一种康复机器人关节的限位装置制造方法及图纸

本发明专利技术创造公开了一种康复机器人关节的限位装置，包括机械关节、电动机、位置传感器、控制模块和阻尼模块，机械关节包括可相对转动的第一构件和第二构件，电动机传动连接在第一构件上，位置传感器设置在第一构件的转动路径上，若第一构件触发位置传感器时，则控制电动机对第一构件施加第一制动力，阻尼模块设置在第一构件的转动路径上，若第一构件触碰在阻尼模块上时，则阻尼模块对第一构件施加第二制动力，具有缓冲效果好和安全系数高的优点。具有缓冲效果好和安全系数高的优点。具有缓冲效果好和安全系数高的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种康复机器人关节的限位装置


[0001]本专利技术创造属于医疗技术，特指一种康复机器人关节的限位装置。

技术介绍

[0002]康复机器人是一种辅助患者开展被动运动、日常活动和促进康复的医疗器 械，其中一种康复机器人包括机械关节，可用于协助关节器官治愈后的患者的 康复运动，还可用于协助截瘫、偏瘫、四肢瘫、脊髓灰质炎等具有严重移动问 题的人群的日常活动。
[0003]在机械关节的使用过程中，需要对机械关节进行限位保护，使得机械关节 在安全范围内进行运动。一般来说，机械关节的限位保护可以通过硬件或软件 的方式来实现。硬件保护方式通过设置限位结构，限定了机械关节的活动范围， 限位结构在对机械关节进行限位时，产生硬性碰撞，容易造成机械关节的损坏， 甚至还会对患者的关节造成拉伤或者让患者跌倒等不可预期的治疗事故。软件 保护方式，通过实时检测机械关节的角度参数，若角度参数超过安全参数时， 采取制动措施。然而，软件制动通常在临界点进行制动，需要在短时间内完成 制动，还是存在容易机械关节损坏和医疗事故的问题。
[0004]现有技术不够完善，单独的软件或硬件对机械关节进行限位时无法将关节 的运动较好地减缓至停止，存在缓冲效果差和安全隐患的问题。
专利技术创造内容
[0005]为克服现有技术的不足及存在的问题，本专利技术创造提供一种康复机器人关 节的限位装置，采用本专利技术创造可以更好地保护患者的关节，同时让控制更加 准确和精确。
[0006]为实现上述目的，本专利技术创造采用如下技术方案：/>[0007]一种康复机器人关节的限位装置，包括：
[0008]机械关节，包括第一构件和第二构件，第一构件可转动地设置在第二构件 上；
[0009]电动机，电动机传动连接在第一构件上；
[0010]位置传感器，位置传感器设置在第一构件的转动路径上；
[0011]控制模块，分别连接电动机和位置传感器，若第一构件触发位置传感器时， 则控制电动机对第一构件施加第一制动力；
[0012]阻尼模块，阻尼模块设置在第一构件的转动路径上，若第一构件触碰在阻 尼模块上时，则阻尼模块对第一构件施加第二制动力；
[0013]在不触发位置传感器的前提下第一构件的可活动角度范围确定为第一安全 角度范围，在不触碰阻尼模块的前提下第一构件的可活动角度范围确定为第二 安全角度范围，第一安全角度范围包含第二安全角度范围或第一安全角度范围 部分包含第二安全角度范围或第二安全角度范围包含第一安全角度范围。
[0014]在一些方式中，还包括连接在控制模块上的第二检测模块，第二检测模块 用于检测第一构件的当前运动值，若第一构件触发位置传感器并且第一构件的 当前运动值超过安全运动值时，则控制模块控制电动机对第一构件施加第一制 动力直至第一构件的当前
运动值位于安全运动值范围内。
[0015]在一些方式中，所述位置传感器为一对，一对位置传感器分别设置在第二 构件上，若第一构件正向转动时，可触发一位置传感器，若第一构件反向转动 时，可触发另一位置传感器。
[0016]在一些方式中，所述位置传感器具有动触片，动触片设置在第一构件的转 动路径上，若第一构件触碰在动触片上时，则触发位置传感器。
[0017]在一些方式中，所述第一构件包括第一机械臂、第一触角和第二触角，第 一触角和第二触角分别可拆卸设置在第一机械臂的两侧；
[0018]若第一构件正向转动时，则第一触角可触发位置传感器和触碰在阻尼模块 的一端；
[0019]若第一构件反向转动时，则第二触角可触发位置传感器和触碰在阻尼模块 的另一端。
[0020]在一些方式中，所述第一触角上形成有第一上限位面和第二上限位面，第 二触角上形成有第一下限位面和第二下限位面，位置传感器设置在第一上限位 面和第一下限位面所在的转动路径上，阻尼模块设置在第二上限位面和第二下 限位面所在的转动路径上，第一上限位面和第一下限位面所在的转动路径与第 二上限位面和第二下限位面所在的转动路径相互错位。
