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索驱动并联踝关节康复机器人

摘要

本发明公开了一种索驱动并联踝关节康复机器人,包括底板、约束关节组件、动平台组件、驱动组件和传动组件;约束关节组件的上端具有用于实现三个旋转自由度且限制三个平动自由度的关节结构;动平台组件的下表面中部与约束关节组件的关节结构固定,动平台组件用于放置脚部和执行终端运动轨迹;驱动组件有四个,四个驱动组件设置在底板上且分别对应地位于约束关节组件的左前方、左后方、右前方和右后方;关节电机驱动滚筒转动以卷绕或释放绳索;传动组件,传动组件有四个,四个传动组件设置在底板上且分别对应地位于约束关节组件的左前方、左后方、右前方和右后方。本发明质量轻、能耗低、体积小,使用更加灵活、能避免对踝关节的刚性冲击。

著录项

说明书

技术领域

本发明涉及机器人与医疗康复技术领域,尤其是涉及一种索驱动并联踝关节康复机器人。

背景技术

踝关节是人体下肢最重要的关节之一,具有负重大,运动灵活的特点。人们的日常生活离不开踝关节的参与。正是由于踝关节具备负重大、运动灵活的特点,它也成为了人体内最容易受伤的关节之一。踝关节损伤会严重影响人们的日常生活和工作学习,严重的甚至会导致永久性的踝关节功能丧失。在踝关节损伤前期及时进行对应的康复训练,可以有效加速踝关节运动功能的恢复。现有踝关节康复机器人大多为刚性结构,踝关节康复机器人相比传统手工踝关节康复训练在效率和效果评价上有了大幅度提升,但仍存在以下主要问题:1、机器人整体体积大,质量重,便携性差;2、传动组件多为刚性杆件,附加惯量和质量较大,极大地改变了人体的动力学特性;3、刚性杆件容易对关节造成刚性冲击,产生二次伤害,对控制系统的精确性,实时性,安全性要求很高。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本发明的一个目的在于提出一种索驱动并联踝关节康复机器人,质量轻、能耗低、体积小,使用更加灵活、能避免对踝关节的刚性冲击。

根据本发明实施例的一种索驱动并联踝关节康复机器人,包括:

底板;

约束关节组件,所述约束关节组件的下端固定在所述底板上,所述约束关节组件的上端具有用于实现三个旋转自由度且限制三个平动自由度的关节结构;

动平台组件,所述动平台组件的下表面中部与所述约束关节组件的所述关节结构固定,所述动平台组件用于放置脚部和执行终端运动轨迹;

驱动组件,所述驱动组件有四个,四个所述驱动组件设置在所述底板上且分别对应地位于所述约束关节组件的左前方、左后方、右前方和右后方;每一所述驱动组件包括绳索、滚筒和关节电机,所述绳索缠绕在所述滚筒上,所述关节电机驱动所述滚筒转动以卷绕或释放所述绳索;

传动组件,所述传动组件有四个,四个所述传动组件设置在所述底板上且分别对应地位于所述约束关节组件的左前方、左后方、右前方和右后方;位于左前方的所述驱动组件的所述绳索穿过位于左后方的所述传动组件后与所述动平台组件的左前部位相连,位于左后方的所述驱动组件的所述绳索穿过位于左前方的所述传动组件后与所述动平台组件的左后部位相连,以使位于左前方的所述驱动组件的所述绳索与位于左后方的所述驱动组件的所述绳索呈X型交叉布置;位于右前方的所述驱动组件的所述绳索穿过位于右后方的所述传动组件后与所述动平台组件的右前部位相连,位于右后方的所述驱动组件的所述绳索穿过位于右前方的所述传动组件后与所述动平台组件的右后部位相连,以使位于右前方的所述驱动组件的所述绳索与位于右后方的所述驱动组件的所述绳索呈X型交叉布置。

