康复机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种康复机器人，涉及机器人技术领域，包括机械臂和可拆卸的肢体固定部件，机械臂包括三个动力关节及五个无动力关节；机械臂末端设有旋转部件，其中，旋转部件的中心轴垂直于地面或平行于地面，三个动力关节旋转时，旋转部件的中心轴的指向保持不变，由此通过机械臂末端设置的旋转部件，解除了康复机器人末端位置和姿态控制的耦合，使得机械臂末端旋转轴方向保持不变且自由转动，从而实现机械臂末端仅通过无动力关节就能够满足康复训练末端位置和姿态的同时控制。训练末端位置和姿态的同时控制。训练末端位置和姿态的同时控制。

【技术实现步骤摘要】
康复机器人


[0001]本技术涉及机器人
，尤其涉及一种康复机器人。

技术介绍

[0002]人体肢体末端位置和姿态共有6个自由度，因此康复机器人需要6个或以上自由度，才能够实现末端任意位姿的控制。对于多自由度旋转关节机械臂，多自由度旋转关节机械臂末端在三维空间中的位置需要至少3个动力关节才可以实现完全控制。
[0003]然而实际上，对于康复机器人的应用场合，人体末端与机械臂末端固定连接，构成一个闭链，除了肢体末端绕轴向旋转，即横滚自由度之外，其他两个自由度姿态完全决定于当前的位置，但是由于传统康复机器人的机械臂末端位置和末端姿态控制是耦合的，即机械臂改变末端位置的同时，也改变了末端的姿态，而想要调整末端的期望姿态，就需要额外的动力关节去补偿，这就导致了不论实际训练需要几个姿态的控制，传统康复机器人的设计都必须要至少增加3个动力关节，才能满足末端姿态控制，给设计增加了复杂度并增加了成本。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种康复机器人，用以解决现有技术中机械臂末端位置和末端姿态控制是耦合的，进而导致康复机器人的动力关节的数量需要多于3个才能实现末端位置和姿态的同时控制的缺陷，实现了解除机械臂末端位置和末端姿态控制的耦合的要求。
[0005]本技术提供一种康复机器人，包括机械臂和可拆卸的肢体固定部件，所述机械臂包括三个动力关节及五个无动力关节；
[0006]所述机械臂末端设有旋转部件，其中，所述旋转部件的中心轴垂直于地面或平行于地面，所述三个动力关节旋转时，所述旋转部件的中心轴的指向保持不变。
[0007]进一步地，所述三个动力关节与五个无动力关节之间通过连杆进行连接，所述三个动力关节与五个无动力关节之间构成两个平行四边形结构；
[0008]其中，所述两个平行四边形结构用于使所述旋转部件的中心轴的指向保持不变。
[0009]进一步地，所述可拆卸的肢体固定部件安装于机械臂末端，所述可拆卸的肢体固定部件由连接机构和绑带构成；
[0010]其中，所述连接机构安装于机械臂末端，所述绑带用于将人体肢体固定在所述连接机构上。
[0011]进一步地，所述动力关节内部包括电机、减速器、传感器，所述无动力关节内部包括轴承支架；
[0012]其中，所述电机用于带动减速器，以实现所述动力关节进行旋转运动。
[0013]进一步地，所述无动力关节内部包括轴承支架；
[0014]其中，所述轴承支架与所述动力关节的外壳连接，使得所述动力关节旋转时，所述无动力关节随之旋转。
[0015]本技术提出的康复机器人，包括机械臂和可拆卸的肢体固定部件，通过机械臂包括位于机械臂前端的三个动力关节及位于机械臂末端的五个无动力关节；机械臂末端设有旋转部件，其中，旋转部件的中心轴垂直于地面或平行于地面，三个动力关节旋转时，旋转部件的中心轴的指向保持不变，实现了通过机械臂末端设置的旋转部件，解除康复机器人末端位置和姿态控制的耦合，使得机械臂末端旋转轴方向保持不变且自由转动，从而实现机械臂末端仅通过无动力关节就能够满足康复训练末端位置和姿态的同时控制。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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获得其他的附图。
[0017]图1是本技术提供的康复机器人的结构示意图；
