[发明专利]一种康复机器人关节初始位置检测装置和方法

说明书

本发明公开了一种康复机器人关节初始位置检测装置，包括测量机构和随动机构；所述测量机构上设有触点一、触点二、导电体、磁铁一和弹簧；所述弹簧设在测量机构的空腔内；所述磁铁二的一个磁极处连接所述弹簧的端部，另一个磁极处连接所述导电体；所述导电体对应所述触点一与触点二的断开处；所述随动机构设在所述测量机构之外，所述随动机构包括磁铁二，所述磁铁一与所述磁铁二的磁极相对。还公开了采用上述装置测量初始位置和实现急停的方法。本发明的优点在于：利用非接触的磁极相吸的原理，采用测量机构和随动机构分离的方式进行检测，提高使用寿命的同时又可以最大限度地不影响关节的运动。

技术领域

本发明涉及康复机器人领域，尤其涉及一种康复机器人关节初始位置检测装置和方法。

背景技术

近年来伴随着我国人口老龄化的加剧以及四肢运动功能障碍患者的增加，使得四肢训练和关节康复训练需求增大，而传统的医护人员训练方式会带来人工成本和时间上的浪费，与人工康复训练相比康复机器人能在较少的人力和时间成本下带来更有效的康复训练，这也使得康复训练机器人尤其是被动康复训练机器人的需求逐渐增多。

在康复机器人初始的自动校准过程以及康复运动训练过程中，各个关节的初始位置确定相当重要，现有的对康复机器人关节初始位置确定的方案主要有：1、手动对准初始位置，在未使用检测装置的产品中当传感器出现问题需要重新校准时需要通过手动的方式将关节运动到初始位置，误差较大且在运动过程中没有专用的反馈机构告知控制软件到达初始位置。2、使用机械接触的检测装置，在使用机械接触的方式确定初始位置会使产品的使用寿命缩短。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种采用非接触方式的康复机器人关节初始位置检测装置和方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种康复机器人关节初始位置检测装置，包括测量机构和随动机构；所述测量机构上设有触点一(1)、触点二(2)、导电体(3)、磁铁一(4)和弹簧(5)；所述弹簧(5)设在测量机构的空腔内；所述磁铁二(6)的一个磁极处连接所述弹簧(5)的端部，另一个磁极处连接所述导电体(3)；所述导电体(3)对应所述触点一(1)与触点二(2)的断开处；所述随动机构设在所述测量机构之外，所述随动机构包括磁铁二(6)，所述磁铁一(4)与所述磁铁二(6)的磁极相对。

作为优化的技术方案，所述测量机构为圆柱体。圆柱体结构结合使用的部位使检测装置能够做到体积较小，完全可以嵌入到机械内部，便于机械结构设计和安装，提高了测量的准确性和精度。

作为优化的技术方案，所述磁铁一(4)与磁铁二(6)相对的磁极为互相吸引的两个磁极。

作为优化的技术方案，所述磁铁一(4)与磁铁二(6)相对的磁极为互相排斥的两个磁极。

作为优化的技术方案，所述测量机构与随动机构之间设有力传感器。通过力传感器或其它检测传感器检测磁铁一与磁铁二之间的相互作用力从而提高检测精度。

作为优化的技术方案，使用该装置测量初始位置的步骤为：将所述随动机构设在机器人的关节中随关节一起运动，所述测量机构设在与关节接触的部位中，使机器人的关节在初始位置时磁铁一(4)与磁铁二(6)的位置最接近；当关节向初始位置运动时磁铁一(4)与磁铁二(6)逐渐接近，二者之间的作用力逐渐增大，带动导电体(3)移动使触点一(1)与触点二(2)断开；当关节远离初始位置时磁铁一(4)与磁铁二(6)逐渐远离，二者之间的作用力逐渐减小，在弹簧(5)的作用下导电体(3)移动使触点一(1)与触点二(2)闭合；通过判断触点一(1)与触点二(2)的断开或闭合判断关节是否在初始位置。

作为优化的技术方案，使用该装置实现急停的步骤为：将所述测量机构设在康复机器人上，所述随动机构设在所述测量机构的底部，使磁铁一(4)与磁铁二(6)处于相吸或相斥状态；将磁铁二(6)通过物体与人相连，当需要康复机器人停止工作时，拉动连接的物体使磁铁二(6)向远离磁铁一(4)的方向移动，使触点一(1)与触点二(2)断开或闭合，发出急停信号。