根据本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人,具有如下优点:第一、绳索的X型交叉布置方式有效地降低了关节电机的驱动力矩,降低了机器人的能耗;第二、相比于刚性结构的踝关节康复机器人,利用绳索对动平台组件进行驱动,一方面提升了运动传递的精确度与灵活性,大幅降低了运动部件的惯性量,防止刚性杆件对关节的刚性冲击,避免二次伤害,另一方面也使得踝关节康复机器人的体积缩小,质量减轻,增加了便携性,降低了生产成本;第三、动平台组件利用约束关节组件,取消了多余的平动自由度,实现了更大角度范围的旋转运动,使运动更加灵活,有利于获得更好的脚踝康复效果。

根据本发明的一个实施例,所述约束关节组件包括支撑杆和所述关节结构,所述关节结构包括轴承、转动轴、虎克铰和连接轴;其中,所述支撑杆的下端与所述底板固定,所述支撑杆的上端通过所述轴承与所述转动轴的下端相连,所述转动轴的上端与所述虎克铰的下端固定,所述虎克铰的上端与所述连接轴的下端固定,所述连接轴的上端与所述动平台组件的下表面中部固定。

根据本发明的一个实施例,所述动平台组件包括动平台、踏板、索连接点;其中,所述踏板固定在所述动平台的上表面上,所述索连接点有四个,四个所述索连接点分别对应地分布在所述动平台的所述左前部位、所述动平台的所述左后部位、所述动平台的所述右前部位以及所述动平台的所述右后部位。

根据本发明进一步的实施例,四个所述索连接点构成一个平行四边形,且所述四个索连接点位于所述平行四边形的四个顶点处。

根据本发明的一个实施例,每一所述驱动组件的所述滚筒上设有螺旋形凹槽,用于缠绕对应的所述绳索。

根据本发明的一个实施例,每一传动组件包括第一支撑框架、滑轮、第二支撑框架、V槽轴承和出索辊子;其中,所述第一支撑框架固定在所述底板上,所述滑轮安装在所述第一支撑框架内;所述第二支撑框架可转动地设置在所述第一支撑框架的顶部,所述第二支撑框架的底部设有竖向中心通孔,以与所述第一支撑框架内连通;所述V槽轴承有两个,两个所述V槽轴承并排相切地设置安装在所述第二支撑框架内;所述出索辊子有两个,两个所述出索辊子位于同一水平面上且高于两个所述V槽轴承,两个所述出索辊子并排相邻地安装在所述第二支撑框架上,两个所述出索辊子之间形成狭缝;

每一所述驱动组件的所述绳索经过对应的所述传动组件的所述滑轮后,再依次向上穿过所第二支撑框架的所述中心通孔、两个所述V槽轴承在所述相切处对应的V槽和两个所述出索辊子之间的所述狭缝,与所述动平台组件相连。

根据本发明进一步的实施例,所述第一支撑框架包括底架、竖架和盖板,所述底架固定在所述底板上,所述竖架的下端固定在所述底架上,所述盖板固定在所述竖架的上端上;

所述第二支撑框架包括底座和两个侧板;所述底座可转动地设置在所述盖板上;两个所述侧板相对间隔开地设置,两个所述侧板的下端固定在所述底座上,两个所述V槽轴承分别安装在各自的短轴上,两个所述V槽轴承的各自的所述短轴的两端分别支撑在两个所述侧板上;两个所述出索辊子分别一一对应的安装在两个所述侧板的上端。

根据本发明再进一步的实施例,所述第二支撑框架还包括水平轴承;所述底座上设有向下延伸的凸柱,所述竖向中心通孔穿过所述凸柱,所述水平轴承安装在所述盖板内,所述凸柱与所述水平轴承连接。

