一种上肢康复机器人多级保护装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种上肢康复机器人多级保护装置，包括：第一级软件保护系统、第二级电气保护系统和第三级机械保护系统；软件保护系统包括过速保护模块、驱动器模块速度保护和过流保护模块；电气保护系统包括：急停开关、控制器使能保护模块、设备网电源端短路保护和过载保护模块、开关电源过流保护和过压保护模块、升降立柱联锁保护模块、执行机构端限位开关保护装置；机械保护系统包括执行机构端机械限位保护装置。本实用新型专利技术解决了当前市场上相关产品安全保护措施不够全面、安全性不够高的问题，消除了设备使用过程中的安全隐患，提高了康复机器人的可靠性和安全性。了康复机器人的可靠性和安全性。了康复机器人的可靠性和安全性。

【技术实现步骤摘要】
一种上肢康复机器人多级保护装置


[0001]本技术属于康复机器人
，特别涉及一种上肢康复机器人多级保护装置。

技术介绍

[0002]上肢康复机器人作为一种康复医疗设备，通过辅助患者进行科学地、有效地康复训练，从而达到恢复患者肢体功能的目的。康复设备在使用的过程中，电气安全和机械安全问题是用户和患者重点关注的问题，设备的安全性是设备最基本也是最重要的功能，在产品设计的过程中，安全问题考虑不周到，安全措施设计不恰当不合理，都可能造成产品安全隐患，严重影响产品质量和患者安全。因此研制能够克服上述缺点的上肢康复训练及评价设备显得尤为必要。
[0003]急停开关和限位开关在康复机器人设备中应用比较广泛，但这些安全措施还远远不够，例如，哈工大机器人(合肥)国际创新研究院申请的题为“一种六自由度的上肢康复机器人控制系统”的专利中，介绍了一种上肢康复机器人的控制系统，该专利为：一种六自由度的上肢康复机器人控制系统，所述控制系统为以太网总线型拓扑结构，包括控制系统软件、工控机和与工控机连接的人机交互设备以及总线控制模块，该专利旨在解决如何简化控制系统结构，提高控制系统执行效率，提高设备关节同步性。安全措施方面，该专利所采取的措施为：采用数字量模块连接急停开关和限位开关。
[0004]华中科技大学公布了名称为“一种欠驱动上肢康复机器人控制系统”的专利，介绍了一种欠驱动上肢康复机器人控制系统，包括微型计算机、电源分配模块、数据采集模块和运动控制模块。数据采集模块采集人体运动意图的相关数据传递给微型计算机，微型计算机处理相关数据并识别人的运动意图，在将运动意图输出为运动数据传递给运动控制模块，运动控制模块的动力输出至康复机器人，康复机器人通过绑带与患者固定，按规划的额轨迹或跟随人多的运动意图运动，从而实现康复运动。安全措施方面，该专利所采取的措施为：采用急停开关和限位开关，没有描述其它安全相关措施。
[0005]郑州大学公布了名称为“一种可收缩移动的ICU病房卧式下肢康复机器人”的专利，介绍了一种下肢康复机器人，装置包括人体体征采集模块、底座模块、下肢外骨骼、控制模块级康复评测系统，可实现人体下肢不同关节的康复评测及训练。安全措施方面，该专利所采取的措施为：设计急停开关、报警灯、大小腿外骨骼限位块及脚部运动限位块，保证下肢康复训练过程的安全可靠运行，没有描述其它安全相关措施。
[0006]现有的康复训练设备存在的主要问题有：
[0007]1、多数产品采用急停开关、限位块、限位开关作为安全保护措施，保护措施单一，存在安全漏洞；
[0008]2、保护措施之间不具有选择性。保护措施选择性是指，设计的多级保护措施，可实现有选择性的触发，不同层次保护措施逐级触发。易触发的保护措施可由软件设置实现，由电气元件实现中间级别的保护、机械保护作为最终的保护措施；
[0009]3、多数产品没有设置电气保护措施，存在较大的安全隐患。

