[发明专利]平面康复镜像机器人控制系统及训练模式实现方法

权利要求书

1.一种平面康复镜像机器人控制系统，其特征在于，包括机器人控制模块、镜像控制模块、工控机和树莓派；所述机器人控制模块采集机器人力和运动数据送树莓派，树莓派转换数据后送工控机，镜像控制模块捕捉机器人运动数据送工控机，工控机控制机器人控制模块和镜像控制模块在设定的训练模式下协调工作。

2.根据权利要求1所述平面康复镜像机器人控制系统，其特征在于，所述机器人控制模块包括数据采集模块、运动控制模块和安全保护模块；

所述数据采集模块包括二维力传感器及其采集放大器，二维力传感器安装在机械臂末端，采集放大器安装在控制箱中，二维力传感器采集的患者和机械臂手柄处的平面接触力通过采集放大器变成模拟量传输到树莓派，再通过TCP/IP传输到工控机，并存储在工控机内的数据库中供数据评估或处理；

所述运动控制模块包括伺服电机及其驱动器，2路电机分别安装在机械臂基座上和中间关节上，对应的伺服驱动器安装在控制箱中，关节运动速度及位置信息经绝对编码器传输到树莓派,再通过TCP/IP传输到工控机，并存储在工控机内的数据库中供数据评估或处理；

所述安全保护模块包括限位开关、急停开关，所述限位开关安装在机械臂的运动极限位置，所述急停开关安装在控制箱外壳两侧上，用于在紧急情况下切断开关电源。

3.根据权利要求1或2所述平面康复镜像机器人控制系统，其特征在于，所述镜像控制模块包括视频采集模块、人机交互模块；

所述视频采集模块包括相机，相机安装在显示器上方，用于采集健侧带动数据采集器或机器人运动的轨迹视频；

所述人机交互模块包括显示器及触摸屏，显示器作为人机交互界面，通过HDMI接口和所述工控机相连，触摸屏用于直接触摸操作，实现显示器的分屏，显示提供给用户的训练模式。

4.根据权利要求3所述平面康复镜像机器人控制系统，其特征在于，所述工控机中包括任务分配模块、运动控制模块、数据管理模块、逻辑处理模块、人机交互模块和接口通讯模块；

所述任务分配模块对运动控制模块、数据管理模块、人机交互模块和接口通讯模块进行任务分配；

所述运动控制模块在不同训练模式的选择下通过内置轨迹运动程序对2路电机的运动进行控制；

所述数据管理模块包括采集并处理关节实际角度数据,将编码器数据转换成关节的实际转动角度值；采集并处理末端二维力传感器数据,转换成实际X,Y方向的力值；采集并处理接收到的急停或限位开关的逻辑信号；以及采集并处理相机拍摄的运动轨迹视频，转换为镜像后的视频；

所述人机交互模块将控制系统中需要显示的数据处理并发送到显示器和触摸屏；

所述接口通讯模块将运动控制模块中产生的控制指令下发送给树莓派，以及从树莓派中将接收到的数据上传给工控机中其他模块。