專利名稱：康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置技術(shù)領(lǐng)域[0001]本實用新型涉及一種可對各種康復(fù)訓(xùn)練機器人的力學(xué)性能進行定量測試的標定測試裝置，尤其涉及一種康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置。
背景技術(shù)：
[0002]康復(fù)訓(xùn)練機器人是幫助中風(fēng)等運動神經(jīng)損傷病人進行主、被動訓(xùn)練的智能化裝置，運動速度和輸出牽引力(或阻尼力)是康復(fù)訓(xùn)練機器人的主要參數(shù)指標?，F(xiàn)在的康復(fù)訓(xùn)練機器人的運動模式多為速度控制或力度控制。在康復(fù)訓(xùn)練過程中病人肌肉痙攣或是關(guān)節(jié)位置變化等原因會引起負載阻抗的變化，這就要求康復(fù)訓(xùn)練機器人能夠適應(yīng)這種阻抗的變化，盡可能的輸出穩(wěn)定的速度或是力度，提高康復(fù)效率和保證康復(fù)安全。[0003]由于康復(fù)訓(xùn)練機器人是近幾年才開始研究的新技術(shù)，因此尚未有康復(fù)訓(xùn)練機器人標定測試裝置的研究。本實用新型針對康復(fù)訓(xùn)練機器人研發(fā)的需要，設(shè)計了一種康復(fù)訓(xùn)練機器人的標定測試裝置，該裝置可對康復(fù)訓(xùn)練機器人末端的每一維運動速度和每一維力分別進行標定測試。發(fā)明內(nèi)容[0004]本實用新型的目的在于提供一種能夠?qū)Ω鞣N康復(fù)訓(xùn)練機器人的力學(xué)性能進行定量測試的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，主要在于測試康復(fù)機器人的康復(fù)臂的運動速度和輸出牽引力。[0005]本實用新型采用如下技術(shù)方案[0006]一種康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，包括三維姿態(tài)調(diào)整臺，其特征在于， 在三維姿態(tài)調(diào)整臺上設(shè)有支架，在支架上設(shè)有皮帶主動輪和皮帶被動輪且皮帶主動輪和皮帶被動輪分別與支架轉(zhuǎn)動連接，在皮帶主動輪和皮帶被動輪上套設(shè)有皮帶，在皮帶上設(shè)有三維腕力傳感器，在皮帶主動輪上連接有直流電機，在皮帶被動輪上連接有測速電機。所述的三維姿態(tài)調(diào)整臺包括升降機構(gòu)，在升降機構(gòu)上設(shè)有U形架且U形架的U形底部與升降機構(gòu)連接，在U形架上設(shè)有第一步進電機，在第一步進電機的輸出軸上連接有第一蝸桿且第一蝸桿嚙合有第一蝸輪，在U形架的兩個直臂之間設(shè)有轉(zhuǎn)盤機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)盤機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤支架，在轉(zhuǎn)盤支架上設(shè)有左旋轉(zhuǎn)軸和右旋轉(zhuǎn)軸，所述的左旋轉(zhuǎn)軸和右旋轉(zhuǎn)軸分別與U形架的兩個直臂轉(zhuǎn)動連接且左旋轉(zhuǎn)軸與第一蝸輪連接，在轉(zhuǎn)盤支架上還設(shè)有第二步進電機，在第二步進電機的輸出軸上連接有第二蝸桿且第二蝸桿嚙合有第二蝸輪，在第二蝸輪的轉(zhuǎn)軸上連接有轉(zhuǎn)盤，所述支架設(shè)在轉(zhuǎn)盤上。[0007]本實用新型的康復(fù)訓(xùn)練機器人的標定測試裝置有以下優(yōu)點[0008]1.標定測試裝置有三個自由度可調(diào)節(jié)，可適應(yīng)于不同機構(gòu)的康復(fù)訓(xùn)練機器人的標定測試。[0009]2.在簡單測速的基礎(chǔ)上，加入了存在阻尼力情況下的測試。使用直流電機產(chǎn)生可控的阻尼力，真實的再現(xiàn)實際康復(fù)環(huán)境，提高了標定測試的有效性。


