[實(shí)用新型]氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721897604.6
• 申請日: 2017-12-29
• 公開（公告）號(hào): CN208770302U
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孟偉;劉泉;艾青松;左潔;謝勝泉
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;A63B23/08;A63B21/00
• 代理公司: 武漢開元知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;劉琳

1.一種氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：包括支撐模塊、主運(yùn)動(dòng)模塊、動(dòng)力傳輸模塊和傳感模塊；

所述支撐模塊包括底座(1)、垂直設(shè)置于底座(1)兩側(cè)的肌肉支架(7)以及垂直設(shè)置于底座(1)后部的腿托撐桿(4)，所述腿托撐桿(4)在垂直方向上設(shè)置有大腿托板(6)，在水平方向上設(shè)置有小腿托板(5)；

所述主運(yùn)動(dòng)模塊包括垂直設(shè)置于底座(1)中部的一對支撐桿(20)，所述支撐桿(20)的頂端與矩形框架結(jié)構(gòu)的一軸(9a)通過轉(zhuǎn)軸連接，所述一軸(9a)的前端和后端中部通過轉(zhuǎn)軸與曲柄軸(16)連接，形成二軸(9b)，所述二軸(9b)中部通過轉(zhuǎn)軸與三軸(9c)連接，所述三軸(9c)與設(shè)置于上方的動(dòng)平臺(tái)(17)焊接，所述動(dòng)平臺(tái)(17)的上方設(shè)置有腳踏板(10)；

所述動(dòng)力傳輸模塊包括五根氣動(dòng)肌肉組件，其中兩根氣動(dòng)肌肉組件與動(dòng)平臺(tái)(17)左前部連接，兩根氣動(dòng)肌肉組件與動(dòng)平臺(tái)(17)右前部連接，一根氣動(dòng)肌肉組件與動(dòng)平臺(tái)(17)后部連接，五根氣動(dòng)肌肉組件控制動(dòng)平臺(tái)(17)沿一軸(9a)、二軸(9b)、三軸(9c)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；

所述傳感模塊包括分別設(shè)置于一軸(9a)、二軸(9b)、三軸(9c)轉(zhuǎn)軸處的角度傳感器(14)和設(shè)置于腳踏板(10)與動(dòng)平臺(tái)(17)之間的力矩傳感器(15)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述腿托撐桿(4)的上端通過伸縮桿(11)與大腿托板(6)連接，所述伸縮桿(11)的一側(cè)設(shè)置有導(dǎo)軌(11a)，另一側(cè)設(shè)置有定位通孔(11b)，所述伸縮桿(11)通過穿過定位通孔(11b)的定位銷釘(12)、頂絲(12a)、彈簧座(12b)、導(dǎo)軌螺栓(12c)固定在腿托撐桿(4)上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述支撐桿(20)與一軸(9a)之間的轉(zhuǎn)軸、一軸(9a)的前端和后端中部與曲柄軸(16)之間的轉(zhuǎn)軸均通過深溝球軸承(21)連接，所述二軸(9b)中部與三軸(9c)之間的轉(zhuǎn)軸通過推力球軸承(13)連接。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述氣動(dòng)肌肉組件包括對稱設(shè)置于動(dòng)平臺(tái)(17)前部的左前氣動(dòng)組件(3a)、右前氣動(dòng)組件(3b)，設(shè)置于動(dòng)平臺(tái)(17)中部的左中氣動(dòng)組件(3c)、右中氣動(dòng)組件(3d)和設(shè)置于動(dòng)平臺(tái)(17)后部的后氣動(dòng)組件(3e)，所述左前氣動(dòng)組件(3a)、右前氣動(dòng)組件(3b)的上端分別設(shè)置有左前擺動(dòng)滑輪(2a)、右前擺動(dòng)滑輪(2b)，所述左前氣動(dòng)組件(3a)、右前氣動(dòng)組件(3b)分別連接柔索(8)通過左前擺動(dòng)滑輪(2a)、右前擺動(dòng)滑輪(2b)與動(dòng)平臺(tái)(17)前部的左側(cè)、右側(cè)連接，所述左中氣動(dòng)組件(3c)、右中氣動(dòng)組件(3d)的下端分別設(shè)置有左中擺動(dòng)滑輪(2c)、右中擺動(dòng)滑輪(2d)，所述左中擺動(dòng)滑輪(2c)、右中擺動(dòng)滑輪(2d)分別連接柔索(8)通過左中擺動(dòng)滑輪(2c)、右中擺動(dòng)滑輪(2d)與動(dòng)平臺(tái)(17)前部的左側(cè)、右側(cè)連接，所述后氣動(dòng)組件(3e)的上端設(shè)置有兩個(gè)定滑輪(23)和一個(gè)后擺動(dòng)滑輪(2e)，所述后氣動(dòng)組件(3e)連接柔索(8)通過兩個(gè)定滑輪(23)和后擺動(dòng)滑輪(2e)與動(dòng)平臺(tái)(17)的后部連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述腳踏板(10)的前部開有弧形槽(10a)，所述弧形槽(10a)的上方設(shè)置有尼龍綁帶(19)，所述小腿托板(5)下部設(shè)置有尼龍綁帶(19)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述角度傳感器(14)包括磁鐵安裝座(14a)、磁鐵(14b)、裝襯套(14c)、芯片(14d)和外殼(14e)。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的氣動(dòng)肌肉結(jié)合柔索驅(qū)動(dòng)的三自由度腳踝康復(fù)機(jī)器人，其特征在于：所述左前氣動(dòng)組件(3a)、右前氣動(dòng)組件(3b)和后氣動(dòng)組件(3e)安裝于底座(1)上，所述左中氣動(dòng)組件(3c)、右中氣動(dòng)組件(3d)安裝于肌肉支架(7)上。