[实用新型]气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人

权利要求书

1.一种气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：包括支撑模块、主运动模块、动力传输模块和传感模块；

所述支撑模块包括底座(1)、垂直设置于底座(1)两侧的肌肉支架(7)以及垂直设置于底座(1)后部的腿托撑杆(4)，所述腿托撑杆(4)在垂直方向上设置有大腿托板(6)，在水平方向上设置有小腿托板(5)；

所述主运动模块包括垂直设置于底座(1)中部的一对支撑杆(20)，所述支撑杆(20)的顶端与矩形框架结构的一轴(9a)通过转轴连接，所述一轴(9a)的前端和后端中部通过转轴与曲柄轴(16)连接，形成二轴(9b)，所述二轴(9b)中部通过转轴与三轴(9c)连接，所述三轴(9c)与设置于上方的动平台(17)焊接，所述动平台(17)的上方设置有脚踏板(10)；

所述动力传输模块包括五根气动肌肉组件，其中两根气动肌肉组件与动平台(17)左前部连接，两根气动肌肉组件与动平台(17)右前部连接，一根气动肌肉组件与动平台(17)后部连接，五根气动肌肉组件控制动平台(17)沿一轴(9a)、二轴(9b)、三轴(9c)旋转运动；

所述传感模块包括分别设置于一轴(9a)、二轴(9b)、三轴(9c)转轴处的角度传感器(14)和设置于脚踏板(10)与动平台(17)之间的力矩传感器(15)。

2.根据权利要求1所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述腿托撑杆(4)的上端通过伸缩杆(11)与大腿托板(6)连接，所述伸缩杆(11)的一侧设置有导轨(11a)，另一侧设置有定位通孔(11b)，所述伸缩杆(11)通过穿过定位通孔(11b)的定位销钉(12)、顶丝(12a)、弹簧座(12b)、导轨螺栓(12c)固定在腿托撑杆(4)上。

3.根据权利要求1所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述支撑杆(20)与一轴(9a)之间的转轴、一轴(9a)的前端和后端中部与曲柄轴(16)之间的转轴均通过深沟球轴承(21)连接，所述二轴(9b)中部与三轴(9c)之间的转轴通过推力球轴承(13)连接。

4.根据权利要求1所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述气动肌肉组件包括对称设置于动平台(17)前部的左前气动组件(3a)、右前气动组件(3b)，设置于动平台(17)中部的左中气动组件(3c)、右中气动组件(3d)和设置于动平台(17)后部的后气动组件(3e)，所述左前气动组件(3a)、右前气动组件(3b)的上端分别设置有左前摆动滑轮(2a)、右前摆动滑轮(2b)，所述左前气动组件(3a)、右前气动组件(3b)分别连接柔索(8)通过左前摆动滑轮(2a)、右前摆动滑轮(2b)与动平台(17)前部的左侧、右侧连接，所述左中气动组件(3c)、右中气动组件(3d)的下端分别设置有左中摆动滑轮(2c)、右中摆动滑轮(2d)，所述左中摆动滑轮(2c)、右中摆动滑轮(2d)分别连接柔索(8)通过左中摆动滑轮(2c)、右中摆动滑轮(2d)与动平台(17)前部的左侧、右侧连接，所述后气动组件(3e)的上端设置有两个定滑轮(23)和一个后摆动滑轮(2e)，所述后气动组件(3e)连接柔索(8)通过两个定滑轮(23)和后摆动滑轮(2e)与动平台(17)的后部连接。

5.根据权利要求1所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述脚踏板(10)的前部开有弧形槽(10a)，所述弧形槽(10a)的上方设置有尼龙绑带(19)，所述小腿托板(5)下部设置有尼龙绑带(19)。

6.根据权利要求1所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述角度传感器(14)包括磁铁安装座(14a)、磁铁(14b)、装衬套(14c)、芯片(14d)和外壳(14e)。

7.根据权利要求4所述的气动肌肉结合柔索驱动的三自由度脚踝康复机器人，其特征在于：所述左前气动组件(3a)、右前气动组件(3b)和后气动组件(3e)安装于底座(1)上，所述左中气动组件(3c)、右中气动组件(3d)安装于肌肉支架(7)上。