根据本发明的一个实施例,还包括张力检测组件,所述张力检测组件有四个,四个所述张力检测组件设置在底板上,四个所述张力检测组件分别一一对应地用于检测左前方的所述驱动组件的所述绳索在位于左前方的所述驱动组件与位于左后方的所述传动组件之间的绳段的张力、左后方的所述驱动组件的所述绳索在位于左后方的所述驱动组件与位于左前方的所述传动组件之间的绳段的张力、右前方的所述驱动组件的所述绳索在位于右前方的所述驱动组件与位于右后方的所述传动组件之间的绳段的张力、以及右后方的所述驱动组件的所述绳索在位于右后方的所述驱动组件与位于右前方的所述传动组件之间的绳段的张力。

根据本发明进一步的实施例,每一所述张力检测组件包括张力传感器和支架,所述支架固定在底板上,所述张力传感器设置在所述支架上;四个所述驱动组件的所述绳索分别一一对应地穿过四个所述张力检测组件的所述张力传感器。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人的结构示意图。

图2为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中约束关节组件的结构示意图。

图3为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中约束关节组件的爆炸示意图。

图4为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中动平台组件的结构示意图。

图5为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中驱动组件的结构示意图。

图6为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中传动组件的结构示意图。

图7为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中传动组件的爆炸示意图。

图8为本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人中张力检测组件的结构示意图。

附图标记:

索驱动并联踝关节康复机器人1000

底板1

约束关节组件2

关节结构21

转动轴2102 虎克铰2103 连接轴2104 压板2105

支撑杆22 轴承23

转动轴承2301 轴承压环2302 推力球轴承2303 圆筒2304

动平台组件3

动平台301 踏板302 索连接点303

驱动组件4

绳索401 滚筒402 关节电机403 第一端盖404

第二端盖405 第一支撑座406 第二支撑座407 滚动轴承408

传动组件5

第一支撑框架51

底架5101 竖架5102 盖板5103

滑轮52 第二支撑框架53

底座5301 侧板5302 短轴5303 水平轴承5304 凸柱5305

V槽轴承54 出索辊子56

张力检测组件6 张力传感器601 支架602

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图8来描述根据本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人1000。

如图1至图8所示,根据本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人1000,包括底板1、约束关节组件2、动平台组件3、驱动组件4和传动组件5。

约束关节组件2的下端固定在底板1上,约束关节组件2的上端具有用于实现三个旋转自由度且限制三个平动自由度的关节结构21;

动平台组件3的下表面中部与约束关节组件2的关节结构21固定,动平台组件3用于放置脚部和执行终端运动轨迹;

驱动组件4有四个,四个驱动组件4设置在底板1上且分别对应地位于约束关节组件2的左前方、左后方、右前方和右后方;每一驱动组件4包括绳索401、滚筒402和关节电机403,绳索401缠绕在滚筒402上,关节电机403驱动滚筒402转动以卷绕或释放绳索401;

传动组件5有四个,四个传动组件5设置在底板1上且分别对应地位于约束关节组件2的左前方、左后方、右前方和右后方;位于左前方的驱动组件4的绳索401穿过位于左后方的传动组件5后与动平台组件3的左前部位相连,位于左后方的驱动组件4的绳索401穿过位于左前方的传动组件5后与动平台组件3的左后部位相连,以使位于左前方的驱动组件4的绳索401与位于左后方的驱动组件4的绳索401呈X型交叉布置;位于右前方的驱动组件4的绳索401穿过位于右后方的传动组件5后与动平台组件3的右前部位相连,位于右后方的驱动组件4的绳索401穿过位于右前方的传动组件5后与动平台组件3的右后部位相连,以使位于右前方的驱动组件4的绳索401与位于右后方的驱动组件4的绳索401呈X型交叉布置。

具体而言,底板1起固定和安装作用,底板1上提供各组件的安装连接位置和接口。例如,底板1上可以安装约束关节组件2、驱动组件4和传动组件5等功能组件。约束关节组件2的下端固定在底板1上,例如约束关节组件2的下端可以通过法兰固定在底板1上或直接采用焊接的方式固定在底板1上;约束关节组件2的上端具有用于实现三个旋转自由度且限制三个平动自由度的关节结构21,该关节结构21提供的三个旋转自由度可以辅助放置在动平台组件3上的脚部进行更大角度范围的旋转运动,达到对脚踝进行康复训练的效果,同时,该关节结构21限制的三个平动自由度可以避免脚踝被二次拉伤。

