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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105919774A(43)申请公布日2016.09.07(21)申请号201610247365.3(22)申请日2016.04.20(71)申请人中国石油大学(华东)地址266580山东省青岛市经济技术开发区长江西路66号(72)发明人邹宇鹏吴宝贵孙少华刘晓杨修世宇于彦春(74)专利代理机构东营双桥专利代理有限责任公司37107代理人罗文远(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)A61F5/042(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图9页(54)发明名称一种并联柔索驱动上肢康复机器人及其实施方法(57)摘要本发明涉及一种并联柔索驱动上肢康复机器人及其实施方法。其技术方案是:整体由支撑架构成长方体形状的桁架结构,支撑架底部设有柔索驱动模块、张力检测模块、固定导向轮及座椅驱动电机,同时提供干净整洁的康复治疗平台;且旋转座椅位于底座的上方并可根据康复要求带动患者身体自由转动;七组柔索连接到前臂支撑,并通过前臂支撑带动患者上肢实现康复训练,有益效果是:柔索自身柔顺性好,可避免与人体发生刚性接触,提高康复训练的舒适性;康复训练过程中实时监测柔索内部张力,提高康复训练的安全性;具有被动模式、助力模式和主动模式三种康复模式,可根据康复阶段以及康复需求的不同自主选择康复模式,实现一机多用,降低设备成本。CN105919774ACN105919774A权利要求书1/2页1.一种并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:包括柔索驱动模块(1)、张力检测模块(2)、固定导向轮(3)、周转导向轮(4)、前臂支撑(5)、柔索(6)、旋转座椅(7)、底座(8)、支撑架(9),整体由支撑架(9)构成长方体形状的桁架结构,底座(8)设置在支撑架(9)的底部,遮盖支撑架(9)底部的柔索驱动模块(1)、张力检测模块(2)、固定导向轮(3)及座椅驱动电机,同时提供干净整洁的康复治疗平台;且旋转座椅(7)位于底座(8)的上方并可根据康复要求带动患者身体自由转动;所述周转导向轮(4)设有八组,在支撑架(9)的竖直杆的靠近底座的同一高度处固定四组,在竖直杆的顶部固定四组,选择其中的七组作为柔索(6)的传动装置,七组柔索(6)连接到前臂支撑(5),并通过前臂支撑(5)带动患者上肢实现康复训练,其中,前臂支撑(5)的后部由三根柔索牵引,前臂支撑(5)的前部由四根柔索牵引;康复训练过程中,周转导向轮(4)会随着柔索(6)方位的变化而转动相应的角度,保证柔索(6)通过导向轮流畅的伸缩,七组柔索牵引前臂支撑(5)完成空间六自由度的运动,进一步实现复杂的康复动作。2.根据权利要求1所述的并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:所述的柔索驱动模块(1)采用模块化的设计方法,共有七组,分别安装在底座(8)所覆盖的支撑架(9)上,柔索驱动模块(1)主要由力矩电机(1-1)、电机安装架(1-2)、驱动轮(1-3)和光电编码器组成,力矩电机(1-1)通过电机安装架(1-2)固定在支撑架(9)上,其输出端装有驱动轮(1-3)用来缠绕柔索(6),其尾部安装光电编码器,可间接测量柔索(6)的伸缩量。3.根据权利要求1所述的并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:所述的张力检测模块(2)固定在支撑架(9)的底部中间,且靠近柔索驱动模块(1)的位置,张力检测模块(2)包括支架(2-1)、拉力传感器(2-2)、导轮支架(2-3)、导轮(2-4),支架(2-1)的上端固定拉力传感器(2-2)和导轮支架(2-3),导轮支架(2-3)上安装有导轮(2-4),柔索(6)经柔索驱动模块(1)牵引后首先经过张力检测装置(2),随后传动方向改变180°输出,拉力传感器承受拉力大小相当于柔索(6)内部张力的两倍,所述张力检测装置(2)与柔索驱动模块(1)之间的柔索水平传动。4.根据权利要求1所述的并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:所述的固定导向轮(3)共有八组,安装在支撑架(9)的四根竖直杆的底部,且与张力检测装置(2)两侧的柔索平行并且水平传动,柔索(6)经固定导向轮(3)后传动方向改变90°,沿支撑架9的竖直杆上下传动。5.根据权利要求1-4中任一项所述的并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:所述的柔索(6)缠绕在柔索驱动模块(1)的驱动轮上,经过张力检测装置(2)、固定导向轮(3)和周转导向轮(4)改变传动方向,其末端连接在前臂支撑(5)上,柔索(6)的伸缩利用电机末端的光电编码器测量,柔索(6)的内部张力通过张力检测模块(2)测量,采集到的信息输入到上位机控制系统,上位机控制系统发送控制指令,通过力矩电机控制柔索的伸缩量以及柔索内部张力。6.根据权利要求1所述的并联柔索驱动上肢康复机器人,其特征是:所述康复动作包