[发明专利]一种助力行走外骨骼机器人控制系统

权利要求书

1.一种助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，包括有机器人主体(1)和供电及安全防护单元(2)，所述供电及安全防护单元(2)包括有两个锂电池(20)及一电源分配板(21)，所述电源分配板(21)的输入端连接于两个锂电池(20)，所述电源分配板(21)的输出端连接于所述机器人主体(1)，所述电源分配板(21)用于将两个锂电池(20)之一输出的电能转换为可供所述机器人主体(1)控制部分上电的系统电以及可供所述机器人主体(1)动力部分运转的动力电。

2.如权利要求1所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述机器人主体(1)的动力部分包括有模块化关节驱动单元(10)，所述机器人主体(1)的控制部分包括有行为状态检测单元(11)、运动意图检测单元(12)和中央处理器(13)，所述模块化关节驱动单元(10)、行为状态检测单元(11)和运动意图检测单元(12)分别连接于所述中央处理器(13)，其中：

所述模块化关节驱动单元(10)佩戴于人体下肢，所述模块化关节驱动单元(10)用于执行行走动作；

所述行为状态检测单元(11)用于检测所述机器人的姿态；

所述运动意图检测单元(12)用于检测所述机器人相对当前地面的支撑状态以及检测人体脚底运动速度和方向；

所述中央处理器(13)用于对行为状态检测单元(11)和运动意图检测单元(12)检测的数据进行处理，根据处理结果生成控制指令并传输至所述模块化关节驱动单元(10)，以控制所述模块化关节驱动单元(10)的行走动作。

3.如权利要求2所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述模块化关节驱动单元(10)包括有佩戴于人体左髋、左膝、右髋和右膝位置的四个关节驱动器。

4.如权利要求2所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述行为状态检测单元(11)包括有九轴惯性传感器(110)，所述中央处理器(13)根据所述九轴惯性传感器(110)反馈的数据判断得出所述机器人的姿态。

5.如权利要求4所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述九轴惯性传感器(110脸测的数据基于USB协议传输至所述中央处理器(13)。

6.如权利要求2所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述运动意图检测单元(12)包括有足底薄膜压力传感器(120)、大腿压力传感器(121)和小腿压力传感器(122)，所述足底薄膜压力传感器(120)、大腿压力传感器(121)和小腿压力传感器(122)所采集的数据均通过CAN总线反馈至所述中央处理器(13)。

7.如权利要求6所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述运动意图检测单元(12)包括有传感器采集卡(123)，所述大腿压力传感器(121)和小腿压力传感器(122)的输出端分别连接于所述传感器采集卡(123)，所述传感器采集卡(123)的输出端连接于所述CAN总线。

8.如权利要求2所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述中央处理器(13)将所述控制指令基于EtherCAT协议传输至所述模块化关节驱动单元(10)。

9.如权利要求2所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述中央处理器(13)为RC控制器，且所述中央处理器(13)预设有外骨骼机器人控制算法，藉由所述外骨骼机器人控制算法对所述行为状态检测单元(11)和运动意图检测单元(12)反馈的数据进行处理，再根据处理结果生成控制指令。

10.如权利要求1所述的助力行走外骨骼机器人控制系统，其特征在于，所述供电及安全防护单元(2)包括有上电按钮(22)和急停按钮(23)，所述上电按钮(22)和急停按钮(23)串接于所述电源分配板(21)的输入回路或者输出回路。