动平台组件3的下表面中部与约束关节组件2的关节结构21固定,这样,动平台组件3就可以借助关节结构21实现三个旋转自由度及限制三个平动自由度。动平台组件3用于放置脚部和执行终端运动轨迹,也就是说,在使用时,使用人员将脚部放置在动平台组件3上,在驱动组件4的驱动下,动平台组件3根据预设的运动轨迹通过关节结构21,在一定角度范围内带动脚部进行旋转运动,对脚踝进行康复训练。

驱动组件4有四个,四个驱动组件4设置在底板1上且分别对应地位于约束关节组件2的左前方、左后方、右前方和右后方;每一驱动组件4包括绳索401、滚筒402和关节电机403,绳索401缠绕在滚筒402上,关节电机403驱动滚筒402转动以卷绕或释放绳索401。也就是说,驱动组件4是通过关节电机403的输出轴转动带动滚筒402转动,来实现绳索401的卷绕或者释放进而达到索驱动的目的。

传动组件5有四个,四个传动组件5设置在底板1上且分别对应地位于约束关节组件2的左前方、左后方、右前方和右后方;位于左前方的驱动组件4的绳索401穿过位于左后方的传动组件5后与动平台组件3的左前部位相连,位于左后方的驱动组件4的绳索401穿过位于左前方的传动组件5后与动平台组件3的左后部位相连,以使位于左前方的驱动组件4的绳索401与位于左后方的驱动组件4的绳索401呈X型交叉布置;位于右前方的驱动组件4的绳索401穿过位于右后方的传动组件5后与动平台组件3的右前部位相连,位于右后方的驱动组件4的绳索401穿过位于右前方的传动组件5后与动平台组件3的右后部位相连,以使位于右前方的驱动组件4的绳索401与位于右后方的驱动组件4的绳索401呈X型交叉布置,从而形成一个索驱动并联机构。绳索401本身的轻量性和柔性使其具有与人体肌肉相似的特点,相比于刚性结构的踝关节康复机器人,利用绳索401对动平台组件3进行驱动,一方面提升了运动传递的精确度与灵活性,大幅降低了运动部件的惯性量,可以防止刚性杆件对关节的刚性冲击,避免二次伤害,另一方面也使得踝关节康复机器人的体积缩小,质量减轻,增加了便携性,降低了生产成本。

需要说明的是,位于左前方的驱动组件4的绳索401在位于左前方的驱动组件4和位于左后方的传动组件5之间的绳段与位于左后方的驱动组件4的绳索401在位于左后方的驱动组件4和左前方的传动组件5之间的绳段形成一个第一X型交叉设置,位于右前方的驱动组件4的绳索401在位于右前方的驱动组件4和右后方的传动组件5之间的绳段与位于右后方的驱动组件4的绳索401在右后方的驱动组件4和右前方的传动组件5之间的绳段形成另一个第一X型交叉设置;位于左前方的驱动组件4的绳索401在位于左后方的传动组件5位于左后方的传动组件5和动平台组件3的左前部位之间的绳段与位于左后方的驱动组件4的绳索401在位于左前方的传动组件5和动平台组件3的左后部位之间的绳段形成一个第二X型交叉设置,位于右前方的驱动组件4的绳索401在位于右后方的传动组件5和动平台组件3的右前部位之间的绳段与位于右后方的驱动组件4的绳索401在位于右前方的传动组件5和动平台组件3的右后部位之间的绳段形成另一个第二X型交叉设置,其中,两个第一X型交叉设置可以使位于同一个安装方位的驱动组件4和传动组件5之间的安装距离减小(例如,左前方的驱动组件和左前方的传动组件之间的安装距离、左后方的驱动组件和左后方的传动组件之间的安装距离、右前方的驱动组件和右前方的传动组件之间的安装距离以及右后方的驱动组件和右后方的传动组件之间的安装距离),有利于缩小整个索驱动并联踝关节康复机器人1000的体积;两个第二X型交叉设置可以有效降低关节电机403的驱动力矩,进而降低本发明索驱动并联踝关节康复机器人1000的能耗。另外,绳索401的X型交叉布置方式还可以根据脚踝康复训练运动的要求进行快速调整,可以实现绳索401张力和动平台组件3运动范围的调节,使用更灵活,有利于获得更好的脚踝康复效果。

