[发明专利]柔索驱动六自由度并联康复装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种健身器械，更确切地说，本发明涉及一种柔索驱动六自由度并联康复装置。

背景技术

柔索驱动并联机器人是一种以柔索为传动工具，柔索一端连接运动平台，另一端连接驱动电机，使运动平台在所期望的工作空间进行运动的新型机器人。柔索驱动并联机器人具有柔索驱动的重量轻、驱动固定、惯性小、传动方式灵活等特点,又有并联机器人的精度高、负载/自重比大、机构无误差积累、刚度好等特点。柔索驱动并联机器人主要应用于模拟航天员失重训练、大型运动场相机定位、桥梁建造、港口货物装卸、海底打捞、废物清理等领域。

关于柔索驱动并联机器人在康复运动领域的研究，取得了大量的成果：王卫东在文献《基于绳索驱动的并联康复机器人研究》中设计了基于人机工程学的并联康复机器人，主要包括机架、重力平衡单元、绳索绕放单元、康复运动实施单元和控制单元，简单地介绍了各个组成部分的机械结构；中国专利公告(布)号为CN102068363A，公告(布)日为2011年5月25日，发明名称为“绳驱动腰部康复机器人”，该案中提供的机器人的控制单元通过控制各绳索的绕放单元控制相应牵引绳绳长变化，带动康复患者腰部依正常人步行时的骨盆运动轨迹运动；中国专利公告(布)号为CN101862255A，公告(布)日为2010年10月20日，发明名称为“绳牵引下肢步态康复机器人”，该案中提供的机器人包括框架、跑步机、连杆系统、绳索牵引系统和角度传感器，用于下肢体损伤患者做步态康复训练或老年人体育锻炼；中国专利公告(布)号为CN102525712A，公告(布)日为2012年7月4日，发明名称为“一种绳牵引上肢康复机器人及其控制方法”，该案中提供的康复机器人包括中央控制装置、控制方式选择开关、伺服电机、牵引绳、托板和支架，被动控制和主动控制可以相互切换；中国专利公告(布)号为CN101987060A，公告(布)日为2011年3月23日，发明名称为“绳牵引踝关节康复训练机”，该案中提供的康复训练机包括底座和动平台两部分，用于踝关节扭伤和矫形康复训练。

在上述成果中，关于患者腰部康复运动领域的柔索驱动并联机器人的研究很少。仅有的“绳牵引下肢步态康复机器人”中，柔索驱动运动平台的自由度数目相对较少；驱动机构固定在机架上，绳索不能水平移动，导致康复患者的水平位移较小，运动不便；机械结构设计过程中采用弹簧等柔性件，不能准确地控制绳索的长度；没有安装传感器等检测元件，控制系统不完善，导致控制精度较低。结合以上现状和现实需求，迫切地需要设计一种满足腰部损伤患者康复的柔索驱动并联机器人。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服了现有技术存在的运动平台自由度数目少、康复患者水平移动位移小、运动不便、整体结构采用的柔性件即绳索长度难以控制、传感器检测和控制缺失的问题；提供了一种柔索驱动六自由度并联康复装置。

为解决上述技术问题，本发明是采用如下技术方案实现的：所述的柔索驱动六自由度并联康复装置包括有移动驱动第1机构、移动驱动第2机构、移动驱动第3机构、移动驱动第4机构、固定驱动第1机构、固定驱动第2机构、绳索康复机构与支架。

所述的移动驱动第1机构、移动驱动第2机构、移动驱动第3机构与移动驱动第4机构的结构完全相同；固定驱动第1机构与固定驱动第2机构的结构完全相同。

移动驱动第1机构、移动驱动第2机构、移动驱动第3机构与移动驱动第4机构依次布置在支架顶端四根横梁的中间处，固定驱动第1机构与固定驱动第2机构依次固定在支架底端矩形框架对角线两端的2块结构相同的固定底板上，绳索康复机构布置在支架的中心处；绳索康复机构的六根钢丝绳的一端依次和移动驱动第1机构、移动驱动第2机构、移动驱动第3机构、移动驱动第4机构、固定驱动第1机构与固定驱动第2机构连接。

技术方案中所述的支架包括1号横梁、2号横梁、3号横梁、4号横梁、5号横梁、6号横梁、7号横梁、8号横梁、12根结构相同的加强筋、4根结构相同的立柱)和2个结构相同的固定底板。