CN114732667A - 一种应用于康复机器人的变阻抗装置 - Google Patents

一种应用于康复机器人的变阻抗装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114732667A
CN114732667A CN202210313754.7A CN202210313754A CN114732667A CN 114732667 A CN114732667 A CN 114732667A CN 202210313754 A CN202210313754 A CN 202210313754A CN 114732667 A CN114732667 A CN 114732667A
Authority
CN
China
Prior art keywords
torque
variable impedance
loader
torque sensor
device applied
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210313754.7A
Other languages
English (en)
Inventor
马苏湖
徐颖俊
吕燕
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shanghai Electric Group Corp
Original Assignee
Shanghai Electric Group Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shanghai Electric Group Corp filed Critical Shanghai Electric Group Corp
Priority to CN202210313754.7A priority Critical patent/CN114732667A/zh
Publication of CN114732667A publication Critical patent/CN114732667A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0218—Drawing-out devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J11/00—Manipulators not otherwise provided for
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H20/00—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance
    • G16H20/30—ICT specially adapted for therapies or health-improving plans, e.g. for handling prescriptions, for steering therapy or for monitoring patient compliance relating to physical therapies or activities, e.g. physiotherapy, acupressure or exercising
    • G—PHYSICS
    • G16—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR SPECIFIC APPLICATION FIELDS
    • G16H—HEALTHCARE INFORMATICS, i.e. INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR THE HANDLING OR PROCESSING OF MEDICAL OR HEALTHCARE DATA
    • G16H40/00—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices
    • G16H40/60—ICT specially adapted for the management or administration of healthcare resources or facilities; ICT specially adapted for the management or operation of medical equipment or devices for the operation of medical equipment or devices

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Primary Health Care (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • General Business, Economics & Management (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

本发明公开了一种应用于康复机器人的变阻抗装置，包括：基座、驱动件、扭矩加载器、扭矩传感器以及握持组件；所述驱动件和所述扭矩加载器均装设于所述基座内且同轴连接，所述扭矩传感器装设在所述基座上，所述扭矩传感器一端与所述扭矩加载器同轴连接，另一端与所述握持组件驱动连接。该变阻抗装置可以根据末端患者需要的扭矩来动态调整输出扭矩，可以实时得出末端输出扭矩的参数，此装置会带来整体机械结构的刚度变化，从而达到变阻抗的目的，扭矩加载器可以吸收来自末端扭矩的反作用力，降低对整个系统冲击，该变阻抗机构具有结构简单、控制精度高且成本低等优点。

