[发明专利]一种下肢助力外骨骼机器人的控制系统

权利要求书

1.一种下肢助力外骨骼机器人的控制系统，包括处理模块、操作模块、传感模块和供电模块，所述供电模块用于向所述操作模块、所述处理模块和所述传感模块输送电能，所述操作模块用于向所述处理模块发送操作指令信息，所述传感模块用于获取穿戴者的步态信息并上传至所述处理模块，所述处理模块用于根据所述操作指令或所述步态信息控制所述下肢助力外骨骼机器人的运行状态，其特征在于，所述处理模块包括检测电路、软件管理单元、第一电路、第二电路和驱动单元，所述控制系统包括第一安全模块和第二安全模块；

所述第一安全模块用于通过所述检测电路输出第一急停信号，所述第二安全模块用于通过所述检测电路输出第二急停信号；

所述检测电路用于将所述第一急停信号输出给所述软件管理单元，所述软件管理单元用于根据所述第一急停信号控制所述第一电路对所述驱动单元进行软件急停操作；

所述检测电路用于将所述第二急停信号输出给所述第一电路和所述第二电路以对所述驱动单元进行硬件急停操作；

所述软件管理单元包括系统管理单元，所述驱动单元包括电机，所述第一电路包括第一或门电路、驱动电路和电子开关，所述第一急停信号经所述检测电路和所述系统管理单元输出给所述第一或门电路，所述第一或门电路向所述驱动电路输出所述第一急停信号，所述驱动电路根据所述第一急停信号关闭所述电子开关以切断所述电机的电源，实现所述软件急停操作；

所述检测电路向所述第一或门电路输出所述第二急停信号，所述驱动电路根据所述第一或门电路输送的所述第二急停信号关闭所述电子开关以切断所述电机的电源；

所述软件管理单元包括主处理单元，所述系统管理单元将所述操作指令发送给所述主处理单元，所述传感模块将所述步态信息发送给所述主处理单元，所述主处理单元根据所述操作指令和所述步态信息通过所述驱动单元控制所述下肢助力外骨骼机器人的所述运行状态；

所述处理模块安装在盒体中，所述盒体的体积不大于0.0042m³，所述盒体的重量不大于2Kg。

2.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述主处理单元包括ARM处理器、第一串口、第二串口和SPI转换接口，所述第一串口用于连接所述系统管理模块，所述第二串口用于连接所述驱动单元，所述SPI转换接口用于连接所述传感模块，所述ARM处理器根据所述操作指令和所述步态信息控制所述下肢助力外骨骼机器人的所述运行状态。

3.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述驱动单元包括电机，所述第二电路包括第二或门电路，所述检测电路将所述第二急停信号输出给所述第二或门电路，所述第二或门电路输出所述第二急停信号以关闭所述电机的使能脚。

4.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述电子开关为金属-氧化物半导体场效应晶体管。

5.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一安全模块包括至少两个开关按键，至少两个所述开关按键通过集电极开路门电路并联连接。

6.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第二安全模块包括至少两个急停按键，至少两个所述急停按键通过集电极开路门电路并联连接。

7.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述第一安全模块包括一个开关按键，所述第二安全模块包括一个急停按键，所述开关按键和所述急停按键通过集电极开路门电路并联连接。

8.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述操作模块包括触控屏，所述触控屏能够显示停止按钮，所述停止按钮用于对所述控制系统进行所述软件急停操作。

9.如权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述处理模块包括电源管理单元，所述供电模块向所述电源管理单元输送所述电能，所述电源管理单元将所述电能通过所述软件管理单元输送给所述控制系统并监控所述控制系统的用电情况。