[发明专利]一种胳膊训练康复多功能机器人

说明书

技术领域

本发明涉及一种胳膊训练康复多功能机器人，属体育锻炼技术领域。

背景技术

目前在体育训练、疾病康复中，往往均需要采用专业的辅助强化训练及防部设备对胳膊进行恢复性锻炼或强化性训练，但在实际的康复锻炼和强化性训练中，均缺乏有效的辅助训练及锻炼设备，因此一方面导致当前的胳膊康复锻炼和强化性训练所使用的设备间通用性差，且均存在使用灵活性、可靠性不足及运行自动化程度低等缺陷，从而当前在进行胳膊康复锻炼和强化性训练操作难度较大，且在康复锻炼和强化性训练时，不能根据使用需要灵活调整康复锻炼和强化性训练活动量，也不能对使用者进行持续的康复锻炼和强化性训练，另一方面在进行康复锻炼和强化性训作业的自动化程度低，数据反馈能力不足，操作精度低，也不能对使用者在康复锻炼和强化性训练中的生理参数变化情况进行全面检测，因此不能制定科学合理的胳膊康复及训练方案，从而严重的影响了胳膊康复锻炼和强化性训练作业效率、质量和精度，因此针对这一问题，迫切需要开发一种通用性、可靠性好且运行自动化及精度高的胳膊康复及强化训练用设备，以满足实际使用的需要。

发明内容

本发明目的就在于克服上述不足，提供一种胳膊训练康复多功能机器人及控制方法。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案来实现：

一种胳膊训练康复多功能机器人，包括定位架、神经刺激电极、生理传感器、驱动杆、驱动电机及控制机构，定位架共两个，并分别包覆在人体上臂和前臂外表面，两定位架前端面的下表面通过驱动电机相互铰接，上表面通过驱动杆相互连接，驱动杆包括主弹性伸缩杆和辅助弹性伸缩杆，主弹性伸缩杆和辅助弹性伸缩杆均至少一个，其中辅助弹性伸缩杆嵌于定位架上表面并与定位架轴线平行分布，主弹性伸缩杆两端分别与两定位架上的辅助弹性伸缩杆端面铰接，且辅助弹性伸缩杆轴线与主弹性伸缩杆轴线呈0°—90°夹角，定位架包括承载环、强化连接杆、承压弹簧、连接铰链及弹性防护罩，承载环至少两个，各承载环同轴分布且相邻两个承载环间通过至少一条强化连接杆和一条承压弹簧相互连接，且强化连接杆、承压弹簧与承载环轴线呈0°—60°夹角，强化连接杆、承压弹簧与承载环间均通过连接铰链相互铰接，弹性防护罩两端与承载环外表面连接并包覆在承载环、强化连接杆、承压弹簧、连接铰链外表面，承载环包括至少两个承载段和至少一个定位扣，且各承载段间通过连接铰链相互铰接，且其中两个承载段间通过定位扣相互连接并构成闭合环状结构，神经刺激电极、生理传感器均至少一个，嵌于定位架承载环的承载段内表面，并与控制机构电气连接，控制机构通过定位扣安装在定位架外表面。

进一步的，所述的承载段内均设横截面呈矩形的承载腔，所述的神经刺激电极、生理传感器均嵌于承载腔内。

进一步的，所述的承载段外设弹性垫块，且弹性垫块包覆在承载段外表面。

进一步的，所述的强化连接杆、承压弹簧中，一个强化连接杆和一个承压弹簧构成一个工作组，且同一工作组中的强化连接杆、承压弹簧与承载环轴线夹角0°时，则强化连接杆、承压弹簧间呈15°—90°夹角。

进一步的，所述的工作组至少一个，且当工作组为两个或两个以上时，各工作组均环绕定位架轴线均布。

进一步的，所述的主弹性伸缩杆、辅助弹性伸缩杆、强化连接杆、承压弹簧均为液压杆、气压缸及弹簧杆中的任意一种。

进一步的，所述的辅助弹性伸缩杆与定位架间通过滑轨滑动连接，且辅助弹性伸缩杆与主弹性伸缩杆接触面间设压力传感器。

进一步的，所述的控制机构包括承载壳、驱动电源、充放电控制电路及控制电路，所述承载壳为密闭腔体结构，其外表面均布至少连个定位扣，并通过定位扣与定位架外表面相互连接，所述的驱动电源、充放电控制电路及控制电路，均嵌于承载壳内，且驱动电源、充放电控制电路及控制电路间通过隔板相互隔离，所述的控制电路分别与充放电控制电路、定位架、神经刺激电极、生理传感器、驱动杆、驱动电机及压力传感器电气连接。

进一步的，所述的控制电路包括基于FPGA逻辑处理单元的数据处理模块、MOS驱动模块、数据通讯总线模块、串口通讯模块及无线通讯模块，所述的MOS驱动模块分别与基于FPGA逻辑处理单元的数据处理模块、数据通讯总线模块、串口通讯模块、无线通讯模块、定位架、神经刺激电极、生理传感器、驱动杆、驱动电机及压力传感器电气连接。

进一步的，所述的驱动电机为恒力伺服电机，且驱动电机设转速传感器，所述的转速传感器与控制机构电气连接。