【技术实现步骤摘要】
本公开涉及医疗器械领域，具体涉及一种并联式高速定位康复机器人及其控制方法。
技术介绍
1、卒中康复机器人对于治疗中枢神经受损的患者不仅能够提供精确的康复训练，还能实时为康复医师提供患者康复训练的结果，追溯患者的康复进程，评估患者的运动功能趋势。
2、现有的康复机器人大多数以串联式机器人为主，这种串联式的康复机器人具有精度不足的缺点，在单次指令执行时，康复机器人的实际位置会与预期位置存在较大偏差，精度不足可能导致康复训练效果打折扣，甚至对患者造成不必要的伤害；还具有定位能力差的缺点，其通常由多个关节和连杆串联而成，每个关节的运动都会影响后续关节的位置和姿态，这种结构使得康复机器人在进行定位时，需要依次调整每个关节的角度，从而增加了定位时间，不能实现快速定位，使得患者的康复训练不能在短时间内完成多个动作序列。
技术实现思路
1、为了解决上述现有技术存在的问题，本公开目的在于提供一种并联式高速定位康复机器人及其控制方法。并联式高速定位康复机器人由支架柱、传动组件和伸缩定位组件多个独立的部分共同组成，这种分布式的结构显著提高了机器人在工作时的稳定性；结构相对简单，各个组件之间的连接和传动方式较为直接，这有助于降低维护难度和成本；并且这种并联的结构能够使得康复机器人更快地响应控制指令，实现高速、精准的定位，这对于需要频繁调整位置和姿态的康复训练来说，具有更高的效率和更好的效果。
2、本公开所述的一种并联式高速定位康复机器人，用于双手臂的康复运动，包括基座、支架柱、传动
3、所述支架柱沿竖直方向设置于所述基座上，并且所述支架柱其中一端与所述基座相连接；
4、两组所述传动组件的其中一端均与所述支架柱远离所述基座的一端转动连接，两组所述传动组件在水平方向上具有一定角度的夹角，所述传动组件沿着所述支架柱在水平方向上转动，使得两组所述传动组件之间的夹角角度增大或减小；
5、每一组所述传动组件至少转动连接有两组所述伸缩定位组件，并且两组所述传动组件分别对应于左手臂和右手臂；
6、所述伸缩定位组件包括两条伸缩机构和定位环，所述伸缩机构的一端转动连接于所述传动组件，所述伸缩机构的另一端连接于所述定位环，所述定位环通过所述伸缩机构伸缩相同距离做远离或靠近所述传动组件的运动。
7、优选地，所述伸缩机构通过球面齿轮与所述传动组件转动连接，所述伸缩机构通过球面齿轮做竖直方向的转动。
8、优选地，所述伸缩机构与所述定位环连接的一端呈球状结构，所述定位环的两侧均具有内凹的连接孔，两条所述伸缩机构具有球状结构的一端分别嵌入所述定位环两侧的所述连接孔，并且两条伸缩机构伸缩不同距离使得所述定位环转动一定的角度。
9、优选地，所述伸缩机构靠近所述传动组件的一端侧面设有通气孔，所述通气孔用于连通气压组件。
10、优选地，所述伸缩机构包括滑动连接的第一伸缩杆和第二伸缩杆，所述第一伸缩杆和所述第二伸缩杆由所述传动组件向所述定位环方向依次设置；
11、所述第一伸缩杆的内部为中空结构，所述第一伸缩杆远离所述传动组件的一端套设于所述第二伸缩杆远离所述定位环的一端，所述第二伸缩杆沿着所述第一伸缩杆做靠近或远离所述传动组件的伸缩运动。
12、优选地，所述传动组件包括转动连接的第一机械杆和第二机械杆，所述第一机械杆和所述第二机械杆从所述支架柱向远离所述支架柱方向依次设置；
13、所述第一机械杆和所述第二机械杆的下方均转动连接有所述伸缩定位组件，所述第一机械杆下方的所述伸缩定位组件与手臂的手肘位置相对应，所述第二机械杆下方的所述伸缩定位组件与手臂的手腕位置相对应。
14、优选地，并联式高速定位康复机器人还包括驱动组件和控制组件，所述控制组件设置于所述基座内，并且所述驱动组件与所述控制组件电连接；
15、所述支架柱与所述传动组件转动连接处、所述传动组件与所述伸缩机构的转动连接处、以及所述第一机械杆与所述第二机械杆的转动连接处均设有所述驱动组件。
16、优选地，所述第一机械杆的长度为300～330mm；
17、所述第二机械杆的长度为229～253mm；
18、所述基座与所述支架柱的高度之和为1640～1850mm。
19、本公开还提出一种并联式高速定位康复机器人控制方法，应用于如上所述的并联式高速定位康复机器人，包括以下步骤：
20、s1、将不同位置的定位环分别紧扣于左手和右手的手腕和手肘处；
21、s2、计算康复运动系数，并根据所述康复运动系数选取手臂运动的各种参数值；
22、s3、双手臂同时进行手臂的扩张收缩运动、俯仰运动和翻转运动。
23、优选地，所述步骤s2中，计算康复运动系数包括以下步骤：
24、设定所述康复运动系数为k，获取位于手腕的定位环和位于手肘的定位环之间的直线距离ls、使用者的年龄a、使用者的健康状态评分h和使用者的康复阶段r，并按照如下公式计算所述康复运动系数k：
25、k＝x1*(h*r)/a+x2*[ls*|lmin/lmax|]+x3*[ls*|(b1min-b2min)|/|(b1max-b2max)
26、|]+x4*[ls*|(c1min-c2min)|/|(c1max-c2max)|]
27、其中，lmin为扩张收缩距离的理论最小值；lmax为扩张收缩距离的理论最大值；b1min为肘关节屈伸的理论最小值；b1max为肘关节屈伸的理论最大值；b2min为腕关节屈伸的理论最小值；b2max为腕关节屈伸的理论最大值；c1min为肘关节旋动的理论最小值；c1max为肘关节旋动的理论最大值；c2min为腕关节旋动的理论最小值；c2max为腕关节旋动的理论最大值；x1、x2、x3和x4均为修正系数。
