伺服驱动器、编码器，所述伺服驱动器通过CAN总线接收DSP微控制器模块下发的运动控制指令驱动电机实现外骨骼机器人的多轴运动，所述编码器通过采集电机运动过程中的位置信息反馈给伺服驱动器，实现电机运动位置的精确控制。

6.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述压力采集模块采用薄膜压力传感器，通过薄膜压力传感器采集穿戴者的足底压力信息并转换成数字量通过CAN总线上传给DSP微控制器模块。

7.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述陀螺仪模块为电子陀螺仪芯片，通过电子陀螺仪芯片采集机器人姿态信息通过CAN总线上传给DSP微控制器模块。

8.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述拐杖控制模块包括有按键，通过按键将控制信息通过CAN总线向DSP微控制器模块发送外骨骼运动状态切换指令来改变外骨骼的运动状态。

9.根据权利要求8所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述的运动状态包括行走、收步站立、调整为准备行走状态。

10.根据权利要求1所述的一种下肢外骨骼助残康复机器人的嵌入式控制系统，其特征在于：所述的服务器/信息管理PC通过接收来自ARM触摸屏发送上来的运动数据，储存数据并用于分析外骨骼使用者的康复状态，对使用者的康复策略进行合理分析并将调整后的康复策略和康复报告发送给ARM触摸屏，供康复治疗师和使用者参考改进康复计划。