Description

一种应用于康复机器人的变阻抗装置
技术领域
本发明涉及康复机器人技术领域，具体涉及一种应用于康复机器人的变阻抗装置。
背景技术
近年来，随着人口老龄化的发展加快，由于一些不切当的生活方式和外伤等引起的运动功能障碍的患者也越来越多，对于也引起了全世界学者的关注，一般在前期用药物和手术治疗，后续会进行物理康复训练，康复机器人也在临床康复过程中使用越来越广泛。
目前，康复机器人的整体智能化水平还有待提高，常见的有人机交互界面不友好和自适应学习能力不高等问题，提高康复机器人的人机设备协同性和高效可靠的运动协调性已成为康复机器人研究的主要问题。
提高控制康复机器人的运动协调性的主要方法有力矩控制、速度控制和阻尼控制等，这些控制方式都各有利弊，在使用时需要分析各个控制模块的复杂度以此来选出可行的方案，所以控制系统的选用与设计是我们必须面临的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种应用于康复机器人的变阻抗装置。
具体技术方案如下：
一种应用于康复机器人的变阻抗装置，主要包括：
基座、驱动件、扭矩加载器、扭矩传感器以及握持组件；
所述驱动件和所述扭矩加载器均装设于所述基座内且同轴连接，所述扭矩传感器装设在所述基座上，所述扭矩传感器一端与所述扭矩加载器同轴连接，另一端与所述握持组件驱动连接。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述扭矩加载器与所述扭矩传感器之间设置有减速机，所述减速机一端与所述扭矩加载器同轴连接，另一端与所述扭矩传感器同轴连接。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述基座包括底板、所述底板上设置有两个相正对的第一支撑板，两个所述第一支撑板通过第一法兰板连接，所述驱动件固定在所述第一法兰板上，所述驱动件的一端朝向所述底板，所述驱动件的另一端为输出端，所述驱动件的输出端穿出所述第一法兰板与所述扭矩加载器同轴连接。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述驱动件与所述扭矩加载器通过联轴器实现轴连接。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述基座还包括设置在所述第一法兰板上的两个相正对的第二支撑板，两个所述第二支撑板通过第二法兰板连接，所述扭矩加载器、所述联轴器及所述减速机位于所述第一法兰板与所述第二法兰板之间，所述减速机穿出所述第二法兰板与所述扭矩传感器同轴连接，所述扭矩传感器的输出端套设有第一轴承。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述扭矩加载器的输出端套设有第二轴承。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述握持组件包括径向板以及手握柄，所述径向板一端与所述扭矩传感器轴连接，所述手握柄设置在所述径向板远离所述扭矩传感器的一端。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述手握柄为圆柱杆，所述手握柄的轴线方向与所述扭矩传感器的轴线方向相平行。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述驱动件为电机。
上述的一种应用于康复机器人的变阻抗装置中，还具有这样的特征，所述驱动件与所述扭矩加载器之间，所述扭矩加载器与所述减速机之间，所述减速机与所述扭矩传感器之间均采用小间隙配合。
上述技术方案的积极效果是：
本发明提供的一种应用于康复机器人的变阻抗装置，用扭矩加载器来实时调节驱动件例如电机的输出扭矩，扭矩加载器可以根据末端(握持组件)患者需要的扭矩来动态调整输出扭矩，扭矩加载器的另一端和扭矩传感器连接，可以实时得出末端输出扭矩的参数，此装置会带来整体机械结构的刚度变化，从而达到变阻抗的目的，扭矩加载器可以吸收来自末端扭矩的反作用力，降低对整个系统冲击，该变阻抗机构具有结构简单、控制精度高且成本低等优点。
附图说明
图1为本发明提供的应用于康复机器人的变阻抗装置的立体结构示意图；
图2为本发明提供的应用于康复机器人的变阻抗装置的剖视结构示意图。
附图中：1、基座；11、底板；12、第一支撑板；13、第一法兰板；14、第二支撑板；15、第二法兰板；2、驱动件；23、联轴器；231、第一支撑结构；3、扭矩加载器；31、第二支撑结构；32、第二轴承；4、减速机；5、扭矩传感器；51、第一轴承；6、握持组件；61、径向板；62、手握柄。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中为组件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
请参阅图1和图2，本发明公开了一种应用于康复机器人的变阻抗装置，该应用于康复机器人的变阻抗装置包括：基座1、驱动件2、扭矩加载器3、扭矩传感器5以及握持组件6。
驱动件2和扭矩加载器3均装设于基座1内且依次同轴连接，所述扭矩传感器5一端与所述扭矩加载器3同轴连接，另一端与所述握持组件6驱动连接。
具体而言，基座1包括底板11、底板11上设置有两个相正对的第一支撑板12，两个第一支撑板12通过第一法兰板13连接，驱动件2固定在第一法兰板13上，一端朝向底板11，驱动件2的另一端为输出端，驱动件2的输出端穿出第一法兰板13与扭矩加载器3连接。
可选地，驱动件2与扭矩加载器3通过联轴器23实现轴连接。具体地，在本实施例中，联轴器23外侧设置有第一支撑结构231，用于保护联轴器23，同时提供扭矩加载器3的支撑作用，例如扭矩加载器3固定在第一支撑结构231上，该端伸入第一支撑结构231与联轴器23连接。