根据本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人1000,具有如下优点:第一、绳索401的X型交叉布置方式有效地降低了关节电机403的驱动力矩,降低了机器人的能耗,同时,有利于缩小整个索驱动并联踝关节康复机器人1000的体积;第二、相比于刚性结构的踝关节康复机器人,利用绳索401对动平台组件3进行驱动,一方面提升了运动传递的精确度与灵活性,大幅降低了运动部件的惯性量,防止刚性杆件对关节的刚性冲击,避免二次伤害,另一方面也使得踝关节康复机器人的体积缩小,质量减轻,增加了便携性,降低了生产成本;第三、动平台组件3利用约束关节组件2,取消了多余的平动自由度,实现了更大角度范围的旋转运动,使运动更加灵活,有利于获得更好的脚踝康复效果。

根据本发明的一个实施例,如图2至图3所示,约束关节组件2包括支撑杆22和关节结构21,关节结构21包括轴承23、转动轴2102、虎克铰2103和连接轴2104;其中,支撑杆22的下端与底板1固定,例如,通过焊接固定或通过利用螺栓将连接法兰固定在底板1上的方式固定,固定方便牢靠;支撑杆22的上端通过轴承23与转动轴2102的下端相连,实现动平台组件3的一个转动自由度;转动轴2102的上端与虎克铰2103的下端固定,例如,转动轴2102和虎克铰2103的上均开设有第一销孔,转动轴2102和虎克铰2103之间通过第一销连接;虎克铰2103的上端与连接轴2104的下端固定,例如,连接轴2104和虎克铰2103上均开设有第二销孔,连接轴2104和虎克铰2103之间通过第二销连接;连接轴2104的上端与动平台组件3的下表面中部固定,由于虎克铰2103自身具有另外两个转动自由度,因此实现了动平台组件3的另外两个转动自由度,取消了多余的平动自由度(即三个平动自由度),实现了更大角度范围的旋转运动,使运动更加灵活,有利于获得更好的脚踝康复效果。

在一个具体的例子中,轴承23包括转动轴承2301、轴承压环2302、推力球轴承2303和圆筒2304,圆筒2304的上端为开口设计,圆筒2304的下端固定在支撑杆22的上端,转动轴承2301、轴承压环2302和推力球轴承2303依次从下至上设置在圆筒2304内,转动轴2102贯穿转动轴承2301和推力球轴承2303,转动轴2102的周向侧壁上设置有压板2105,压板2105压紧在推力球轴承2303的上表面,轴承压环2302固定在圆筒2304内以限制转动轴承2301的位置,防止转动轴承2301发生上下窜动,推力球轴承2303用于承受来自转动轴2102轴向方向上的压力,推力球轴承2303与转动轴2102连接,使转动轴2102既可以承压又可以旋转。相较于传统球铰副,约束关节组件2的设计不仅实现了更大角度范围的旋转运动,使动平台组件3运动更加灵活,同时也更易于加工和装配,降低了成本,提升了经济效益。

