一种柔性上肢外骨骼实验平台制造技术

本实用新型专利技术公开一种柔性上肢外骨骼实验平台，属于机器人领域。柔性上肢外骨骼实验平台包括支架模块、角度测量模块、柔性弹簧模块、旋转驱动模块、大臂模块、大臂模块。大臂模块安装在支架模块上，小臂模块的前端安装在大臂模块的末端、大臂模块和小臂模块的转动由旋转驱动模块来实现，角度测量模块安装在大臂模块的前端和末端，由编码器来时时反馈大臂模块和小臂模块的旋转角度，柔性弹簧模块的支架两端各安装一个柔性弹簧，实现大臂模块和小臂模块旋转缓冲。本实用新型专利技术柔顺关节的外骨骼机器人具有精度高，可实现精确的力控制，易处理外部冲击导致外骨骼机器人关节处的破坏。击导致外骨骼机器人关节处的破坏。击导致外骨骼机器人关节处的破坏。

【技术实现步骤摘要】
一种柔性上肢外骨骼实验平台


[0001]本技术涉及机器人领域，更具体地说，涉及一种柔性上肢外骨骼实验平台。

技术介绍

[0002]柔性上肢外骨骼作为上肢康复训练工具广泛应用于医疗康复场合。随着人口老龄化加速，对于助老助残型机器人的需求快速增长，而人体上肢在日常生活中十分重要，需要助力或者训练。外骨骼机器人凭借可有效解决人体运动功能障碍，带动使用者进行日常运动或为人体提供一部分助力等优势，近年来广受关注。传统的刚性的外骨骼机器人，不能有效处理外部冲击，无法适应不可预测的环境，不利于良好的人机交互。具有柔顺关节的外骨骼机器人具有精度高，可实现精确的力控制，易处理外部冲击导致外骨骼机器人关节处的破坏。现有并没有相关的技术或者相应的用于模拟柔顺关节的外骨骼机器人的平台，柔顺关节的外骨骼机器人数据采集困难，对产业化产生影响。