28、本公开所述的一种并联式高速定位康复机器人及其控制方法，其优点在于：
29、1、本公开的一种并联式高速定位康复机器人包括基座、支架柱、传动组件和伸缩定位组件；支架柱沿竖直方向设置于所述基座上，并且支架柱其中一端与基座相连接；两组传动组件的其中一端均与支架柱远离基座的一端转动连接，两组传动组件在水平方向上具有一定角度的夹角，传动组件沿着支架柱在水平方向上转动，使得两组传动组件之间的夹角角度增大或减小；每一组传动组件至少转动连接有两组伸缩定位组件，并且两组传动组件分别对应于左手臂和右手臂；伸缩定位组件包括两条伸缩机构和定位环，伸缩机构的一端转动连接于传动组件，伸缩机构的另一端连接于定位环，定位环通过伸缩机构伸缩相同距离做远离或靠近传动组件的运动。上述结构由支架柱、传动组件和伸缩定位组件多个独立的部分共同组成，这种分布式的结构显著提高了机器人在工作时的稳定性；结构相对简单，各个组件之间的连接和传动方式较为直接，这有助于降低维护难度和成本；并且这种并联的结构能够使得康复机器人更快地响应控制指令，实现高本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种并联式高速定位康复机器人，用于双手臂的康复运动，其特征在于，包括基座(10)、支架柱(20)、传动组件(30)和伸缩定位组件(40)；
2.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)通过球面齿轮(60)与所述传动组件(30)转动连接，所述伸缩机构(401)通过球面齿轮(60)做竖直方向的转动。
3.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)与所述定位环(402)连接的一端呈球状结构，所述定位环(402)的两侧均具有内凹的连接孔，两条所述伸缩机构(401)具有球状结构的一端分别嵌入所述定位环(402)两侧的所述连接孔，并且两条伸缩机构(401)伸缩不同距离使得所述定位环(402)转动一定的角度。
4.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)靠近所述传动组件的一端侧面设有通气孔(403)，所述通气孔(403)用于连通气压组件。
5.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)包括滑动连接
6.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述传动组件(30)包括转动连接的第一机械杆(301)和第二机械杆(302)，所述第一机械杆(301)和所述第二机械杆(302)从所述支架柱(20)向远离所述支架柱(20)方向依次设置；
7.根据权利要求6所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，还包括驱动组件(50)和控制组件，所述控制组件设置于所述基座(10)内，并且所述驱动组件(50)与所述控制组件电连接；
8.根据权利要求6所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述第一机械杆(301)的长度为300～330mm；
9.一种并联式高速定位康复机器人控制方法，应用于如权利要求1-8所述的并联式高速定位康复机器人，其特征在于，包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述并联式高速定位康复机器人控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，计算康复运动系数包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种并联式高速定位康复机器人，用于双手臂的康复运动，其特征在于，包括基座(10)、支架柱(20)、传动组件(30)和伸缩定位组件(40)；
2.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)通过球面齿轮(60)与所述传动组件(30)转动连接，所述伸缩机构(401)通过球面齿轮(60)做竖直方向的转动。
3.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)与所述定位环(402)连接的一端呈球状结构，所述定位环(402)的两侧均具有内凹的连接孔，两条所述伸缩机构(401)具有球状结构的一端分别嵌入所述定位环(402)两侧的所述连接孔，并且两条伸缩机构(401)伸缩不同距离使得所述定位环(402)转动一定的角度。
4.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)靠近所述传动组件的一端侧面设有通气孔(403)，所述通气孔(403)用于连通气压组件。
5.根据权利要求1所述并联式高速定位康复机器人，其特征在于，所述伸缩机构(401)包括滑动连接的第一...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈朝大，李康兴，吴思洋，郭俊榕，徐标清，卢璇，胡仁飞，
申请(专利权)人：广州航海学院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。