[发明专利]适用于腰部康复机器人的传动机构及控制方法

说明书

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种适用于腰部康复机器人的传动机构及控制方法，所述适用于腰部康复机器人的传动机构、包括支架、气动人工肌肉、底板、卷绳机构、导向机构、绳索、顶梁、腰部运动组件和腿部运动组件。所述控制方法，能够在需要停车时，进行夹紧，防止突然停车时由于惯性而导致的乱绳。有益的技术效果：本发明能够对绳索缠绕机构上的绳索的状态进行监督，防止乱绳，并对绳索自动提供预紧力，避免了人工提供预紧力的麻烦，从而实现机构的智能化，提高了安全性、可靠性和经济价值。

技术领域

本发明涉及精确机械传动技术领域，尤其涉及康复机器人的自动化卷绳机构与控制领域，具体为适用于腰部康复机器人的传动机构及控制方法。

背景技术

腰部对于人体来说是非常重要的，同时也是非常容易出现健康问题的部位。现在社会，越来越多的人在工作、学习和生活中长时间坐着，这使人体腰部肌肉长时间处于紧绷状态，导致腰肌老损等疾病。腰部康复训练是腰部康复的基本手段，而现有的腰部康复治疗方法多依靠训练师的经验，康复训练设备相对单一。因此提高腰部康复训练的效率和安全性，丰富腰部康复训练的手段对腰部健康至关重要。

专利申请号“CN104800040A”的一种绳索并联柔索腰部康复机器人将柔性绳索应用到腰部康复机器人中。绳索驱动并联机器人用绳索代替连杆作为驱动元件，有转动惯量小，带负载能力强，运动速度快，工作空间大，柔顺性好，安全性好，可以实现变刚度控制，花费低等优点。但由于柔索特性，上述并联柔索腰部康复机器人存在如下缺点：在卷轴卷筒运动中，由于卷筒的宽度使绳子在纵向来回摆动，甚至会导致绳子在滑轮上脱落。绳子的预紧力需要操作者人工添加，十分麻烦而且不精确。在实际操作中经常会电机停车，由于绳索另一端悬挂的重物的惯性，易导致绳子在卷筒上乱绳，从而导致无法正常工作。

由于所提及腰部康复机器人的缠绳装置存在以上问题，为了保证机构能够安全可靠的工作，设计一种能够自动监控并能解决上述问题的卷绳机构是十分必要的，能够最大程度的保障整个腰部康复机构能够安全而可靠的运行。

发明内容

本发明为克服上述现有技术存在的不足之处，提供了一种适用于腰部康复机器人的传动机构及控制方法，能够对绳索缠绕机构上的绳索的状态进行监督，防止乱绳，并对绳索自动提供预紧力，避免了人工提供预紧力的麻烦，从而实现机构的智能化，提高了安全性、可靠性和经济价值。

本发明采用如下技术方案：

适用于腰部康复机器人的传动机构，其所适用的腰部康复机器人包括支架1、气动人工肌肉2、底板3、绳索6、横梁7、腰部运动组件和腿部运动组件，其中，在底板3的四角分别设有一根支架1。在相邻的支架1顶部之间设有横梁7。底板3、支架1和横梁7共同构成本腰部康复机器人的框架。在框架上配有气动人工肌肉2，气动人工肌肉2与腰部运动组件相连接。此外：本传动机构由卷绳机构4和导向机构5组成。其中，在底板3上配有卷绳机构4，在横梁7上配有导向机构5。绳索6的一端与卷绳机构4相连接，绳索6的另一端穿过导向机构5后与腿部运动组件相连接。

导向机构5能够旋转，通过导向机构5对绳索6的运动方向进行限定，从而实现绳索6在运动时不偏移的效果。换言之，导向机构5具有可绕其轴多向旋转，使绳索保持在导向槽内不偏移的功能。卷绳机构4能在一个以上的维度方向移动，对绳索6的偏移进行补偿。此外，

卷绳机构4具有夹紧/夹绳的功能，能够夹紧或松开绳索6。换言之，卷绳机构4具有可沿轴向左右移动的功能，可消除由于卷轴宽度使绳索产生偏移的影响，使绳索绕出或绕入卷轴时始终保持在同一平面上。

进一步说，导向机构5包括菱形轴承501、滑轮支撑架502和滑轮503。其中，在菱形轴承501的顶部设有滑轮支撑架502，在滑轮支撑架502上配有滑轮503。