[0010]圖1是本實用新型的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置的結(jié)構(gòu)圖。[0011]圖2是本實用新型的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置的A-A剖視圖。[0012]圖3是本實用新型的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置的姿態(tài)調(diào)整的示意圖。
具體實施方式
[0013]一種康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，包括三維姿態(tài)調(diào)整臺，其特征在于， 在三維姿態(tài)調(diào)整臺上設(shè)有支架4，在支架4上設(shè)有皮帶主動輪10和皮帶被動輪11且皮帶主動輪10和皮帶被動輪11分別與支架4轉(zhuǎn)動連接，在皮帶主動輪10和皮帶被動輪11上套設(shè)有皮帶6，在皮帶6上設(shè)有三維腕力傳感器5，在皮帶主動輪10上連接有直流電機9， 在皮帶被動輪11上連接有測速電機8。所述的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，其特征在于，所述的三維姿態(tài)調(diào)整臺包括升降機構(gòu)1，在升降機構(gòu)1上設(shè)有U形架2且U形架2 的U形底部與升降機構(gòu)1連接，在U形架2上設(shè)有第一步進電機7，在第一步進電機7的輸出軸上連接有第一蝸桿12且第一蝸桿12嚙合有第一蝸輪13，在U形架2的兩個直臂之間設(shè)有轉(zhuǎn)盤機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)盤機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤支架3，在轉(zhuǎn)盤支架3上設(shè)有左旋轉(zhuǎn)軸15和右旋轉(zhuǎn)軸16，所述的左旋轉(zhuǎn)軸15和右旋轉(zhuǎn)軸16分別與U形架2的兩個直臂轉(zhuǎn)動連接且左旋轉(zhuǎn)軸 15與第一蝸輪13連接，在轉(zhuǎn)盤支架3上還設(shè)有第二步進電機19，在第二步進電機19的輸出軸上連接有第二蝸桿18且第二蝸桿18嚙合有第二蝸輪17，在第二蝸輪17的轉(zhuǎn)軸上連接有轉(zhuǎn)盤14，所述支架4設(shè)在轉(zhuǎn)盤14上。[0014]本實用新型中的康復(fù)訓(xùn)練機器人的標定測試裝置為三個自由度姿態(tài)可調(diào)節(jié)，可根據(jù)被測量機器人的實際情況調(diào)節(jié)本裝置的高度，角度以及可以根據(jù)不同帶測量的需求調(diào)整本裝置的俯仰角等。[0015]本實用新型的底部為升降機構(gòu)，升降機構(gòu)上裝有直流步進電機，可以垂直上下調(diào)節(jié)。升降機構(gòu)上安裝有U型架，U型架可帶動安裝在其上的轉(zhuǎn)動機構(gòu)進行俯仰角的運動。轉(zhuǎn)動機構(gòu)內(nèi)也安裝有蝸輪蝸桿副，可以帶動安裝在其上的標定組件進行周向運動。標定組件由支架、皮帶、皮帶主動輪、皮帶從動輪、直流電機、測速電機以及安裝在皮帶中心的三維腕力傳感器組成。[0016]當(dāng)測量康復(fù)機器人的輸出力時，將皮帶主動輪周向固定，即固定皮帶及其上的三維腕力傳感器，將康復(fù)機器人的機械臂末端垂直固定在三維腕力傳感器上(可通過通用的法蘭盤)，啟動康復(fù)機器人，即可通過三維腕力傳感器的輸出得到康復(fù)訓(xùn)練機器人的X、Y、Z 方向的輸出力。