康复机器人制造技术

本实用新型专利技术公开一种康复机器人，包括下肢机器人、设于人下肢髋关节位置的标记，所述下肢机器人包括髋骨部件、一对位于髋骨部件之下的股骨部件、位于每个股骨部件和髋骨部件之间的髋关节组件、摄像头，所述摄像头设于所述髋关节组件上，用于拍摄所述标记的标记图像，随人下肢运动，所述标记图像的位置发生变化，所述摄像头根据所述标记图像的位置变化输出控制信号；通过控制部件实时响应来自所述摄像头的控制信号，来控制所述髋关节组件向所述标记的位置移动。本实用新型专利技术解决了传统机器人中机器人骨骼与人动作之间有延误容易造成人下肢骨骼损坏的问题，实现了下肢机器人随人下肢的运动同步移动。

Rehabilitation Robot

The utility model discloses a rehabilitation robot, which comprises a lower limb robot and a marker for the position of the hip joint of the lower limb. The lower limb robot comprises a hip component, a pair of femoral components under the hip component, a hip component between each femoral component and the hip component, and a camera. The camera is arranged on the hip component for taking the marker. The position of the marked image changes with the movement of lower limbs, and the camera outputs control signals according to the position change of the marked image. The hip joint component is controlled to move to the position of the marked image by real-time response of the control signal from the camera by the control part. The utility model solves the problem that there is a delay between the robot skeleton and the human motion in the traditional robot, which easily causes the damage of the lower limb skeleton, and realizes the synchronous movement of the lower limb robot with the movement of the lower limb.

