[發(fā)明專利]一種胳膊訓練康復多功能機器人

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711058576.3
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107693306A
• 公開（公告）日: 2018-02-16
• 發(fā)明（設計）人: 梁華偉;原顏東;買毅強;郭燕;郭建營;王一鳴;和慧超
• 申請（專利權）人: 河南理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A61N1/36;B25J11/00;B25J9/16;A61B5/00
• 代理公司: 鄭州浩德知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)41130
• 代理人: 王國旭

技術領域

本發(fā)明涉及一種胳膊訓練康復多功能機器人，屬體育鍛煉技術領域。

背景技術

目前在體育訓練、疾病康復中，往往均需要采用專業(yè)的輔助強化訓練及防部設備對胳膊進行恢復性鍛煉或強化性訓練，但在實際的康復鍛煉和強化性訓練中，均缺乏有效的輔助訓練及鍛煉設備，因此一方面導致當前的胳膊康復鍛煉和強化性訓練所使用的設備間通用性差，且均存在使用靈活性、可靠性不足及運行自動化程度低等缺陷，從而當前在進行胳膊康復鍛煉和強化性訓練操作難度較大，且在康復鍛煉和強化性訓練時，不能根據(jù)使用需要靈活調整康復鍛煉和強化性訓練活動量，也不能對使用者進行持續(xù)的康復鍛煉和強化性訓練，另一方面在進行康復鍛煉和強化性訓作業(yè)的自動化程度低，數(shù)據(jù)反饋能力不足，操作精度低，也不能對使用者在康復鍛煉和強化性訓練中的生理參數(shù)變化情況進行全面檢測，因此不能制定科學合理的胳膊康復及訓練方案，從而嚴重的影響了胳膊康復鍛煉和強化性訓練作業(yè)效率、質量和精度，因此針對這一問題，迫切需要開發(fā)一種通用性、可靠性好且運行自動化及精度高的胳膊康復及強化訓練用設備，以滿足實際使用的需要。

發(fā)明內容

本發(fā)明目的就在于克服上述不足，提供一種胳膊訓練康復多功能機器人及控制方法。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過以下技術方案來實現(xiàn)：

一種胳膊訓練康復多功能機器人，包括定位架、神經(jīng)刺激電極、生理傳感器、驅動桿、驅動電機及控制機構，定位架共兩個，并分別包覆在人體上臂和前臂外表面，兩定位架前端面的下表面通過驅動電機相互鉸接，上表面通過驅動桿相互連接，驅動桿包括主彈性伸縮桿和輔助彈性伸縮桿，主彈性伸縮桿和輔助彈性伸縮桿均至少一個，其中輔助彈性伸縮桿嵌于定位架上表面并與定位架軸線平行分布，主彈性伸縮桿兩端分別與兩定位架上的輔助彈性伸縮桿端面鉸接，且輔助彈性伸縮桿軸線與主彈性伸縮桿軸線呈0°—90°夾角，定位架包括承載環(huán)、強化連接桿、承壓彈簧、連接鉸鏈及彈性防護罩，承載環(huán)至少兩個，各承載環(huán)同軸分布且相鄰兩個承載環(huán)間通過至少一條強化連接桿和一條承壓彈簧相互連接，且強化連接桿、承壓彈簧與承載環(huán)軸線呈0°—60°夾角，強化連接桿、承壓彈簧與承載環(huán)間均通過連接鉸鏈相互鉸接，彈性防護罩兩端與承載環(huán)外表面連接并包覆在承載環(huán)、強化連接桿、承壓彈簧、連接鉸鏈外表面，承載環(huán)包括至少兩個承載段和至少一個定位扣，且各承載段間通過連接鉸鏈相互鉸接，且其中兩個承載段間通過定位扣相互連接并構成閉合環(huán)狀結構，神經(jīng)刺激電極、生理傳感器均至少一個，嵌于定位架承載環(huán)的承載段內表面，并與控制機構電氣連接，控制機構通過定位扣安裝在定位架外表面。

進一步的，所述的承載段內均設橫截面呈矩形的承載腔，所述的神經(jīng)刺激電極、生理傳感器均嵌于承載腔內。

進一步的，所述的承載段外設彈性墊塊，且彈性墊塊包覆在承載段外表面。

進一步的，所述的強化連接桿、承壓彈簧中，一個強化連接桿和一個承壓彈簧構成一個工作組，且同一工作組中的強化連接桿、承壓彈簧與承載環(huán)軸線夾角0°時，則強化連接桿、承壓彈簧間呈15°—90°夾角。

進一步的，所述的工作組至少一個，且當工作組為兩個或兩個以上時，各工作組均環(huán)繞定位架軸線均布。

進一步的，所述的主彈性伸縮桿、輔助彈性伸縮桿、強化連接桿、承壓彈簧均為液壓桿、氣壓缸及彈簧桿中的任意一種。

進一步的，所述的輔助彈性伸縮桿與定位架間通過滑軌滑動連接，且輔助彈性伸縮桿與主彈性伸縮桿接觸面間設壓力傳感器。

進一步的，所述的控制機構包括承載殼、驅動電源、充放電控制電路及控制電路，所述承載殼為密閉腔體結構，其外表面均布至少連個定位扣，并通過定位扣與定位架外表面相互連接，所述的驅動電源、充放電控制電路及控制電路，均嵌于承載殼內，且驅動電源、充放電控制電路及控制電路間通過隔板相互隔離，所述的控制電路分別與充放電控制電路、定位架、神經(jīng)刺激電極、生理傳感器、驅動桿、驅動電機及壓力傳感器電氣連接。

進一步的，所述的控制電路包括基于FPGA邏輯處理單元的數(shù)據(jù)處理模塊、MOS驅動模塊、數(shù)據(jù)通訊總線模塊、串口通訊模塊及無線通訊模塊，所述的MOS驅動模塊分別與基于FPGA邏輯處理單元的數(shù)據(jù)處理模塊、數(shù)據(jù)通訊總線模塊、串口通訊模塊、無線通訊模塊、定位架、神經(jīng)刺激電極、生理傳感器、驅動桿、驅動電機及壓力傳感器電氣連接。

進一步的，所述的驅動電機為恒力伺服電機，且驅動電機設轉速傳感器，所述的轉速傳感器與控制機構電氣連接。