康复训练机器人性能的标定测试装置

摘要

一种康复训练机器人性能的标定测试装置，其特征在于，在三维姿态调整台上设有支架，在支架上设有皮带主动轮和皮带被动轮且皮带主动轮和皮带被动轮分别与支架转动连接，在皮带主动轮和皮带被动轮上套设有皮带，在皮带上设有三维腕力传感器，在皮带主动轮上连接有直流电机，在皮带被动轮上连接有测速电机。本发明的康复训练机器人性能的标定测试装置有以下优点：标定测试装置有三个自由度可调节，可适应于不同机构的康复训练机器人的标定测试；在简单测速的基础上，使用直流电机产生可控的阻尼力，真实的再现实际康复环境，提高了标定测试的有效性。

说明书

技术领域

本发明涉及一种可对各种康复训练机器人的力学性能进行定量测试的标定测试装置，尤其涉及一种康复训练机器人性能的标定测试装置。

背景技术

康复训练机器人是帮助中风等运动神经损伤病人进行主、被动训练的智能化装置，运动速度和输出牵引力（或阻尼力）是康复训练机器人的主要参数指标。现在的康复训练机器人的运动模式多为速度控制或力度控制。在康复训练过程中病人肌肉痉挛或是关节位置变化等原因会引起负载阻抗的变化，这就要求康复训练机器人能够适应这种阻抗的变化，尽可能的输出稳定的速度或是力度，提高康复效率和保证康复安全。

由于康复训练机器人是近几年才开始研究的新技术，因此尚未有康复训练机器人标定测试装置的研究。本发明针对康复训练机器人研发的需要，设计了一种康复训练机器人的标定测试装置，该装置可对康复训练机器人末端的每一维运动速度和每一维力分别进行标定测试。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够对各种康复训练机器人的力学性能进行定量测试的康复训练机器人性能的标定测试装置，主要在于测试康复机器人的康复臂的运动速度和输出牵引力。

本发明采用如下技术方案：

一种康复训练机器人性能的标定测试装置，包括：三维姿态调整台，其特征在于，在三维姿态调整台上设有支架，在支架上设有皮带主动轮和皮带被动轮且皮带主动轮和皮带被动轮分别与支架转动连接，在皮带主动轮和皮带被动轮上套设有皮带，在皮带上设有三维腕力传感器，在皮带主动轮上连接有直流电机，在皮带被动轮上连接有测速电机。所述的三维姿态调整台包括升降机构，在升降机构上设有U形架且U形架的U形底部与升降机构连接，在U形架上设有第一步进电机，在第一步进电机的输出轴上连接有第一蜗杆且第一蜗杆啮合有第一蜗轮，在U形架的两个直臂之间设有转盘机构，所述转盘机构包括转盘支架，在转盘支架上设有左旋转轴和右旋转轴，所述的左旋转轴和右旋转轴分别与U形架的两个直臂转动连接且左旋转轴与第一蜗轮连接，在转盘支架上还设有第二步进电机，在第二步进电机的输出轴上连接有第二蜗杆且第二蜗杆啮合有第二蜗轮，在第二蜗轮的转轴上连接有转盘，所述支架设在转盘上。

本发明的康复训练机器人的标定测试装置有以下优点：

1. 标定测试装置有三个自由度可调节，可适应于不同机构的康复训练机器人的标定测试。

2. 在简单测速的基础上，加入了存在阻尼力情况下的测试。使用直流电机产生可控的阻尼力，真实的再现实际康复环境，提高了标定测试的有效性。

附图说明

图1是本发明的康复训练机器人性能的标定测试装置的结构图。

图2是本发明的康复训练机器人性能的标定测试装置的A-A剖视图。

图3是本发明的康复训练机器人性能的标定测试装置的姿态调整的示意图。

具体实施方式

一种康复训练机器人性能的标定测试装置，包括：三维姿态调整台，其特征在于，在三维姿态调整台上设有支架4，在支架4上设有皮带主动轮10和皮带被动轮11 且皮带主动轮10和皮带被动轮11分别与支架4转动连接，在皮带主动轮10和皮带被动轮11上套设有皮带6，在皮带6上设有三维腕力传感器5，在皮带主动轮10上连接有直流电机9，在皮带被动轮11上连接有测速电机8。所述的康复训练机器人性能的标定测试装置，其特征在于，所述的三维姿态调整台包括升降机构1，在升降机构1上设有U形架2且U形架2的U形底部与升降机构1连接，在U形架2上设有第一步进电机7，在第一步进电机7的输出轴上连接有第一蜗杆12且第一蜗杆12啮合有第一蜗轮13，在U形架2的两个直臂之间设有转盘机构，所述转盘机构包括转盘支架3，在转盘支架3上设有左旋转轴15和右旋转轴16，所述的左旋转轴15和右旋转轴16分别与U形架2的两个直臂转动连接且左旋转轴15与第一蜗轮13连接，在转盘支架3上还设有第二步进电机19，在第二步进电机19的输出轴上连接有第二蜗杆18且第二蜗杆18啮合有第二蜗轮17，在第二蜗轮17的转轴上连接有转盘14，所述支架4设在转盘14上。

本发明中的康复训练机器人的标定测试装置为三个自由度姿态可调节，可根据被测量机器人的实际情况调节本装置的高度，角度以及可以根据不同带测量的需求调整本装置的俯仰角等。

本发明的底部为升降机构，升降机构上装有直流步进电机，可以垂直上下调节。升降机构上安装有U型架，U型架可带动安装在其上的转动机构进行俯仰角的运动。转动机构内也安装有蜗轮蜗杆副，可以带动安装在其上的标定组件进行周向运动。标定组件由支架、皮带、皮带主动轮、皮带从动轮、直流电机、测速电机以及安装在皮带中心的三维腕力传感器组成。

当测量康复机器人的输出力时，将皮带主动轮周向固定，即固定皮带及其上的三维腕力传感器，将康复机器人的机械臂末端垂直固定在三维腕力传感器上（可通过通用的法兰盘），启动康复机器人，即可通过三维腕力传感器的输出得到康复训练机器人的X、Y、Z方向的输出力。测康复训练机器人的输出速度时，解开皮带主动轮上的周向固定，调整标定测试装置的姿态，使得皮带的运动方向与待测康复机器人的机械臂的运动方向一致，将康复训练机器人的机械臂末端垂直固定在三维腕力传感器上，启动康复训练机器人，通过记录考察测速电机的输出即可得到康复训练机器人的输出速度。为了测试康复训练机器人的阻抗适应情况，让皮带主动轮上的直流电机产生设定的阻尼力，再次测量测速电机的输出，考察被测康复训练机器人的抗干扰能力。