[發明專利]以機器人支持的訓練系統

有效

• 申請號: 201580074544.5
• 申請日: 2015-12-10
• 公開（公告）號: CN107205697B
• 公開（公告）日: 2020-04-17
• 發明（設計）人: A·凱貝爾;H·阿倫貝克;M·科爾迪茨;K·阿爾布拉特;D·艾貝爾;G-P·布呂格曼
• 申請（專利權）人: 庫卡羅伯特有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/22;A63B21/00;A63B21/005;A63B23/035;A63B23/04
• 代理公司: 隆天知識產權代理有限公司 72003
• 代理人: 黃艷;謝強

根據本發明的訓練系統包括：機器人(10)；由機器人引導的操縱面(30A)；活動性檢測裝置(40)，其用于確定使用者(20)的生物力學負荷和/或心血管負荷，尤其是基于操縱面的由所述訓練系統的力檢測裝置(12)所確定的加載來確定；以及控制裝置(40)，其用于基于使用者的預先給定的和被確定的生物力學負荷和/或心血管負荷來調節所述機器人。

技術領域

本發明涉及一種具有由機器人引導的操縱面的訓練系統、一種用于調節該訓練系統的機器人的方法以及一種用于執行該方法的計算機程序產品。

背景技術

由WO 2011/076240 A1已知一種具有機器人的理療裝置，機器人引導一操縱面。該操縱面可以沿著預先給定的軌跡被引導，以便被動式(passiv)訓練使用者。六維的力-力矩測量還能夠實現等量、偏心或同心的訓練，其方式是，機器人施加力到操縱面上，該力相應于由使用者所表現出的力(等量訓練)，略微超過該力，從而使得操縱面逆著使用者的阻力運動(偏心訓練)，或略微低于該力，從而使得使用者逆著機器人的阻力使操縱面運動(同心訓練)。

作為安全系統而設置緊急停止或中斷開關(Notaus-oder Totmann-Schalter)，該緊急停止或中斷開關使機器人立即停止。

發明內容

本發明的目的是改善經機器人支持的訓練。

該目的通過具有權利要求1的特征的訓練系統來實現。權利要求12、13提出保護一種用于調節這里所描述的訓練系統的機器人的方法以及一種用于執行該方法的計算機程序產品、尤其是數據載體或者說存儲介質。從屬權利要求涉及有利的改進方案。

按照本發明的一方面，訓練系統具有機器人。該機器人在一實施方案中具有一個或多個臂，所述臂分別具有至少六個、尤其是電動馬達式被致動(aktuierten)的關節、尤其是轉動關節，這些轉動關節尤其具有成對彼此垂直的或平行的轉動軸線。在一改進方案中，機器人具有至少一個臂，該臂具有至少七個關節，其中，有利地尤其可以為了避免奇異姿勢(Posen)而使用該冗余。

在一實施方案中，訓練系統具有至少一個操縱面，所述至少一個操縱面尤其能松脫地在機器人、尤其是機器人法蘭上緊固、尤其是被緊固，該機器人法蘭相對于尤其固定于周圍環境的機器人基部具有由機器人的所有關節所限定的自由度，并且所述至少一個操縱面由此由機器人引導或被引導。

操縱面被設置或者說被設立作為使用者接口或與機器人的接觸處。該操縱面在一實施方案中能是至少基本上平坦的，例如可具有用于支承一個或兩個腳的平臺。同樣地，操縱面也可以尤其圓柱形地被彎曲，例如具有用于以一只手或兩只手來握的把手。在一實施方案中，操縱面相應于體育器械的接觸面(例如田徑標槍的桿、高爾夫球桿的把手等等)，使用者利用該訓練系統來訓練使用該體育器械。在一實施方案中，操縱面具有由塑料或橡膠制成的覆層和/或表面結構部。由此可以有利地改善使用者的抓握性或接觸。在一實施方案中，操縱面被設置或設立用于與一只或兩只腳、手和/或其它身體部分、例如背部、肩部等等接觸，或在運行中被它們接觸。

在一實施方案中，訓練系統具有力檢測裝置，用于確定操縱面的加載。該加載在一實施方案中包括沿一個或多個、尤其三個、優選彼此垂直的方向的力和/或沿一個或多個、尤其三個、優選彼此垂直的方向的轉矩。為了較緊湊的表達，本發明也將反平行的力偶或轉矩概括表示為(一個)力。

在一實施方案中，力檢測裝置具有尤其是多維、優選六維的力和/或力矩傳感器，該力和/或力矩傳感器在一實施方案中可以布置在機器人法蘭與操縱面之間、尤其是機器人法蘭與用于將操縱面能松脫地緊固在機器人法蘭上的聯接器之間。

附加地或替換地，力檢測裝置具有在機器人的一個或多個、尤其是所有關節中的一個或多個力傳感器、尤其是轉矩傳感器。尤其在考慮機器人的力學模型、尤其是它的慣性的情況下，從中同樣可以確定由機器人引導的操縱面的一維或多維的加載。