技术实现思路

[0010]为了克服现有技术中存在的技术问题，本技术提供了一种上肢康复机器人多级保护装置，包括：
[0011]第一级软件保护系统、第二级电气保护系统和第三级机械保护系统；
[0012]软件保护系统包括过速保护模块、驱动器模块速度保护和过流保护模块；
[0013]电气保护系统包括：急停开关、控制器使能保护模块、设备网电源端短路保护和过载保护模块、开关电源过流保护和过压保护模块、升降立柱联锁保护模块、执行机构端限位开关保护装置；
[0014]机械保护系统包括执行机构端机械限位保护装置。
[0015]较佳地，设备网电源端短路保护和过载保护模块包括低压熔断器，当负载回路出现过大电流时，低压熔断器就会熔断而起到保护作用。
[0016]进一步地，升降立柱联锁保护模块，包括升降立柱驱动控制模块、立柱继电器、控制器、上位机、下位机；设备通过接收上位机的指令让设备开始运行，控制器使继电器的常闭触点断开，从而切断升降立柱的电源。
[0017]较佳地，软件过速保护模块，通过在配置软件中设置上肢康复机器人的肩部电机和肘部电机的最大转速限制，当电机转速超过该设定值时，驱动器就会撤掉使能，停止输出电机运动参数，并使电机实现自锁，进而起到过速保护的作用。
[0018]较佳地，驱动器模块速度保护模块、过流保护模块，由下位机软件参数设置实现。
[0019]较佳地，机械限位保护装置，包括机械限位块或机械限位销。
[0020]本技术的一种上肢康复机器人多级保护装置的多级保护方法，包括如下步骤:
[0021]S1：设置软件保护；
[0022]S2:设置电气系统保护；
[0023]S3：设置机械保护。
[0024]进一步地，S1包括如下步骤：
[0025]S11：通过软件设置过速保护；
[0026]S12：通过驱动器模块速度保护设置、过流保护设置。
[0027]进一步地，S2包括如下步骤：
[0028]S21：设置急停开关保护；
[0029]S22：设置控制器使能保护；
[0030]S23：设置设备网电源端短路保护、过载保护，由低压熔断器实现，当负载回路出现过大电流，低压熔断器就会熔断而起到保护作用；
[0031]S24：设置开关电源过流保护、过压保护，由开关电源过流保护电路和过压保护电路实现；
[0032]S25：设置升降立柱模块联锁保护；
[0033]S26：设置执行机构端限位开关保护。
[0034]进一步地，S3包括如下步骤：
[0035]设置执行机构端机械限位保护。
[0036]本技术公开的一种上肢康复机器人多级保护装置，用于上肢康复机器人辅助上肢功能障碍患者康复训练过程，属于但不限于康复机器人控制
，工业机器人控制
中也可以应用。其特征在于：康复机器人采用多级安全保护措施，提高了系统的可靠性、安全性。多级安全保护措施由以下部分组成：网电源端短路保护、过载保护；开关电源模块过流保护、过压保护；升降立柱模块联锁保护；驱动器模块速度保护设置、过流保护设置；执行机构端限位开关保护；执行机构端机械限位保护；急停开关；控制器使能保护等。多级保护措施在电气系统、软件控制、机械装置三个方面实现保护，提高设备的安全性和可靠性。本技术解决了当前市场上相关产品安全保护措施不够全面、安全性不够高的问题，消除了设备使用过程中的安全隐患，提高了康复机器人的可靠性和安全性。
[0037]本技术的一种上肢康复机器人多级保护装置具有以下有益效果：
[0038]a)采用电气系统保护、软件保护和机械保护实现多级全方位保护，提高产品安全性；
[0039]b)保护措施之间具有选择性，实现不同层次的保护，避免安全事故和财产损失。
附图说明
[0040]包含在本说明书中并构成本说明书一部分的附图示出了符合本技术的装置和方法的实施方案，并与详细描述一起用于解释符合本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上肢康复机器人多级保护装置，其特征在于，包括：第一级的软件保护系统、第二级的电气保护系统和第三级的机械保护系统；所述软件保护系统包括过速保护模块、驱动器速度保护模块和过流保护模块，所述过速保护模块、所述驱动器速度保护模块和所述过流保护模块分别连接所述上肢康复机器人的肩部电机和肘部电机；所述电气保护系统包括：急停开关、控制器使能保护模块、设备网电源端短路保护和过载保护模块、开关电源过流保护和过压保护模块、升降立柱联锁保护模块、执行机构端限位开关保护装置；所述机械保护系统包括执行机构端机械限位保护装置。2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人多级保护装置，其特征在于，所述设备网电源端短路保护和过载保护模块包括低压熔断器，当负载回路出现过大电流时，所述低压熔断器就会熔断而起到保护作用。3.根据权利要求1所述的上肢康复机器人多级保护装置，其特征在于，所述升降立柱联锁保护模块，包括升降立柱驱动控制模块、立柱继电器、控制器、上位机、下位机；设备通过接收所述上位机的指令让设备开始运行，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：邢留涛，郭凤仙，范渊杰，汪从礼，马苏湖，邓杨，徐颖俊，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：