[發明專利]基于并聯機構的多位姿下肢康復機器人及其控制方法

有效

• 申請號: 202111026584.6
• 申請日: 2021-09-02
• 公開（公告）號: CN113855476B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 邊輝;孫朝亮;丁杰彬;李帥;李佳辰
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京孚睿灣知識產權代理事務所(普通合伙) 11474
• 代理人: 葛凡

1.一種基于并聯機構的多位姿下肢康復機器人，其特征在于，其包括2-PRPS_RPS并聯多位姿調節組件、座椅組件、末端牽引式下肢康復組件、底架組件，所述2-PRPS_RPS并聯多位姿調節組件下端連接在所述底架組件上方，上端與所述座椅組件下端鉸接，所述末端牽引式下肢康復組件上端固定連接在所述座椅組件下端后部，下端固定連接在所述底架組件上方中前部，

所述2-PRPS_RPS并聯多位姿調節組件包括水平驅動電缸、轉動副連接件、第一位姿調節電推桿機身、第一電推桿體、第一球副連接件、第二球副連接件、第二電推桿體和第二位姿調節電推桿機身，所述水平驅動電缸下側固定安裝在所述底架組件上方后部，所述第一位姿調節電推桿機身第一端經所述轉動副連接件與所述水平驅動電缸上側鉸接，第二端經所述第一電推桿體與所述第一球副連接件相連，所述第二位姿調節電推桿機身第一端經所述轉動副連接件與所述底架組件上方前部鉸接，第二端經所述第二電推桿體與所述第二球副連接件相連，所述第一球副連接件和第二球副連接件與所述座椅組件下端鉸接；

所述第一位姿調節電推桿機身和第二位姿調節電推桿機身的旋轉中心軸線的各自豎直平面相互平行，所述第一球副連接件和第二球副連接件在相對應的轉動自由度上的旋轉中心軸線的各自豎直平面相互平行；

所述座椅組件包括靠背、聯動扶手、人體支撐架、吊帶、懸梁、懸梁電推桿、靠背電推桿機身、靠背電推桿、橫梁和直線軸承，所述人體支撐架下側與所述第一球副連接件和第二球副連接件上端鉸接，其上與所述靠背下端鉸接，兩個所述聯動扶手對稱布置在所述靠背下部、所述人體支撐架上方兩側并鉸接，所述懸梁沿布置在所述靠背后方上部的所述直線軸承上下直線移動，下部經所述懸梁電推桿與所述靠背后方中部鉸接，上部掛有所述吊帶，所述橫梁安裝在所述人體支撐架后端，其上方通過連接件與所述靠背電推桿機身下端鉸接，所述靠背電推桿下端與所述靠背電推桿機身上部相連，上端通過連接件與所述靠背后方中部鉸接；

所述末端牽引式下肢康復組件包括髖部調節板、四連桿機構和電機部件，所述髖部調節板通過螺栓固定安裝在所述人體支撐架上，所述四連桿機構第一端固定安裝在所述髖部調節板上，其第二端與所述電機部件相連，所述電機部件為動力源且固定安裝在所述底架組件上方中前部；

所述底架組件包括底架和減速機安裝板，所述底架上方前后部分別經螺栓固定安裝有所述轉動副連接件，上方中前部固定安裝有所述減速機安裝板，下方能安裝重載型地腳，所述減速機安裝板與所述電機部件固定安裝；

在2-PRPS_RPS并聯多位姿調節組件中，水平驅動電缸提供的移動自由度使得座椅組件中人體支撐架保持水平狀態；在2-PRPS_RPS并聯多位姿調節組件的支持下，座椅能夠實現兩轉動兩移動四個自由度方向的運動。

2.根據權利要求1所述的基于并聯機構的多位姿下肢康復機器人，其特征在于，所述四連桿機構包括髖部調節件、大腿固定件、小腿及腳部固定件和曲軸，所述髖部調節件第一端固定安裝在所述髖部調節板上，其第二端經球鉸與所述大腿固定件第一端相連，所述小腿及腳部固定件第一端經球鉸與所述大腿固定件第二端相連，其第二端經球鉸與所述曲軸相連，所述曲軸經錐齒輪與所述電機部件輸出軸相連。

3.根據權利要求2所述的基于并聯機構的多位姿下肢康復機器人，其特征在于，所述水平驅動電缸設有2個且左右并排平行安裝在所述底架組件上方后部，所述第一位姿調節電推桿機身、第一電推桿體和第一球副連接件均設有2個且分別平行安裝在兩個所述水平驅動電缸上方，所述第二球副連接件、第二電推桿體和第二位姿調節電推桿機身均設有1個，所述轉動副連接件設有3個；所述四連桿機構設有2個且分別平行安裝在所述髖部調節板上方左右兩側，其間距能根據患者體態自由調節，所述大腿固定件和小腿及腳部固定件均能根據患者腿部長度實現長度調節，所述電機部件設有2個且間距能調，分別帶動左右下肢運動，為患者提供多樣化康復動作；所述減速機安裝板設有2個且左右對稱固定安裝在所述底架上方中前部；所述直線軸承設有2個且分別平行設置在所述懸梁電推桿左右兩側。

4.根據權利要求1所述的基于并聯機構的多位姿下肢康復機器人，其特征在于，所述人體支撐架為T型結構，所述靠背為上梯形和下矩形組合結構且其上設有靠枕。