[0021]在一些方式中，所述第一机械臂包括第一关节头和第一杆段，第一触角包 括第一安装段和第一弧形段，第二触角包括第二安装段和第二弧形段，第一安 装段和第二安装段分别可拆卸设置在第一杆段的两侧，第一弧形段和第二弧形 段分别环绕在第一关节头的两侧。
[0022]在一些方式中，所述阻尼模块的整体结构呈弧形，阻尼模块环绕在第一关 节头上。
[0023]在一些方式中，所述阻尼模块包括摩擦阻尼单元、弹性阻尼单元、液压阻 尼单元、磁性阻尼单元中的至少一种。
[0024]在一些方式中，所述阻尼模块包括弹性阻尼单元和基体，弹性阻尼单元包 覆在基体上。
[0025]本专利技术创造相比现有技术突出且有益的技术效果是：
[0026](1)在本专利技术创造的制动过程中，在初期时仅通过制动模块或阻尼模块对 机械关节进行制动，在后期时通过制动模块和阻尼模块的共同作用对机械关节 完成制动，整个制动过程中，对机械关节的制动力逐渐增大，具有初期时机械 关节的速度缓降、后期时机械关节的速度骤降的特点，不仅对机械关节本身起 到限位保护的作用，而且也避免患者感受到明显的冲击感，和避免机械关节超 出患者关节的活动范围甚至造成患者关节损伤的问题，因此本专利技术创造具有逐 级制动、缓冲效果好、控制精度高、限位保护效果好和安全的优点。
[0027](2)传统技术中仅采用软件或硬件进行单独制动，相较于传统技术，本发 明创造的制动模块采用软件控制的方式进行实现，阻尼模块采用硬件结构的方 式进行实现，将两者有机结合在一起达到逐级制动的效果，克服了传统软件的 复杂性和不便于维护的问题，也克服了传统机械结构的制动力难以调节和制动 效果差的问题，并且制动模块对机械关
节起到限速的作用，避免过大速度的机 械关节冲击在阻尼模块上而造成阻尼模块的形变超出极限范围的问题，因此本 专利技术创造还具有结构简单紧凑、便于调节制动力、便于维护和工作可靠的优点。
[0028](3)在本专利技术创造中，第一触角和第二触角是用于限位的零部件，对于精 度要求较高，第一机械臂、第一触角和第二触角的可拆卸结构方便对各个零部 件以不同的加工要求进行制造加工，结构设计合理。另外，不同患者存在关节 上的病灶位置各有不同，可通过更换不同规格、尺寸的第一触角和第二触角， 以调整第一安全角度范围和第二安全角度范围，因此本专利技术创造具有更换方便 和适用范围广的优点。
附图说明
[0029]图1是本专利技术创造的本实施例应用在患者上的示意性侧视图；
[0030]图2是本专利技术创造的图1的电路结构示意图；
[0031]图3是本专利技术创造的机械关节处于参考零点位置的结构示意图；
[0032]图4是本专利技术创造的机械关节转动至第一上限值位置的结构示意图；
[0033]图5是本专利技术创造的机械关节转动至第一下限值位置的结构示意图；
[0034]图6是本专利技术创造的机械关节转动至第二上限本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种康复机器人关节的限位装置，其特征在于，包括：机械关节，包括第一构件和第二构件，第一构件可转动地设置在第二构件上；电动机，电动机传动连接在第一构件上；位置传感器，位置传感器设置在第一构件的转动路径上；控制模块，分别连接电动机和位置传感器，若第一构件触发位置传感器时，则控制电动机对第一构件施加第一制动力；阻尼模块，阻尼模块设置在第一构件的转动路径上，若第一构件触碰在阻尼模块上时，则阻尼模块对第一构件施加第二制动力；在不触发位置传感器的前提下第一构件的可活动角度范围确定为第一安全角度范围，在不触碰阻尼模块的前提下第一构件的可活动角度范围确定为第二安全角度范围，第一安全角度范围包含第二安全角度范围或第一安全角度范围部分包含第二安全角度范围或第二安全角度范围包含第一安全角度范围。2.根据权利要求1所述的一种康复机器人关节的限位装置，其特征在于，还包括连接在控制模块上的第二检测模块，第二检测模块用于检测第一构件的当前运动值，若第一构件触发位置传感器并且第一构件的当前运动值超过安全运动值时，则控制模块控制电动机对第一构件施加第一制动力直至第一构件的当前运动值位于安全运动值范围内。3.根据权利要求1所述的一种康复机器人关节的限位装置，其特征在于，所述位置传感器为一对，一对位置传感器分别设置在第二构件上，若第一构件正向转动时，可触发一位置传感器，若第一构件反向转动时，可触发另一位置传感器。4.根据权利要求1或3所述的一种康复机器人关节的限位装置，其特征在于，所述位置传感器具有动触片，动触片设置在第一构件的转动路径上，若第一构件触碰在动触片上时，则触发位置传感器。5.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，李鲁亚，杨森，吕雪霞，陈雪华，
申请(专利权)人：安杰莱科技杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：