[发明专利]随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统

权利要求书

1.一种随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，包括：

柔性伺服牵引装置：钢丝绳、绳索牵引驱动电机、拉力传感器和牵引圆盘，所述绳索牵引驱动电机固定在随动机器人顶端，所述拉力传感器安装在所述钢丝绳上，所述钢丝绳一端连接所述绳索牵引驱动电机，所述钢丝绳另一端连接所述牵引圆盘，提供受试者多向力；

穿戴式紧身衣：固定钢环和穿戴织物；

随动机器人：支撑架、电动推杆、万向轮、车轮驱动电机、输出轴、联轴器、驱动轮、驱动轮外壳、便携计算机、双目摄像头和电源，所述万向轮固定在所述支撑架的底部，所述车轮驱动电机固定在所述支撑架上，所述输出轴通过联轴器与驱动轮连接；所述驱动轮外壳固定在驱动轮的外侧，所述便携计算机和双目摄像头固定在所述支撑架上；

根据绳索牵引驱动电机的转动改变钢丝绳的拉力；

所述绳索牵引驱动电机根据控制算法独立改变钢丝绳拉力；

所述绳索牵引驱动电机的个数为4个；

所述控制算法包括：

其中，F_x表示前向力，F_z表示向上力，F_a、F_b表示钢丝绳上拉力，x表示相对位移，l表示相邻电机的距离，h表示牵引圆盘钢环到架子顶端平面的垂直距离，s由架子宽度w和h决定，满足勾股定理：s²＝w²+h²。

2.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，所述多向力在空间直角坐标系下包括向上力、前向力和侧向力；

所述向上力对重力进行减轻，前向力进行行走步态辅助，侧向力进行转向辅助。

3.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，所述钢丝绳上安装有拉力传感器，实时测量钢丝绳提供的拉力，并与绳索牵引驱动电机形成负反馈控制系统，提供所需拉力。

4.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，所述穿戴式紧身衣通过固定钢环和绳带与牵引圆盘连接；

所述穿戴织物与人体上半身紧密接触，通过牵引圆盘得到的合力施加在受试者上半身各个部分。

5.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，根据电动推杆调节支撑架的高度，对所需多向力进行控制。

6.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，根据随动机器人和受试者的相对位移变化，对钢丝绳的拉力方向和多向力进行调节。

7.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，随动机器人根据受试者步行情况，跟踪受试者的移动，根据控制算法使受试者和随动机器人保持相对静止。

8.根据权利要求1所述的随动式柔性伺服牵引的步态康复机器人系统，其特征在于，根据双轮驱动电机差速对随动机器人进行转向。