【技术实现步骤摘要】
康复机器人
本技术属于机器人
，具体涉及一种康复机器人。
技术介绍
人体上的髋关节是大腿骨和盆骨连接的地方，所有的大腿运动都是围绕髋关节运动。用于康复护理治疗的外骨骼下肢康复机器人的运动也是模仿人腿部运动，由一部髋关节驱动电机来模拟髋关节，驱动腿部机械围绕电机轴来运动，但目前的外骨骼下肢康复机器人都没有对电机轴和关节轴同步的调整方案，现有的康复机器人通常是手动调节，不能实现在运动中实时调节，机器人与人下肢外骨骼一旦发生错位就会对人体骨骼产生力矩，严重的会导致医疗事故。申请号为201310290027.4的专利文献公开了一种步态康复训练机器人，包括康复仪平台以及设置在康复仪平台上的可穿戴下肢外骨骼，可穿戴下肢外骨骼包括腰部外骨骼、左下肢外骨骼以及右下肢外骨骼，所述左下肢外骨骼和右下肢外骨骼分别连接在腰部外骨骼上，左下肢外骨骼和右下肢外骨骼对称设置，且分别绑定于患者的左、右大腿与小腿，从而带动患者的左、右大腿和小腿运动，完成行走动作，进行步态康复训练。该康复机器人只是采用传统的可穿戴下肢外骨骼，将下肢骨骼绑定于患者下肢上时，下肢行走动作时若绑带发生松动，会造成下肢骨骼与患者下肢动作容易发生延误，或者发生错位，从而对患者下肢骨骼产生作用力，反而损坏患者骨骼恢复。
技术实现思路
本技术的主要目的是提供一种康复机器人，旨在解决现有的康复机器人与患者下肢骨骼动作有延误易损坏人骨骼的问题。为实现上述目的，本技术提出一种康复机器人，包括下肢机器人、设于人下肢髋关节位置的标记，所述下肢机器人包括：髋骨部件、一对位于髋骨部件之下的股骨部件、位于每个股骨部件和髋骨部件之间的髋关节组件，所述股骨部件与所述髋关节组件连接处通过一髋关节驱动电机驱动；摄像头，设于所述股骨部件与所述髋关节组件的连接处，并与所述髋关节驱动电机的电机轴同轴，所述摄像头用于拍摄所述标记的标记图像，随人下肢运动，所述标记图像的位置发生变化，所述摄像头根据所述标记图像的位置变化输出控制信号；控制部件，用于实时响应来自所述摄像头的控制信号，来控制所述电机轴向所述标记的位置移动。优选地，所述标记设有多个方块，各方块按以下棋格状方式布置：同一行的方块：各方块的左上角的纵坐标相同，各方块的宽度相等，各方块的高度自左向右依次以第一尺寸递增；同一列的方块：各方块的左上角的横坐标相同，各方块的高度相等，各方块的宽度自上向下依次也以第一尺寸递增。优选地，所述标记设有多个方块，各方块按以下棋格状方式布置：同一行的方块：各方块的左上角的纵坐标相同，高度相同，以最中心的方块为中心，左右两边的方块对称设置，且其宽度从中心至左右两边依次以第二尺寸递减；同一列的方块：各方块的左上角的横坐标相同，宽度相同，以最中心的方块为中心，上下两边的方块对称设置，且其高度从中心至上下两边依次也以第二尺寸递减；此标记用于在人为确定髋关节位置后,使其中心最大的方块对应人下肢髋关节位置。优选地，所述标记中方块为黑色，标记中除方块其它部分为白色。优选地，所述标记中方块为第一颜色，标记中除方块其它部分为第二颜色；所述摄像头为黑白摄像头。优选地，所述髋骨部件设有：侧展电机、设于侧展电机输出轴上的驱动轮、沿左右方向水平延伸的左右丝杆、固定于左右丝杆上的从动轮、与所述左右丝杆平行的左右导杆，所述从动轮与所述驱动轮啮合，所述髋关节组件设于所述左右丝杆上。优选地，所述髋关节组件包括第一构件、第二构件和第三构件，所述第一构件连接于所述髋骨部件后侧，并能相对所述髋骨部件左右水平移动；所述第二构件连接于所述第一构件后侧，并能相对所述第一构件上下移动；所述第三构件连接于所述第二构件底部，并能相对所述第二构件前后水平移动；所述摄像头和股骨部件连接于所述第三构件底部。优选地，所述第一构件前侧设有：与所述左右丝杆配合的左右移动滑块、与所述左右导杆配合的左右移动滑套；所述第一构件后侧设有：屈伸电机、安装于屈伸电机输出轴上的竖向延伸的上下丝杆、与所述上下丝杆平行的上下导杆；所述第二构件后侧设有：与所述上下丝杆配合的上下滑块、与所述上下导杆配合的上下滑套；所述第二构件底侧设有：前后电机、安装于前后电机输出轴上的沿前后方向水平延伸的前后丝杆、与所述前后丝杆平行的前后导杆；所述第三构件顶端设有：与所述前后丝杆配合的前后滑块、与所述前后导杆配合的前后滑套。优选地，所述标记设于穿戴在人下肢上的贴身短裤上。与现有技术相比，本技术技术方案的有益效果：一、本技术在人下肢髋关节位置处设置标记，在下肢机器人的与人下肢髋关节位置对应位置设置摄像头，摄像头与髋关节电机电机轴同轴，通过摄像头实时获取标记的图像，通过对图像中图案进行计算分析，以判断标记与摄像头的位置偏移，即得出人下肢与机器人髋关节电机之间的位置偏移，随即控制下肢机器人动作，使下肢机器人的髋关节电机位置重新与人下肢标记对应，采用在空间上视觉识别并控制下肢机器人跟随的方法，解决了外骨骼下肢康复机器人与人体骨骼的精确运动配合问题，实现了机器人电机轴与关节轴的同步调整，防止了传统机器人骨骼部件与人体骨骼动作延误发生错位损害人骨骼的问题，使得患者在进行下肢康复训练时不用再担心骨头受伤。二、本技术视觉识别技术中采用标记的图案为黑白棋格状设计，富有规律性且易于识别，使摄像头更容易根据标记进行自判断出髋关节位置。三、本技术下肢机器人采用的三轴联动结构体积小，配重合理，所有组件都在一起，缩小了下肢机器人的必要部件体积，提高了患者的使用舒适度。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。图1为本技术一实施例提出的康复机器人中下肢机器人的结构图一；图2为图1提出的康复机器人中下肢机器人的结构图二；图3为图1提出的康复机器人中下肢机器人的结构图三；图4为图1提出的康复机器人中标记的图片一；图5为图1提出的康复机器人中标记的图片二；图6为图1提出的康复机器人中标记的方块活动时变化的示意图；图7为图1提出的康复机器人中对标记中方块进行位置分析采用的坐标系图；图8为图1提出的康复机器人中摄像头对拍摄图片进行方格尺寸变化倍数的示意图。本技术的附图标号说明：标号名称标号名称1髋骨部件31上下移动滑套11侧展电机32上下移动滑块12左右丝杆33前后电机13左右导杆34前后丝杆14从动轮35前后导杆2第一构件4第三构件21左右移动滑套41前后移动滑套22左右移动滑块42前后移动滑块23屈伸电机5第四构件24上下丝杆6摄像头25上下导杆7控制部件3第二构件8立式支架9髋关节驱动电机具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。需要说明，本技术实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种康复机器人，其特征在于，包括下肢机器人、设于人下肢髋关节位置的标记，所述下肢机器人包括：髋骨部件、一对位于髋骨部件之下的股骨部件、位于每个股骨部件和髋骨部件之间的髋关节组件，所述股骨部件与所述髋关节组件连接处通过一髋关节驱动电机驱动；摄像头，设于所述股骨部件与所述髋关节组件的连接处，并与所述髋关节驱动电机的电机轴同轴，所述摄像头用于拍摄所述标记的标记图像，随人下肢运动，所述标记图像的位置发生变化，所述摄像头根据所述标记图像的位置变化输出控制信号；控制部件，用于实时响应来自所述摄像头的控制信号，来控制所述电机轴向所述标记的位置移动。