[0018]图2是本技术提供的机械臂的结构示意图；
[0019]图3是本技术提供的康复机器人的场景应用示意图；
[0020]图4是本技术提供的可拆卸的肢体固定部件的场景应用示意图。
[0021]附图标记：
[0022]101：第一动力关节、102：第二动力关节、103：第三动力关节、104：第一连杆、105：第二连杆、106：第三连杆、107：第四连杆、108：第一无动力关节、109：第二无动力关节、110：第三无动力关节、111：第五无动力关节、112：第四无动力关节、113：旋转部件、201：连接机构、202：绑带。
具体实施方式
[0023]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它实施例，都属于本技术保护的范围。
[0024]在本技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“中”、“外”、“内”等指示方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的组件或元件必须具有特定的方位，以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
[0025]请参阅图1
‑
4所示，本技术为一种康复机器人，包括机械臂和可拆卸的肢体固定部件，机械臂包括位于机械臂前端的三个动力关节及位于机械臂末端的五个无动力关节。
[0026]具体地，动力关节内部包括电机、减速器、传感器等，电机用于带动减速器，以实现动力关节沿着动力关节的中心轴进行旋转运动，无动力关节内部包括轴承支架，轴承支架与动力关节的外壳之间连接，因此在动力关节旋转时，无动力关节会随之旋转，减速器则用于在对电机进行减速和扭矩放大，传感器用于检测关节运动状态。
[0027]进一步地，参考图2，机械臂由关节和连杆构成，关节包括三个动力关节和五个无动力关节，三个动力关节与五个无动力关节之间通过连杆进行连接，具体地，三个动力关节
包括：第一动力关节101、与第一动力关节101连接的第二动力关节102、第三动力关节103，五个无动力关节包括：与第二动力关节102连接的第一无动力关节108、与第一无动力关节101连接的第二无动力关节109、与第三动力关节103连接的第三无动力关节110、与第二无动力关节109连接的第四无动力关节112、与第四无动力关节112连接的第五无动力关节111，其中，关节用于实现机械臂的自由旋转，连杆用于将各个关节之间连接起来，以实现动力关节旋转时带动无动力关节随之旋转。
[0028]进一步地，本技术中，第一连杆104和第三连杆106平行且长度相等，第二连杆105和第四连杆107平行且长度相等，由此第二动力关节102、第三动力关节103、第一无动力关节108和第二无动力关节109之间构成一个平行四边形，同时第三动力关节103、第三无动力关节110、第四无动力关节112和第五无动力关节111之间构成一个平行四边形，机械臂末端的旋转部件113可绕垂直于地面或者平行于地面的中心轴旋转，因此本实施新型中，由于三个动力关节与五个无动力关节之间构成的两个平行四边形结构，使得当动力关节旋转时，保证旋转部件的中心轴的指向保持不变。
[002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，包括机械臂和可拆卸的肢体固定部件，其特征在于：所述机械臂包括三个动力关节及五个无动力关节；所述机械臂末端设有旋转部件，其中，所述旋转部件的中心轴垂直于地面或平行于地面，所述三个动力关节旋转时，所述旋转部件的中心轴的指向保持不变。2.根据权利要求1所述的康复机器人，其特征在于，所述三个动力关节与五个无动力关节之间通过连杆进行连接，所述三个动力关节与五个无动力关节之间构成两个平行四边形结构；其中，所述两个平行四边形结构用于使所述旋转部件的中心轴的指向保持不变。3.根据权利要求1所述的康复机器人，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭亮，侯增广，王晨，
申请(专利权)人：中国科学院自动化研究所，
类型：新型
国别省市：