[發明專利]一種基于繩索驅動的模塊化肩部外骨骼康復機器人

在審

• 申請號: 202211689308.2
• 申請日: 2022-12-27
• 公開（公告）號: CN116211640A
• 公開（公告）日: 2023-06-06
• 發明（設計）人: 張福海;傅彥博;楊磊;付宜利
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 高志光

1.一種基于繩索驅動的模塊化肩部外骨骼康復機器人，其特征在于：包含基座(1)、肩帶模塊(2)和肩關節模塊(3)；肩帶模塊(2)和肩關節模塊(3)均為鏡像互換結構，肩關節模塊(3)的起始連接端與肩帶模塊(2)的末尾連接端連接，肩帶模塊(2)與基座(1)連接，肩帶模塊(2)具有空間三個方向的平移自由度以及軸線為豎直方向的轉動自由度，肩關節模塊(3)包含轉動連接的肩關節上部機構(3-1)和肩關節下部機構(3-2)，肩關節上部機構(3-1)用于實現肩關節下部機構(3-2)在兩個水平方向的補償位移，肩關節下部機構(3-2)用于實現豎直方向的補償位移，基座(1)將動力通過拮抗繩索對傳遞至肩關節模塊(3)，以實現肩關節模塊(3)的屈曲伸展、外展內收及內旋外旋。

2.根據權利要求1所述一種基于繩索驅動的模塊化肩部外骨骼康復機器人，其特征在于：所述肩帶模塊(2)包含第一豎直關節上部機構(2-1)、第一豎直關節下部機構(2-2)、彈性平移支撐機構(2-3)、第二豎直關節機構(2-4)、水平關節機構(2-5)以及第三豎直關節機構(2-6)；第一豎直關節上部機構(2-1)與第一豎直關節下部機構(2-2)共旋轉軸線可拆卸地安裝在基座(1)上，彈性平移支撐機構(2-3)的兩側與第一豎直關節下部機構(2-2)和第二豎直關節機構(2-4)轉動連接，水平關節機構(2-5)的兩側分別與第一豎直關節上部機構(2-1)和第二豎直關節機構(2-4)轉動連接，第二豎直關節機構(2-4)與第三豎直關節機構(2-6)可拆卸連接且二者間距可調，肩關節模塊(3)安裝在第三豎直關節機構(2-6)的輸出端上。

3.根據權利要求2所述一種基于繩索驅動的模塊化肩部外骨骼康復機器人，其特征在于：彈性平移支撐機構(2-3)包含左側連接件(2-31)、右側連接件(2-32)、支撐基座(2-33)、支撐桿(2-34)、彈簧(2-35)、彈性平移支撐機構直線軸承(2-36)、彈性平移支撐機構套筒(2-37)以及兩個套筒連接件(2-38)，左側連接件(2-31)和右側連接件(2-32)位于支撐基座(2-33)兩側，左側連接件(2-31)和右側連接件(2-32)的一端分別與第一豎直關節下部機構十字軸承(2-24)的左右輸出端連接，左側連接件(2-31)和右側連接件(2-32)的另一端與支撐基座(2-33)連接，支撐桿(2-34)插入支撐基座(2-33)內且二者固定在一起，彈簧(2-35)套在支撐桿(2-34)上，彈性平移支撐機構直線軸承(2-36)套在彈性平移支撐機構套筒(2-37)內下部，并穿過支撐桿(2-34)，彈簧(2-35)的兩端分別與支撐基座(2-33)和彈性平移支撐機構直線軸承(2-36)相抵，彈性平移支撐機構套筒(2-37)上部與套筒連接件(2-38)固接，套筒連接件(2-38)與第二豎直關節機構(2-4)轉動連接。

4.根據權利要求2所述一種基于繩索驅動的模塊化肩部外骨骼康復機器人，其特征在于：第二豎直關節機構(2-4)包含第二豎直關節機構旋轉件(2-41)、第二豎直關節機構前桿(2-46)、兩個第二豎直關節機構中軸端蓋(2-42)、第二豎直關節機構中軸(2-43)、兩個第二豎直關節機構推力球軸承(2-44)和兩個第二豎直關節機構深溝球軸承(2-45)，兩個第二豎直關節機構推力球軸承(2-44)分別安裝在第二豎直關節機構旋轉件(2-41)上下內表面的凹槽中，兩個第二豎直關節機構深溝球軸承(2-45)分別安裝在第二豎直關節機構前桿(2-46)的上下凹槽中，第二豎直關節機構中軸(2-43)穿過該四個軸承，第二豎直關節機構旋轉件(2-41)上下外表面與第二豎直關節機構中軸(2-43)的上下端面分別通過第二豎直關節機構中軸端蓋(2-42)由螺栓配合固接，第二豎直關節機構旋轉件(2-41)分別與彈性平移支撐機構(2-3)和水平關節機構(2-5)轉動連接，第二豎直關節機構前桿(2-46)與第三豎直關節機構(2-6)可拆卸連接且二者間距可調。