技术实现思路

[0003]1.要解决的技术问题
[0004]针对现有技术中存在的没有用于模拟外骨骼机器人的平台，制作难度大外骨骼机器人难度大的问题，本技术提供了一种柔性上肢外骨骼实验平台。它提供了一种模拟外骨骼机器人的平台，采用柔顺关节，模拟了柔顺关节的外骨骼机器人运动，为后期产业化提供相应的实验数据，方便产业化。
[0005]2.技术方案
[0006]本技术的目的通过以下技术方案实现。
[0007]一种柔性上肢外骨骼实验平台，包括底板和底板支架，所述底板支架安装在底板上，底板支架用于固定大臂模块和旋转驱动模块，底板支架一侧通过连接大臂模块的一侧，大臂模块另一侧连接小臂模块，旋转驱动模块驱动大臂模块在底板支架上旋转，旋转驱动模块驱动小臂模块在大臂模块上旋转，旋转驱动模块在连接相应的大臂模块和小臂模块后，旋转驱动模块上部通过旋转盘连接有柔性弹簧模块，在转动大臂模块和小臂模块时，启动时刻和停止时刻都对大臂模块和小臂模块起到反冲作用。
[0008]更进一步的，所述的柔性弹簧模块包括弹簧旋转支架，弹簧旋转支架通过若干根柔性弹簧连接弹簧支架，柔性弹簧悬挂在弹簧支架和弹簧旋转支架之间，弹簧支架安装在大臂模块旋转盘和小臂模块旋转盘上，大臂模块旋转盘和小臂模块旋转盘与柔性滑轮相抵。
[0009]更进一步的，底板支架包括若干支撑部件组成一个支撑结构，支撑结构下部固定有下固定板，下固定板上设置有底板支架定位孔，通过轴套定位连接大臂定位孔，支撑结构上部设置有上固定板，上固定板设置有至少2个安装孔，至少一个安装孔用于连接电机模块，电机模块从上到下依次为直流电机输出轴、齿轮减速器、直流电机和电机驱动器，其中直流电机输出轴凸出于上固定板，后续连接大臂模块旋转盘和旋转盘。
[0010]更进一步的，上固定板的一个安装孔上部用于安装柔性滑轮，下部用于安装旋转编码器，旋转编码器时刻来测量大臂模块的旋转角度并将旋转角度反馈到主控。
[0011]更进一步的，所述的旋转驱动模块包括驱动支架、直流电机输出轴、轴套、电机驱动器、齿轮减速器，驱动支架为
コ
形结构，竖直方向为固定板，固定板上下两端分别固定有水平设置的上、下安装板，上安装板设置有至少2个安装孔，至少一个安装孔用于连接电机模块，电机模块从上到下依次为直流电机输出轴、齿轮减速器、直流电机和电机驱动器，其中直流电机输出轴凸出于上安装板，连接小臂模块旋转盘或者大臂模块旋转盘，其中一个安装孔上部用于安装柔性滑轮，下安装板对应设置有定位孔，连接有轴套，通过轴套定位连接小臂模块或者大臂模块的定位孔，实现小臂模块或大臂模块的旋转轴固定。
[0012]更进一步的，旋转驱动模块上安装板的安装有柔性滚轮的对应安装孔的下侧安装有旋转编码器，旋转编码器时刻来测量大臂模块和小臂模块的旋转角度并将旋转角度。
[0013]更进一步的，所述的小臂模块包括竖直设置的支撑板，支撑板一侧的上部连接有水平设置的小臂模块旋转盘，支撑板下部连接有水平设置的定位板，定位板与小臂模块旋转盘设置在支撑板的同一侧，定位板上设置有小臂定位孔，支撑板另一侧设置有水平设置的小臂连杆，小臂连杆为一根或多根互相平行组合设置。
[0014]更进一步的，还包括通过垂直小臂连杆设置的若干小臂铜柱，大臂铜柱连接互相之间平行设置的小臂连杆。
[0015]更进一步的，所述的大臂模块包括竖直设置的支撑板，支撑板一侧的上部连接有水平设置的大臂模块旋转盘，支撑板下部连接有水平设置的定位板，定位板与小臂模块旋转盘设置在支撑板的同一侧，定位板上设置有大臂定位孔，与固定板上的定位孔对应，进行定位连接，支撑板另一侧设置有水平设置的大臂连杆，大臂连杆为一根或多根互相平行组合设置。
[0016]更进一步的，还包括通过垂直大臂连杆设置的若干大臂铜柱，大臂铜柱连接互相之间平行设置的大臂连杆。
[0017]3.有益效果
[0018]相比于现有技术，本技术的优点在于：
[0019]本方案通过设计了相应的柔性滑轮和柔性弹簧，使得机械臂在旋转的时候有一个拉伸的力，保证缓冲，选用柔性驱动器+弹簧驱传动结合，使得上肢外骨骼机器人具有运动柔顺、结构简洁紧凑、质量轻，上肢外骨骼机器人在肩关节设置2个主动自由度，肘关节设置1个主动自由度，腕关节设置1个被动自由度，且各个自由度的运动范围进行了合理的分配和限制，可以很好的拟合人体上肢生理结构。当患者进行康复训练时，患者的大臂和小臂系在上肢外骨骼平台的大臂和小臂上，直流电机旋转带动大臂和小臂运动，在运动过程中的摆动由柔性弹簧来缓冲，达到柔性康复的效果。
附图说明
[0020]图1为本技术的整体示意图；
[0021]图2为本技术的旋转驱动模块示意图；
[0022]图3为本技术的小臂模块示意图；
[0023]图4为本技术的大臂模块示意图。
[0024]图中：1、底板；2、底板支架；3、上固定板；4、弹簧旋转支架；5、柔性弹簧；6、柔性滑轮；7、大臂模块；8、小臂模块；9、齿轮减速器；10、直流电机；11、电机驱动器；12、旋转编码器；13、轴套；14、直流电机输出轴；15、弹簧支架；16、小臂模块旋转盘；17、大臂模块旋转盘；19、下固定板；22、旋转盘；71、大臂铜柱；73、大臂定位孔；75、大臂连杆；81、小臂铜柱；82、小臂连杆；83、小臂定位孔；100、旋转驱动模块。
具体实施方式
[0025]下面结合说明书附图和具体的实施例，对本技术作详细描述。
[0026]实施例1
[0027]本技术的目的针对上述现有技术的不足，传统的刚性的外骨骼机器人，不能有效处理外部冲击，无法适应不可预测的环境，不利于良好的人机交互，开发一种柔性上肢外骨骼机器人。核心是开发一种具有运动柔性且仿生性较强的上肢机器人结构。并制作为相应的实验平台。模拟上述的机器人结构，以提供相应的运动数据。
[0028]参照图1，本技术的一种柔性上肢外骨骼实验平台包括底板1和底板支架2，所述底板支架2固定安装在底板1上，支架模块是用来支撑整个本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种柔性上肢外骨骼实验平台，其特征在于，包括底板和底板支架，所述底板支架安装在底板上，底板支架用于固定大臂模块和旋转驱动模块，底板支架一侧通过连接大臂模块的一侧，大臂模块另一侧连接小臂模块，旋转驱动模块驱动大臂模块在底板支架上旋转，旋转驱动模块驱动小臂模块在大臂模块上旋转，旋转驱动模块在连接相应的大臂模块和小臂模块后，旋转驱动模块上部通过旋转盘连接有柔性弹簧模块，在转动大臂模块和小臂模块时，启动时刻和停止时刻都对大臂模块和小臂模块起到反冲作用。2.根据权利要求1所述的一种柔性上肢外骨骼实验平台，其特征在于，所述的柔性弹簧模块包括弹簧旋转支架，弹簧旋转支架通过若干根柔性弹簧连接弹簧支架，柔性弹簧悬挂在弹簧支架和弹簧旋转支架之间，弹簧支架安装在大臂模块旋转盘和小臂模块旋转盘上，大臂模块旋转盘和小臂模块旋转盘与柔性滑轮相抵。3.根据权利要求1所述的一种柔性上肢外骨骼实验平台，其特征在于，底板支架包括若干支撑部件组成一个支撑结构，支撑结构下部固定有下固定板，下固定板上设置有底板支架定位孔，通过轴套定位连接大臂定位孔，支撑结构上部设置有上固定板，上固定板设置有至少2个安装孔，至少一个安装孔用于连接电机模块，电机模块从上到下依次为直流电机输出轴、齿轮减速器、直流电机和电机驱动器，其中直流电机输出轴凸出于上固定板，后续连接大臂模块旋转盘和旋转盘。4.根据权利要求3所述的一种柔性上肢外骨骼实验平台，其特征在于，上固定板的一个安装孔上部用于安装柔性滑轮，下部用于安装旋转编码器，旋转编码器时刻来测量大臂模块的旋转角度并将旋转角度反馈到主控。5.根据权利要求1所述的一种柔性上肢外骨骼实验平台，其特征在于，所述的旋转驱动模块包括驱动支架、直流电机输出轴、轴套、电机驱动器、齿轮减速器，驱动支架为
コ
形结构，竖直方向为固定板，固定板上下两端分别固定有水平设置的...

【专利技术属性】
技术研发人员：施滢，李盛辉，任丹梅，朱丹，
申请(专利权)人：南京理工大学紫金学院，
类型：新型
国别省市：