[發明專利]模塊化直接扭矩控制康復機器人關節

在審

• 申請號: 201810009929.9
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108098832A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 曹福成;王麗榮;楊洪波;李貞蘭;李超;劉福遷;莊偉;劉長城
• 申請（專利權）人: 長春國科醫工科技發展有限公司
• 主分類號: B25J17/02
• 分類號: B25J17/02;A61H1/02
• 代理公司: 吉林省長春市新時代專利商標代理有限公司 22204
• 代理人: 高一明

本發明提供一種模塊化直接扭矩控制康復機器人關節，包括左端蓋、諧波減速器、直流三相無刷電機、關節機械限位器、絕對編碼器、電路板、殼體、右端蓋和電磁抱閘制動器，左端蓋安裝在殼體的固定支座上，關節機械限位器安裝在左端蓋上，諧波減速器安裝在殼體的固定支座上，直流三相無刷電機的左輸出軸安裝在諧波減速器的輸入端，直流三相無刷電機的定子與諧波減速器的外殼固定連接，電磁抱閘制動器與絕對編碼器分別安裝在直流三相無刷電機的右輸出軸上，電磁抱閘制動器的固定支座與殼體固定連接，電路板安裝在殼體的固定支座上，右端蓋安裝在殼體上。本發明體積小，重量輕，人機交互性好，便于各類康復訓練機器人安裝使用，通用性和實用性強。

技術領域

本發明涉及康復醫療器械技術領域，更為具體地，涉及一種模塊化直接扭矩控制康復機器人關節。

背景技術

康復機器人關節是康復機器人設備的核心部分，康復機器人關節性能的好壞直接影響到患者的康復訓練效果。在患者進行康復訓練的過程中，康復訓練機器人控制系統通過控制康復機器人關節為患者提供其所需要的關節運動扭矩，進而幫助患者完成康復訓練項目。

現有技術中，針對康復機器人類康復關節模組的研究涉及很少，機器人關節產品主要為工業機器人關節，研究人員主要是依據工業機器人關節技術進行康復機器人關節的研究。所研制的康復機器人關節均存在傳遞精度低、電氣走線暴露，易發生纏繞現象、缺少機械定位設計，安裝不方便等問題；甚至沒有機械限位機構，使用過程存在很大安全隱患；沒有考慮關節反饋信息的重要性，缺少關節感知功能。

因此，十分有必要提出一種高度集成、結構緊湊、低重量、高通用性的模塊化康復訓練機器人關節。

發明內容

鑒于上述問題，本發明的目的是提供一種模塊化直接扭矩控制康復機器人關節，以解決上述背景技術中所指出的問題，采用機電一體化和中心孔走線設計，將機械結構器件和電氣系統高度集成在合理緊湊的結構里,實現關節外部零走線；在關節驅動方面，通過電機驅動算法解算關節扭矩大小，將扭矩信息命令利用分布式網絡總線傳遞給機器人關節控制器，機器人關節控制器發出扭矩控制命令，從而對電機實現精準的扭矩控制，同時也將關節位置、速度與扭矩等關節信息實時反饋到機器人關節控制器，使模塊化機器人關節與肢體運動相協調，獲得最佳訓練效果。

本發明上述目的通過以下技術方案實現：

本發明提供的模塊化直接扭矩控制康復機器人關節，包括左端蓋、諧波減速器、直流三相無刷電機、關節機械限位器、絕對編碼器、電路板、殼體、右端蓋和電磁抱閘制動器，左端蓋安裝在殼體的固定支座上，關節機械限位器安裝在左端蓋上，諧波減速器安裝在殼體的固定支座上，直流三相無刷電機的左輸出軸安裝在諧波減速器的輸入端，直流三相無刷電機的定子與諧波減速器的外殼固定連接，電磁抱閘制動器與絕對編碼器分別安裝在直流三相無刷電機的右輸出軸上，電磁抱閘制動器的固定支座與殼體的固定支座固定連接，電路板與殼體固定連接，右端蓋安裝在殼體的固定支座上。

此外，優選的結構是，關節機械限位器包括極限位置子擋塊、極限位置母擋塊、關節機械限位器安裝底座、關節角度傳感器軸承和母擋塊安裝墊片；其中，極限位置子擋塊固定安裝在極限位置母擋塊上，極限位置母擋塊通過母擋塊安裝墊片固定安裝在關節機械限位器安裝底座上，關節機械限位器安裝底座與左端蓋固定連接，關節角度傳感器軸承固定安裝在關節機械限位器安裝底座上。

另外，優選的結構是，在關節機械限位器安裝底座上開設有四個模塊關節螺栓連接安裝孔和兩個CAN連接器安裝孔。