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运动轴线自适应踝关节运动机器人及其控制方法技术

技术编号:40599492 阅读:24 留言:0更新日期:2024-03-12 22:03
本发明专利技术提供一种运动轴线自适应踝关节运动机器人及其控制方法,涉及运动机器人领域,运动机器人包括轴线补偿组件、绳索收放组件、滑轮偏转组件、支撑组件、定滑轮和绳索,轴线补偿组件、绳索收放组件、滑轮偏转组件、定滑轮和绳索均设置在支撑组件内,绳索收放组件、滑轮偏转组件和定滑轮均对称设置在轴线补偿组件的两侧,本发明专利技术通过双叉臂机构与弹簧实现踝关节的运动轴线与机器人的运动轴向进行拟合,避免在运动过程中造成伤害,通过绳索收放组件,实现通过电机的转动角度精确控制绳索的伸长与缩短,通过滑轮偏转组件,减小绳索与滑轮的摩擦,易于改变绳索方向,通过各组件相互配合,实现踝关节的各种运动。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及运动机器人领域,具体涉及一种运动轴线自适应踝关节运动机器人及其控制方法


技术介绍

1、为避免踝关节在运动过程中造成伤害,目前,大多数踝关节运动机器人都是基于固定的转动轴线进行研究的,难以实现生物旋转中心与机器人的旋转中心吻合,而在踝关节运动过程中,运动轴线是不断变化的,简单的刚性等效较难实现与人体运动轴线的重合,且刚性机构的惯性冲击大,柔顺性差,运动训练过程中刚性连杆易产生有害冲击。

2、中国专利申请cn201210555816.1公开了一种用于下肢运动训练的外骨骼机器人及其运动控制方法,机器人包括支撑平衡架、外骨骼机械腿、跑步机和控制系统;运动控制方法提供两种模式,分别为被动步行运动和主动步行运动模式:被动步行运动模式下,控制机器人带动操作者完成特定的运动或以正确的生理学步态轨迹运动;主动步行运动模式下,机器人抑制操作者有限的异常运动,直接修正或通过自适应控制器产生操作者期望的步态训练轨迹,间接实现机器人提供步行运动辅助力、阻抗力的目的。但该专利申请中并不能完全进行运动过程中踝关节出现的变化,无法实现机器人运动轴线与生物运动轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,其包括轴线补偿组件、绳索收放组件、滑轮偏转组件、支撑组件和绳索;

2.根据权利要求1所述的运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,支撑组件包括底板、机架、顶板、腿部支架、腿部护具和万向轮,机架的第一端面与底板的第一端面连接,顶板的第一端面与机架的第二端面连接,腿部支架与顶板的第二端面连接,腿部护具与腿部支架连接,万向轮设置在底板的第二端面四角位置处。

3.根据权利要求1所述的运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,双叉臂机构包括臂支座、第一叉臂、第二叉臂、移动座和阻尼器,臂支座与固定套连接,第一叉臂和第二...

【技术特征摘要】

1.一种运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,其包括轴线补偿组件、绳索收放组件、滑轮偏转组件、支撑组件和绳索;

2.根据权利要求1所述的运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,支撑组件包括底板、机架、顶板、腿部支架、腿部护具和万向轮,机架的第一端面与底板的第一端面连接,顶板的第一端面与机架的第二端面连接,腿部支架与顶板的第二端面连接,腿部护具与腿部支架连接,万向轮设置在底板的第二端面四角位置处。

3.根据权利要求1所述的运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,双叉臂机构包括臂支座、第一叉臂、第二叉臂、移动座和阻尼器,臂支座与固定套连接,第一叉臂和第二叉臂的第一端均与臂支座转动连接,第一叉臂和第二叉臂的第二端均与移动座转动连接,且第一叉臂和第二叉臂平行设置,阻尼器的第一端与臂支座转动连接,阻尼器的第二端与移动座转动连接。

4.根据权利要求1所述的运动轴线自适应踝关节运动机器人,其特征在于,滑轮偏转组件、绳索收放组件以及绳索的数量相同,底板的四角位置均分别设置有四组绳索收放组件,至少有两组绳索收放组件对称倾斜的设置在底板上,滑轮偏转组件至少有四组设置在顶板上,至少有两组滑轮偏转组件对称设置在底板上;底板的四角位置处还设置有定滑轮,至少四组绳索的第一端与四角位置处的绳索收放组件的卷筒缠绕,四组绳索的第二端依次绕过定滑轮与顶板位置的滑轮偏转组件的摆动滑轮与踏板连接架的支撑板连接,至少两组绳索的第一端与倾斜设置的绳索收放组件的卷筒缠绕,两组绳索的第二端绕过设置在底板的滑轮偏转组件的摆动滑轮与踏板连接架的支撑板连接。

5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员:侯雨雷范德斌李岳曾达幸
申请(专利权)人:燕山大学
类型:发明
国别省市:

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