根据本发明的一个实施例,如图4所示,动平台组件3包括动平台301、踏板302和索连接点303;其中,踏板302固定在动平台301的上表面上,索连接点303有四个,四个索连接点303分别对应地分布在动平台301的左前部位、动平台301的左后部位、动平台301的右前部位以及动平台301的右后部位。可以理解的是,索连接点303用于连接绳索401的末端,使绳索401可以拉动动平台301实现旋转运动。

在一个具体的例子中,踏板302相对于动平台301的倾角可以为10°,这是由于,人体脚踝康复运动包括跖屈运动和背伸运动,其中跖屈运动是指足尖下垂,足背绕踝关节向小腿前面远离的运动;背伸运动是指足尖上抬,足背绕踝关节向小腿前面靠拢的运动。人员在进行脚踝康复运动时,以水平面为基准,足尖下垂的角度为正,足尖上抬的角度为负,跖屈运动需要达到的角度大约为+50°,背伸运动需要达到的角度大约为-30°。将踏板302相对于动平台301的倾角设置为10°,即初始状态下,脚部可以处于足尖下垂状态,即脚部的转动角度为+10°,此时,本发明实施例的索驱动并联踝关节康复机器人1000的驱动角度范围只需要满足±40°左右即可,驱动角度范围对称,从而使后期的控制过程更加简单方便。

索连接点303可以为打有斜孔的楔形块,动平台301上设置有固定孔,安装时,绳索401的自由端穿过斜孔连接至固定孔上,实现可靠连接。

根据本发明进一步的实施例,踏板302上设置有脚部固定装置(图中未示出),该脚部固定装置用于将脚部稳定可靠地固定在踏板302上,进而可以有效地执行脚踝康复运动。脚部固定装置可以为绑带或者鞋套。

根据本发明进一步的实施例,如图4所示,四个索连接点303构成一个平行四边形,且四个索连接点303位于平行四边形的四个顶点处。可以理解的是,这样的设计一方面可以防止连接在动平台301上的绳索401之间发生相互干涉,即避免绳索401之间相互碰到,影响绳索401的运动过程,例如若四个索连接点303构成一个矩形,相互交叉设置的绳索401之间必然会发生碰撞,从而影响绳索401的运动;另一方面采用四个索连接点303驱动动平台301为冗余驱动方式,这样,即使某一根绳索401损坏,本发明索驱动并联踝关节康复机器人1000仍然可以继续使用。

根据本发明的一个实施例,如图6所示,每一驱动组件4的滚筒402上设有螺旋形凹槽,用于缠绕对应的绳索401。这样,绳索401在缠绕在滚筒402上时,就会整齐均匀地处于螺旋形凹槽内,从而便于根据电机的旋转角度计算绳索401伸出的长度。

在一个具体的例子中,驱动组件4由绳索401、滚筒402、关节电机403、第一端盖404、第二端盖405、第一支撑座406、第二支撑座407和滚动轴承408组成,其中,滚筒402的一端固定有第一端盖404,滚筒402的另一端固定有第二端盖405,第一端盖404通过滚动轴承408转动安装第一支撑座406上,第二端盖405和关节电机403的输出轴连接,通过关节电机403的输出轴转动带动滚筒402转动,关节电机403固定在第二支撑座407上,运动时,滚筒402转动实现绳索401的卷绕或释放,通过绳索401的长度变化驱动动平台301实现三自由度旋转运动。关节电机403自身安装有编码器,编码器用于反馈关节电机403转动角度,利用关节电机403旋转角度的数值可以反馈控制关节电机403和计算绳索401的卷绕或释放长度,从而通过正运动学计算终端位置。