測康復(fù)訓(xùn)練機器人的輸出速度時，解開皮帶主動輪上的周向固定，調(diào)整標定測試裝置的姿態(tài)，使得皮帶的運動方向與待測康復(fù)機器人的機械臂的運動方向一致，將康復(fù)訓(xùn)練機器人的機械臂末端垂直固定在三維腕力傳感器上，啟動康復(fù)訓(xùn)練機器人，通過記錄考察測速電機的輸出即可得到康復(fù)訓(xùn)練機器人的輸出速度。為了測試康復(fù)訓(xùn)練機器人的阻抗適應(yīng)情況，讓皮帶主動輪上的直流電機產(chǎn)生設(shè)定的阻尼力，再次測量測速電機的輸出， 考察被測康復(fù)訓(xùn)練機器人的抗干擾能力。
權(quán)利要求1.一種康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，包括三維姿態(tài)調(diào)整臺，其特征在于，在三維姿態(tài)調(diào)整臺上設(shè)有支架(4)，在支架(4)上設(shè)有皮帶主動輪(10)和皮帶被動輪(11)且皮帶主動輪(10)和皮帶被動輪(11)分別與支架(4)轉(zhuǎn)動連接，在皮帶主動輪(10)和皮帶被動輪(11)上套設(shè)有皮帶(6)，在皮帶(6)上設(shè)有三維腕力傳感器(5)，在皮帶主動輪(10) 上連接有直流電機(9 )，在皮帶被動輪(11)上連接有測速電機(8 )。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，其特征在于，所述的三維姿態(tài)調(diào)整臺包括升降機構(gòu)(1 )，在升降機構(gòu)(1)上設(shè)有U形架(2)且U形架(2)的U形底部與升降機構(gòu)(1)連接，在U形架(2 )上設(shè)有第一步進電機(7 )，在第一步進電機(7 )的輸出軸上連接有第一蝸桿(12)且第一蝸桿(12)嚙合有第一蝸輪(13)，在U形架(2)的兩個直臂之間設(shè)有轉(zhuǎn)盤機構(gòu)，所述轉(zhuǎn)盤機構(gòu)包括轉(zhuǎn)盤支架(3)，在轉(zhuǎn)盤支架(3)上設(shè)有左旋轉(zhuǎn)軸 (15)和右旋轉(zhuǎn)軸(16)，所述的左旋轉(zhuǎn)軸(15)和右旋轉(zhuǎn)軸(16)分別與U形架(2)的兩個直臂轉(zhuǎn)動連接且左旋轉(zhuǎn)軸(15)與第一蝸輪(13 )連接，在轉(zhuǎn)盤支架(3 )上還設(shè)有第二步進電機 (19)，在第二步進電機(19)的輸出軸上連接有第二蝸桿(18)且第二蝸桿(18)嚙合有第二蝸輪(17)，在第二蝸輪(17)的轉(zhuǎn)軸上連接有轉(zhuǎn)盤(14)，所述支架(4)設(shè)在轉(zhuǎn)盤(14)上。
專利摘要一種康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置，其特征在于，在三維姿態(tài)調(diào)整臺上設(shè)有支架，在支架上設(shè)有皮帶主動輪和皮帶被動輪且皮帶主動輪和皮帶被動輪分別與支架轉(zhuǎn)動連接，在皮帶主動輪和皮帶被動輪上套設(shè)有皮帶，在皮帶上設(shè)有三維腕力傳感器，在皮帶主動輪上連接有直流電機，在皮帶被動輪上連接有測速電機。本實用新型的康復(fù)訓(xùn)練機器人性能的標定測試裝置有以下優(yōu)點標定測試裝置有三個自由度可調(diào)節(jié)，可適應(yīng)于不同機構(gòu)的康復(fù)訓(xùn)練機器人的標定測試；在簡單測速的基礎(chǔ)上，使用直流電機產(chǎn)生可控的阻尼力，真實的再現(xiàn)實際康復(fù)環(huán)境，提高了標定測試的有效性。
文檔編號G01D21/00GK202288731SQ20112037889
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月9日
發(fā)明者吳娟, 吳常鋮, 宋愛國, 崔建偉, 李會軍, 李建清, 柯欣, 王楠 申請人:東南大學(xué)