[发明专利]一种基于刚柔耦合系统的上肢康复机器人

摘要

本发明涉及一种基于刚柔耦合系统的上肢康复机器人，该机器人包括仿生学脊柱，电活性聚合物EAP，锥齿轮，皮带轮，大臂连杆，小臂套筒，内啮合齿轮等部件。整个机器人手臂采用了刚柔耦合结构，同时为机器人提供刚性驱动力和柔性驱动力，使变形更连续，自由度更高，并利用肌电信号控制，实现脑机互动。

主权项

1.一种基于刚柔耦合系统的上肢康复机器人，包括脊柱底部支撑架（1）、脊椎连接器（2）、仿生学脊柱（3）、固定带（4）、脊柱支撑板（5）、电池支撑架（7）、大臂套筒（8）、EAP电极（9）、肩部支撑架（10）、联轴器（11）、内齿轮（12）、关节电机（13）、锥齿轮（14）、皮带小轮（15）、EAP电活性聚合物（16）、锥齿轮传动轴（17）、大臂防震圈（18）、皮带（19）、标准直齿轮（20）、皮带大轮（21）、皮带轮传动轴（22）、大臂连杆（23）、电机垫圈（24）、小臂套筒（25）、小臂EAP电极（34）、电池（35）、电池座（36）、仿生学脊柱支撑（37）、电池束线管（38）、肌电信号传感器（39）、螺钉（43）；其特征在于：脊柱支撑板（5）连接有多个仿生学脊柱（3），仿生学脊柱（3）与脊柱连接器（2）通过螺钉（43）进行固定，同时脊柱连接器（2）通过螺钉（43）固定在脊柱支撑板（5）上；脊柱支撑板（5）通过螺钉（43）固定在脊柱底部支撑架（1）上，脊柱底部支撑架（1）通过螺钉（43）固定有电池支撑架（7），电池支撑架（7）通过螺钉（43）固定有电池（35）为机器人的康复训练提供能量，脊柱支撑板（5）的两侧通过多个螺钉（43）固定有机械手臂整体装配，肩部支撑架（10）通过装置自带的螺纹孔，使用螺钉（43）连接有EAP电极（9）及关节电机（13），关节电机（13）上套有具有弹性的电机垫圈（24），关节电机（13）通过联轴器（11）连接有皮带小轮（15），皮带小轮（15）通过皮带（19）将力及转矩传递给皮带大轮（21），皮带大轮（21）通过皮带轮传动轴（22）以键传动的形式带动大臂套筒（8）进行转动，EAP电极（9）连接有多个EAP电活性聚合物（16），EAP电活性聚合物（16）的另一端粘在内齿轮（12）上，大臂套筒（8）通过装置自带的螺纹孔使用螺钉（43）连接关节电机（13），关节电机（13）通过联轴器（11）连接标准直齿轮（20），标准直齿轮（20）与内齿轮（12）内啮合，通过关节电机（13）驱动标准直齿轮（20）实现内齿轮（12）的转动，内齿轮（12）带动小臂套筒（25）转动，内齿轮（12）通过装置自带的螺纹孔，使用螺钉（43）连接关节电机（13），关节电机（13）通过联轴器（11）连接锥齿轮（14），锥齿轮（14）带动与之啮合的另一锥齿轮（14）进行转动，另一锥齿轮（14）通过锥齿轮传动轴（17）借助键传动驱动小臂套筒（25）进行转动，小臂套筒（25）上通过装置自带的螺纹孔使用螺钉（43）连接有EAP电极（9），小臂套筒（25）和大臂套筒（8）都分为右半侧手臂套筒（40）、手臂套筒调节装置（41）、左半侧手臂套筒（42）三部分。