根据本发明的一个实施例,如图6至图7所示,每一传动组件5包括第一支撑框架51、滑轮52、第二支撑框架53、V槽轴承54和出索辊子56;其中,第一支撑框架51固定在底板1上,滑轮52安装在第一支撑框架51内;第二支撑框架53可转动地设置在第一支撑框架51的顶部,第二支撑框架53的底部设有竖向中心通孔,以与第一支撑框架51内连通;V槽轴承54有两个,两个V槽轴承54并排相切地设置安装在第二支撑框架53内;出索辊子56有两个,两个出索辊子56位于同一水平面上且高于两个V槽轴承54,两个出索辊子56并排相邻地安装在第二支撑框架53上,两个出索辊子56之间形成狭缝;每一驱动组件4的绳索401经过对应的传动组件5的滑轮52后,再依次向上穿过第二支撑框架53的中心通孔、两个V槽轴承54在相切处对应的V槽和两个出索辊子56之间的狭缝,与动平台组件3相连。可以理解的是,第二支撑框架53可转动,这样,随着绳索401角度的变化,V槽轴承54和出索辊子56会转动至相适应的角度,保证V槽轴承54的中心平面与绳索401始终共面,也即使绳索401始终处于V槽轴承54的中心平面内,一方面可以防止绳索401与V槽轴承54脱离,另一方面可以减少绳索401和V槽轴承54之间的磨损,并有利于准确改变绳索401的设置方向。另外出索辊子56的设置有利于进一步将绳索401限制在V槽轴承54的中心平面中,减少绳索401和V槽轴承54的磨损,避免绳索401与V槽轴承54脱离。

根据本发明进一步的实施例,第一支撑框架51包括底架5101、竖架5102和盖板5103,底架5101固定在底板1上,竖架5102的下端固定在底架5101上,盖板5103固定在竖架5102的上端上;第二支撑框架53包括底座5301和两个侧板5302;底座5301可转动地设置在盖板5103上;两个侧板5302相对间隔开地设置,两个侧板5302的下端固定在底座5301上,两个V槽轴承54分别安装在各自的短轴5303上,两个V槽轴承54的各自的短轴5303的两端分别支撑在两个侧板5302上;两个出索辊子56分别一一对应的安装在两个侧板5302的上端。这样使传动组件5的结构更加稳定,绳索401的传动更加顺畅。

根据本发明再进一步的实施例,第二支撑框架53还包括水平轴承5304;底座5301上设有向下延伸的凸柱5305,竖向中心通孔穿过凸柱5305,水平轴承5304安装在盖板5103内,凸柱5305与水平轴承5304连接。可以理解的是,绳索401从凸柱5305内的竖向中心通孔穿过,凸柱5305通过水平轴承5304设置在盖板5103上,凸柱5305和底座5301固定连接,从而第二支撑框架53就可以绕着凸柱5305实现稳定的转动。

根据本发明的一个实施例,如图8所示,还包括张力检测组件6,张力检测组件6有四个,四个张力检测组件6设置在底板1上,四个张力检测组件6分别一一对应地用于检测左前方的驱动组件4的绳索401在位于左前方的驱动组件4与位于左后方的传动组件5之间的绳段的张力、左后方的驱动组件4的绳索401在位于左后方的驱动组件4与位于左前方的传动组件5之间的绳段的张力、右前方的驱动组件4的绳索401在位于右前方的驱动组件4与位于右后方的传动组件5之间的绳段的张力、以及右后方的驱动组件4的绳索401在位于右后方的驱动组件4与位于右前方的传动组件5之间的绳段的张力。可以理解的是,张力检测组件6用于检测运动过程中的绳索401张力,从而使本发明索驱动并联踝关节康复机器人1000还可以通过二范数方法利用张力的反馈来进行绳索401张力的调整,从而实现对动平台组件3进行控制,实现多重控制,降低控制出错率,保证使用效果。

根据本发明进一步的实施例,每一张力检测组件6包括张力传感器601和支架602,支架602固定在底板1上,张力传感器601设置在支架602上;四个驱动组件4的绳索401分别一一对应地穿过四个张力检测组件6的张力传感器601。可以理解的是,支架602用于安装张力传感器601,安装时,使绳索401穿过张力传感器601的滑轮52,从而实现张力的检测。在一个具体的例子中,支架602为L型支架602。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

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