【技术特征摘要】
1.一种康复机器人，其特征在于，包括下肢机器人、设于人下肢髋关节位置的标记，所述下肢机器人包括：髋骨部件、一对位于髋骨部件之下的股骨部件、位于每个股骨部件和髋骨部件之间的髋关节组件，所述股骨部件与所述髋关节组件连接处通过一髋关节驱动电机驱动；摄像头，设于所述股骨部件与所述髋关节组件的连接处，并与所述髋关节驱动电机的电机轴同轴，所述摄像头用于拍摄所述标记的标记图像，随人下肢运动，所述标记图像的位置发生变化，所述摄像头根据所述标记图像的位置变化输出控制信号；控制部件，用于实时响应来自所述摄像头的控制信号，来控制所述电机轴向所述标记的位置移动。2.如权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述标记设有多个方块，各方块按以下棋格状方式布置：同一行的方块：各方块的左上角的纵坐标相同，各方块的宽度相等，各方块的高度自左向右依次以第一尺寸递增；同一列的方块：各方块的左上角的横坐标相同，各方块的高度相等，各方块的宽度自上向下依次也以第一尺寸递增。3.如权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述标记设有多个方块，各方块按以下棋格状方式布置：同一行的方块：各方块的左上角的纵坐标相同，高度相同，以最中心的方块为中心，左右两边的方块对称设置，且其宽度从中心至左右两边依次以第二尺寸递减；同一列的方块：各方块的左上角的横坐标相同，宽度相同，以最中心的方块为中心，上下两边的方块对称设置，且其高度从中心至上下两边依次也以第二尺寸递减；其中中心最大的方块对应人下肢髋关节位置。4.如权利要求2或3所述的康复机器人，其特征在于，所述标记中方块为黑色，标记中除方...

【专利技术属性】
技术研发人员：欧勇军，刘军，贺浩，颜丰华，李文山，丛明磊，
申请(专利权)人：湖南妙手机器人有限公司，
类型：新型
国别省市：湖南,43