CN109582020A - 一种遥控式康复机器人避障控制系统 - Google Patents

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高学山
罗定吉
李健
张鹏飞
丛佩超
王世刚
苗明达
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Abstract

本发明公开了一种遥控式康复机器人避障控制系统，包括控制板、无线遥控接收器、超声波雷达、防跌落光电传感器、激光雷达，本发明设计的遥控式康复机器人，较以往传统的病人自己控制康复机器人，更加的安全可靠，避免了病人突发不适或操作失误而医生来不及反应制动机器人，对病人造成的伤害。同时，遥控式康复机器人，也便于医生随时关注病人康复训练效果，并根据效果随时改变训练模式。同时，本发明设计的防碰撞系统，较以往的康复机器人单传感器避障，有了更大的进步，超声波雷达和激光雷达的相互配合，判断障碍物更加准确，而本设计特别加入的防跌落传感器，更是防止了病人在医院走廊训练时在楼梯等危险场合失控，较以往的康复机器人更加的安全可靠。

Description

一种遥控式康复机器人避障控制系统
技术领域
本发明涉及一种遥控式康复机器人避障控制系统。
背景技术
对于康复机器人的研究，国内外都有很多的案例，现有的康复机器人，多数是不可移动的训练平台，而对于可移动康复机器人，大多数都是病人用手柄操纵杆操作且使用单一的传感器进行避障，且由病人操作，就会存在因病人误动作使机器人失控，并且使用单一传感器进行避障，就会出现传感器没有发现障碍物或者没有障碍物传感器却发出警报等问题，将会影响病患的康复，给正在使用机器人的患者造成二次伤害。
发明内容
针对上述现有技术的不足，本发明要解决的技术问题是提供一种遥控式康复机器人避障控制系统，本系统在单一传感器的基础上，增加了多种传感器，使用光电、超声波雷达、激光雷达等多种传感器，可以避免单一传感器出现盲区而使康复机器人产生误动作。且对于不同的康复训练环境，机器人都可以准确判断所在环境的障碍物情况，精确避障，为患者康复提供更加安全可靠的保障。同时，多传感器的结合，也为机器人自建地图、自主导航提供了后期开发的可能性。
本发明采取的技术方案是：
一种遥控式康复机器人避障控制系统，包括控制板、无线遥控接收器、超声波雷达、防跌落光电传感器、激光雷达；所述控制板安装在康复机器人上，给康复机器人轮毂电机驱动器发送指令，控制轮毂电机运动；所述控制板上安装有信号接收器，无线遥控接收器通过信号接收器与控制板信号连接，所述无线遥控接收器上安装有前进、后退、原地转向、调速按键；所述超声波雷达包括4个探头和探头末端，4个探头是分别装在机器人左前，左后，右前，右后四处，探头末端连接在测量变送器上，测量变送器与控制板通过RS485连接；所述防跌落光电传感器分别安装在人康复机器人四个角底部并与控制板直接电路连接；所述激光雷达包括探头和探头末端，探头安装在康复机器人左前方，探头末端与控制板直接电路连接。
优选地，所述超声波雷达4个探头的安装均以末端为圆心，向机器人内测旋转25°。
优选地，所示控制板为ARM控制板。
本发明的有益效果是：本发明设计的遥控式康复机器人，较以往传统的病人自己控制康复机器人，更加的安全可靠，避免了病人突发不适或操作失误而医生来不及反应制动机器人，对病人造成的伤害。同时，遥控式康复机器人，也便于医生随时关注病人康复训练效果，并根据效果随时改变训练模式。同时，本发明设计的防碰撞系统，较以往的康复机器人单传感器避障，有了更大的进步，超声波雷达和激光雷达的相互配合，判断障碍物更加准确，而本设计特别加入的防跌落传感器，更是防止了病人在医院走廊训练时在楼梯等危险场合失控，较以往的康复机器人更加的安全可靠。
附图说明
图1为本发明实施例所述的遥控式康复机器人避障控制系统的结构组成图；
图2为本发明实施例所述的遥控式康复机器人避障控制系统的程序流程图；
图3为传统机器人雷达探头安装方法示意图；
图4为本发明的超声波雷达探头在机器人左前、右前方向安装方法示意图；
图5为ARM控制板结构模块示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述。
实施例
一种遥控式康复机器人避障控制系统，如图1所示，包括ARM控制板、无线遥控接收器、超声波雷达、防跌落光电传感器、激光雷达；所述控制板安装在康复机器人上，给康复机器人轮毂电机驱动器发送指令，控制轮毂电机运动；所述控制板上安装有信号接收器，无线遥控接收器通过信号接收器与ARM控制板信号连接，所述无线遥控接收器上安装有前进、后退、原地转向、调速等按键；所述超声波雷达包括4个探头和探头末端，4个探头是分别装在机器人左前，左后，右前，右后四处，所述超声波雷达4个探头的安装均以末端为圆心，向机器人内测旋转25°；如图3所示，传统机器人雷达探头安装方法，如图4所示，超声波雷达探头在机器人左前、右前方向安装方法，探头末端连接在测量变送器上，测量变送器与ARM控制板通过RS485连接；所述防跌落光电传感器分别安装在人康复机器人四个角底部即机器人左前、左后、右前、右后四个位置的底部，并与ARM控制板直接电路连接；所述激光雷达包括探头和探头末端，探头安装在康复机器人左前方，探头末端与ARM控制板直接电路连接。
对病人进行训练时，分别对跌落传感器、超声波雷达、激光雷达的检测距离设置一个阈值，当检测到距离达到上述任意一个阈值时，ARM控制板控制轮毂电机停转，且使无线遥控接收器失效。如图2所示，在一个周期里，首先ARM控制板检测避障模块(即防跌落传感器、超声波雷达、激光雷达)和无线遥控接收器信号，信号到位后，判断跌落传感器是否超过阈值，若超过则返回开始重新检测，若没超过，继续判断超声波、激光雷达是否超过阈值，若小于阈值，返回开始重新检测，大于阈值，判断无线遥控接收器是否按下，若检测到无线遥控接收器按下，轮毂电机按照无线遥控接收器指令行驶。

Claims (3)

1.一种遥控式康复机器人避障控制系统，其特征在于包括控制板、无线遥控接收器、超声波雷达、防跌落光电传感器、激光雷达；所述控制板安装在康复机器人上，给康复机器人轮毂电机驱动器发送指令，控制轮毂电机运动；所述控制板上安装有信号接收器，无线遥控接收器通过信号接收器与控制板信号连接，所述无线遥控接收器上安装有前进、后退、原地转向、调速按键；所述超声波雷达包括4个探头和探头末端，4个探头是分别装在机器人左前，左后，右前，右后四处，探头末端连接在测量变送器上，测量变送器与控制板通过RS485连接；所述防跌落光电传感器分别安装在人康复机器人四个角底部并与控制板直接电路连接；所述激光雷达包括探头和探头末端，探头安装在康复机器人左前方，探头末端与控制板直接电路连接。
2.根据权利要求1所述的遥控式康复机器人避障控制系统，其特征在于所述超声波雷达4个探头的安装均以末端为圆心，向机器人内测旋转25°。
3.根据权利要求1所述的遥控式康复机器人避障控制系统，其特征在于所示控制板为ARM控制板。
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