The invention relates to a rope pulling series elastic actuator based on force position coupling. The utility model comprises a slide rail, a moving plate, a pressure spring, a magnetic grating ruler, a pressure sensor, an electric cylinder, a winding rope motor and a capstan. The rope through the rope winch, electric motor driven cylinder side of the pulley and the movable plate on the pulley, the pulley and the tension sensor pressure sensor at the top end, connected to the target object. This series elastic actuator only one degree of freedom is needed to complete the position servo control and force the two goal, is the typical underactuated system, the invention adopts the design of series elastic rope traction drive, force and position at the same time the use of electric cylinder control rope. Through a series of elastic elements in rope, rope will coupling position and rope tension, the composite control rope and sling tension into position for the control of the string into the spring deformation, at the same time follow the precise control of output power.
【技术实现步骤摘要】
一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器
本专利技术涉及一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器,一般用于机器人领域与康复医疗器械领域。
技术介绍
在机器人辅助的康复训练中,机器人大多采用适应性控制算法为患者提供助力,这使患者有机会降低自己的主动努力,从而导致患者懈怠,产生惰性,降低康复效果。特别是对于中度或轻度神经损伤后有一定运动能力的患者,仅提供身体重力支撑的减重步行训练可以更加激发病人的主动参与,并有助于训练病人的步态和平衡控制能力,近年来得到更多的重视。现有的绳悬吊式减重技术主要有两种:1.被动减重技术,由一个固定质量的配重提供一个固定的拉力,这种被动减重技术在患者运动过程中不仅不会减少患者的动态负载还会使其增加。2.主动减重技术,由卷绳电机通过绞盘始终保持吊绳上的拉力不变,这种方法改善了被动减重技术会增加患者动态负载的缺陷,但也没能减少患者在运动过程中的动态负载,无法达到良好的虚拟去质量效果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出一种新型的基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器,通过模型分析和设计,解决上述缺陷。本专利技术的技术方案如下:基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器,包括一个金属框架,在金属框架上平行安装有一对滑轨,所述滑轨上套装有两个动板,两个动板之间的滑轨上各套装有一个压簧,在金属框架的外侧安装有一个电缸,电缸的输出轴穿过该金属框架并与内侧紧邻的一个动板铰接,在金属框架该侧同时安装有滑轮a,另一动板上安装有滑轮b,在所述金属框架的相对电缸另一边外侧安装有一个卷绳电机,卷绳电机的输出轴通过联轴器与绞盘连接,用于悬吊的钢丝绳盘绕在绞盘上,钢丝绳的末端 ...
【技术保护点】
一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器,其特征是:该驱动器包括一个金属框架,在金属框架上平行安装有一对滑轨,所述滑轨上套装有两个动板,两个动板之间的滑轨上各套装有一个压簧,在金属框架的外侧安装有一个电缸,电缸的输出轴穿过该金属框架并与内侧紧邻的一个动板铰接,在金属框架该侧同时安装有滑轮a,另一动板上安装有滑轮b,在所述金属框架的相对电缸另一边外侧安装有一个卷绳电机,卷绳电机的输出轴通过联轴器与绞盘连接,用于悬吊的钢丝绳盘绕在绞盘上,钢丝绳的末端依次绕过滑轮a和滑轮b,最后绕过安装在金属框架底部的压力传感器顶端的滑轮c竖直向下连接于需要被提供拉力的目标物体。
【技术特征摘要】
1.一种基于力位耦合的绳牵引串联弹性驱动器,其特征是:该驱动器包括一个金属框架,在金属框架上平行安装有一对滑轨,所述滑轨上套装有两个动板,两个动板之间的滑轨上各套装有一个压簧,在金属框架的外侧安装有一个电缸,电缸的输出轴穿过该金属框架并与内侧紧邻的一个动板铰接,在金属框架该侧同时安装有滑轮a,另一动板上安装有滑轮b,在所述金属框架的相对电缸另一边外侧安装有一个卷绳电机,卷绳电机的输出轴通过联轴器与绞盘连接,用于悬吊的钢丝绳盘绕在绞盘上,...
【专利技术属性】
技术研发人员:于宁波,杨卓,孙玉波,方勇纯,
申请(专利权)人:南开大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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