外骨骼助力机器人的信息采集与控制系统

摘要

发明公开了一种外骨骼机器人信息采集与控制系统的设计，涉及机器人领域，着重解决多传感器信息采集问题。系统在机器人关节处分别安装电机驱动控制的电机。系统上共安装四类传感器，包括加速度、压力传感器、旋转编码器和陀螺仪，将压力传感器安装在脚掌主要受力点，将加速度传感器安装在大小腿中间、髋关节进行加速度测量。将陀螺仪安装在腰后中间测量重心，另外采集旋转编码器数据进行校准。根据传感器分布用独立单片机进行数据采集，并采用zigbee无线数据传输，将数据传输至上位机处理，使用VC++软件对数据实时显示，通过CAN总线实现电机的控制。实验证明，本发明能实时采集有效信息并控制，对外骨骼后续研究有重要的参考价值。

主权项

一种外骨骼助力机器人包括护腰1，髋关节驱动装置3，大腿骨连杆4，升降机构5，膝关节驱动装置6，小腿骨连杆7，脚踝关节8，足底踏板9，信息采集与控制系统；其信息采集与控制系统系统包括：位于护腰中部的陀螺仪2，髋关节驱动电机和电机编码器13，大腿骨连杆中部加速度传感器12，膝关节驱动电机和电机编码器11，小腿骨连杆中部加速度传感器10，安装于足底踏板9处的压力传感器。其特征在于，由安装在机器人机构上的各类传感器采集运动状态信息，经单片机将信息采集和初步处理，再由zigbee模块进行无线数据传输，最后由上位机进行接收处理并显示；同时，控制系统根据接收到的传感器数据对伺服电机11、13发出指令，电机动作达到助力效果。