平行连杆式下肢康复机器人及其工作方法

摘要

本发明涉及一种本发明提出一种平行连杆式下肢康复机器人及其工作方法，属于康复机器人的技术领域。它括脚部支撑、平行连杆、三角构件小腿部件、谐波减速机、大腿部件、同步带、大腿关节伺服电机、小腿关节伺服电机、机械及电气箱体、滑台伺服电机、大腿套筒、小腿套筒（15）、编码器、伺服滑台、小齿轮、大齿轮、同步带轮、气囊、气压传感器。本康复机器人采用主动及被动模式，可用于膝关节病患的中前期治疗。

主权项

一种平行连杆式下肢康复机器人，包括脚部支撑（1）、第一平行连杆（3）、第二平行连杆（3）、三角构件（4）、小腿部件（5）、第一谐波减速机（7）、第二谐波减速机（6）、大腿部件（8）、同步带（9）、大腿关节伺服电机（10）、小腿关节伺服电机（11）、机械及电气箱体（12）、滑台伺服电机（13）、大腿套筒（14）、小腿套筒（15）、编码器（16）、伺服滑台（17）、小齿轮（18）、大齿轮（19）、第一同步带轮（21）、第二同步带轮（20）、气囊（22）、气压传感器（23）；所述大腿关节伺服电机（10）与第一谐波减速机（7）总成，安装在机械及电气箱体（12）上；所述小腿关节伺服电机（11）安装在机械及电气箱体（12）上，输出轴联接所述小齿轮（18），所述大齿轮（19）安装于第一谐波减速机（7）输出轴上，可以绕轴旋转，小齿轮（18）与大齿轮（19）啮合构成齿轮副，所述同步带（9）一端与大齿轮（19）上安装的第一同步带轮（21）啮合，另一端与第二谐波减速机（6）输入轴上安装的第二同步带轮（20）啮合；所述大腿部件（8）第一端固连于所述第一谐波减速机（7）输出轴，第二端与所述小腿部件（5）第一端铰接，小腿部件（5）的第一端同时还固连于第二谐波减速机（6）的输出轴上，小腿部件（5）第二端与脚部支撑（1）上的关节铰接；所述小腿套筒（15）安装于小腿部件（5）上，大腿套筒（14）安装于大腿部件（8）上；所述第一平行连杆（3）的第一端与所述机械及电气控制箱体（12）上的外伸轴铰接，第二端与所述三角构件（4）第一侧关节铰接，所述第二平行连杆（2）第一端与三角构件（4）第二侧关节铰接，第二端与脚部支撑（1）上的关节铰接；所述三角构件（4）位于第二谐波减速机（6）与小腿部件（5）之间，安装于第二谐波减速机（6）的输出轴可绕其转动；三角构件（4）第一侧关节、第二侧关节距第二谐波减速机（6）的输出轴的距离相等；所述双平行四边形机构包括第二平行连杆（2）、三角构件（4）、小腿部件（5）、脚部支撑（1）组成的平行四边形机构；第一平行连杆（3）、三角构件（4）、大腿部件（8）、机械及电气箱体（12）组成的平行四边形机构，可以使脚部支撑（1）保持平动；所述滑台伺服电机（13）安装在机械及电气箱体（12）上，输出轴与伺服滑台（17）的输入轴上； 所述腿部支撑（1）安装在伺服滑台（17）的滑块上，脚部支撑（1）与病患足部接触一侧安装力传感器；所述编码器（16）分别安装于第二谐波减速机（6）的输入轴及小腿部件（5）与脚部支撑（1）铰接关节处；所述气囊（22）贴于大腿套筒（14）与小腿套筒（15）内侧，由气压传感器（23）检测气囊压力变化。