进一步地，扭矩加载器3与扭矩传感器5之间设置有减速机4，减速机4一端与扭矩加载器3同轴连接，另一端与扭矩传感器5同轴连接。
进一步地，基座1还包括设置在第一法兰板13上的两个相正对的第二支撑板14，两个第二支撑板14通过第二法兰板15连接，扭矩加载器3、联轴器23及减速机4位于第一法兰板13与第二法兰板15之间，减速机4穿出第二法兰板15与扭矩传感器5同轴连接。
可选地，在本实施例中，扭矩加载器3外侧设置有第二支撑结构31，用于保护扭矩加载器3，扭矩加载器3的输出端套设有第二轴承32。第二轴承32可以起到支撑作用。
可选地，扭矩传感器5的输出端套设有第一轴承51。第一轴承51可以起到支撑作用。
其中，在本实施例中，驱动件2与扭矩加载器3之间，扭矩加载器3与减速机4之间，减速机4与扭矩传感器5之间均采用小间隙配合，因此同轴度较好。
可选地，握持组件6包括径向板61以及手握柄62，径向板61一端与扭矩传感器5轴连接，手握柄62设置在径向板61远离扭矩传感器5的一端。可选地，手握柄62为圆柱杆，手握柄62的轴线方向与扭矩传感器5的轴线方向相平行。
本发明提供的一种应用于康复机器人的变阻抗装置，用扭矩加载器3来实时调节驱动件2例如电机的输出扭矩，扭矩加载器3可以根据末端(握持组件6)患者需要的扭矩来动态调整输出扭矩，扭矩加载器3的另一端和扭矩传感器5连接，可以实时得出末端输出扭矩的参数，此装置会带来整体机械结构的刚度变化，从而达到变阻抗的目的，扭矩加载器3可以吸收来自末端扭矩的反作用力，降低对整个系统冲击，该变阻抗机构具有结构简单、控制精度高且成本低等优点。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，包括：基座、驱动件、扭矩加载器、扭矩传感器以及握持组件；
所述驱动件和所述扭矩加载器均装设于所述基座内且同轴连接，所述扭矩传感器装设在所述基座上，所述扭矩传感器一端与所述扭矩加载器同轴连接，另一端与所述握持组件驱动连接。
2.根据权利要求1所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述扭矩加载器与所述扭矩传感器之间设置有减速机，所述减速机一端与所述扭矩加载器同轴连接，另一端与所述扭矩传感器同轴连接。
3.根据权利要求2所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述基座包括底板、所述底板上设置有两个相正对的第一支撑板，两个所述第一支撑板通过第一法兰板连接，所述驱动件固定在所述第一法兰板上，所述驱动件的一端朝向所述底板，所述驱动件的另一端为输出端，所述驱动件的输出端穿出所述第一法兰板与所述扭矩加载器同轴连接。
4.根据权利要求3所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述驱动件与所述扭矩加载器通过联轴器实现轴连接。
5.根据权利要求4所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述基座还包括设置在所述第一法兰板上的两个相正对的第二支撑板，两个所述第二支撑板通过第二法兰板连接，所述扭矩加载器、所述联轴器及所述减速机位于所述第一法兰板与所述第二法兰板之间，所述减速机穿出所述第二法兰板与所述扭矩传感器同轴连接，所述扭矩传感器的输出端套设有第一轴承。
6.根据权利要求5所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述扭矩加载器的输出端套设有第二轴承。
7.根据权利要求1至6任一项所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述握持组件包括径向板以及手握柄，所述径向板一端与所述扭矩传感器轴连接，所述手握柄设置在所述径向板远离所述扭矩传感器的一端。
8.根据权利要求7所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述手握柄为圆柱杆，所述手握柄的轴线方向与所述扭矩传感器的轴线方向相平行。
9.根据权利要求8所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述驱动件为电机。
10.根据权利要求2至6任一项所述的应用于康复机器人的变阻抗装置，其特征在于，所述驱动件与所述扭矩加载器之间，所述扭矩加载器与所述减速机之间，所述减速机与所述扭矩传感器之间均采用小间隙配合。
CN202210313754.7A 2022-03-28 2022-03-28 一种应用于康复机器人的变阻抗装置 Pending CN114732667A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210313754.7A CN114732667A (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种应用于康复机器人的变阻抗装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202210313754.7A CN114732667A (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种应用于康复机器人的变阻抗装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114732667A true CN114732667A (zh) 2022-07-12

Family

ID=82276872

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202210313754.7A Pending CN114732667A (zh) 2022-03-28 2022-03-28 一种应用于康复机器人的变阻抗装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114732667A (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1736521A (zh) * 2004-08-20 2006-02-22 清华大学 手腕及手指关节运动康复训练机器人
CN104922879A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 浙江大学 基于呼吸困难度反馈的机器人肺康复训练系统
CN106214419A (zh) * 2016-07-14 2016-12-14 大连理工大学 自适应前臂肌群康复装置
CN207384450U (zh) * 2017-03-13 2018-05-22 北京蝶禾谊安信息技术有限公司 一种检测扭矩的连接件及腰椎康复机器人
CN209966419U (zh) * 2019-04-08 2020-01-21 浙江大学 一种可测角度的扭力缓冲调节机构
CN111631903A (zh) * 2020-05-27 2020-09-08 太原理工大学 基于力传感器反馈的扭矩输出装置
CN112888535A (zh) * 2019-09-30 2021-06-01 深圳市优必选科技股份有限公司 集成关节及机器人

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1736521A (zh) * 2004-08-20 2006-02-22 清华大学 手腕及手指关节运动康复训练机器人
CN104922879A (zh) * 2015-06-11 2015-09-23 浙江大学 基于呼吸困难度反馈的机器人肺康复训练系统
CN106214419A (zh) * 2016-07-14 2016-12-14 大连理工大学 自适应前臂肌群康复装置
CN207384450U (zh) * 2017-03-13 2018-05-22 北京蝶禾谊安信息技术有限公司 一种检测扭矩的连接件及腰椎康复机器人
CN209966419U (zh) * 2019-04-08 2020-01-21 浙江大学 一种可测角度的扭力缓冲调节机构
CN112888535A (zh) * 2019-09-30 2021-06-01 深圳市优必选科技股份有限公司 集成关节及机器人
CN111631903A (zh) * 2020-05-27 2020-09-08 太原理工大学 基于力传感器反馈的扭矩输出装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101204815B (zh) 气动人工肌肉驱动的七自由度仿人手臂
CN100439048C (zh) 机器人拟人手欠驱动多指装置
EP1519345B1 (en) An arm assembly for a crash test dummy
CN102009414B (zh) 三自由度欠驱动机器人手腕装置
EP1302355A3 (en) Transmission for a working vehicle and vehicle
CN110171015A (zh) 一种运动解耦的液压驱动三自由度球型手腕
CN109654338A (zh) 实用型教学仪器用升降操作台
CN110547945A (zh) 一种二自由度上肢外骨骼康复机构
CN114732667A (zh) 一种应用于康复机器人的变阻抗装置
CN210819559U (zh) 一种机器人关节结构和一种机器人
CN105415388B (zh) 一种腱驱动的机器人手指机构
CN102225545B (zh) 一种具有虚拟运动中心的两维转动并联机构
CN105082170B (zh) 一种基于阿基米德螺线弹性体的柔弹性关节
JP2002011679A (ja) 多足歩行ロボット
EP1266817A3 (en) Electric power steering apparatus
CN110840717A (zh) 一种电动拐杖、姿态检测装置及机器人
CN114291182B (zh) 一种四足机器人
CN109773815A (zh) 基于改进柔索传动的19自由度解耦灵巧手
CN210500329U (zh) 一种多电机仿生机器人关节
CN110354458B (zh) 一种三自由度被动式力交互上肢康复训练仪
CN212146501U (zh) 一种新型仿真机器人的智能手臂
CN211095747U (zh) 一种康复机器人下肢关节结构
CN108126322B (zh) 一种康复机器人腕关节
CN209405191U (zh) 一种外骨骼机器人
CN107932524A (zh) 一种消除重力扭矩的三自由度仿生眼颈部机构

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract

Application publication date: 20220712

Assignee: SHANGHAI ELECTRIC INTELLIGENT REHABILITATION MEDICAL TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Assignor: Shanghai Electric Group Co.,Ltd.

Contract record no.: X2023310000146

Denomination of invention: A Variable Impedance Device Applied to Rehabilitation Robots

License type: Exclusive License

Record date: 20230919

EE01 Entry into force of recordation of patent licensing contract