[发明专利]一种支持全向移动的下肢康复助行机器人及控制方法

权利要求书

1.一种支持全向移动的下肢康复助行机器人，包括车体模块、升降模块、支持模块、拉力模块和快接模块，其特征在于，所述车体模块采用麦克纳姆轮用于机器人的全向移动以实现与使用者的协同运动；所述升降模块连接在所述车体模块上，用于扶持与减轻使用者负载；所述支持模块连接在所述升降模块上，具有三个被动自由度，用于给使用者一定自由运动空间，实现使用者和机器人的柔性连接，并检测使用者的位移信息；所述拉力模块连接在所述支持模块上，用于检测使用者与机器人之间的相互作用力，并为机器人的车体模块和升降模块的控制提供反馈信息；所述车体模块控制机器人全方位运动，所述快接模块与拉力模块相连，用于使用者和机器人之间的快速连接与分离。

2.根据权利要求1所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述车体模块包括车架、麦克纳姆轮、传动机构、驱动机构、安装平台和控制箱；所述车架下端安装有麦克纳姆轮、上端安装有用于安装升降模块的安装平台；所述车架上还设有控制箱；所述控制箱控制所述驱动机构带动传动机构驱动所述麦克纳姆轮形成不同的运动组合，实现全方位运动。

3.根据权利要求2所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述传动机构为同步带及同步带轮；所述驱动机构为伺服电机和行星减速器；所述伺服电机与行星减速器相连并安装在车架两侧的中间位置；所述麦克纳姆轮和行星减速器通过同步带及同步带轮相连；所述控制箱安装在车架后侧，所述安装平台连接在车架后侧的中间位置。

4.根据权利要求1所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述升降模块包括导轨架、第一直线导轨、第一滑块、升降机构和执行机构；所述第一直线导轨安装在导轨架上，所述第一滑块安装在第一直线导轨上；所述支持模块通过升降机构与第一滑块相连；所述执行机构带动升降机构上的支持模块沿着所述第一直线导轨上下移动。

5.根据权利要求4所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述升降机构包括滚珠丝杠和安装在滚珠丝杠上的丝杠螺母，所述执行机构为齿轮箱；所述导轨架由多个方钢焊接而成，底部焊接一块平板作为导轨架底部安装板；所述齿轮箱安装在导轨架底部安装板的上侧；所述第一直线导轨安装在导轨架两侧；所述滚珠丝杠安装在导轨架中间位置，滚珠丝杠通过第一联轴器与所述齿轮箱的输出轴相连；所述齿轮箱上的电机转动带动滚珠丝杠转动，从而使得螺母上下运动。

6.根据权利要求1所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述支持模块包括升降连接板、下导轨安装板、上导轨安装板、旋转机构和旋转支撑臂；所述升降连接板与升降模块连接在一起；所述下导轨安装板通过第一夹层机构叠在所述升降连接板上，所述上导轨安装板通过第二夹层机构叠在所述下导轨安装板上；所述第一夹层机构和第二夹层机构用于实现前后左右四个方向的运动自由度的调整；所述旋转支撑臂通过旋转机构安装在所述上导轨安装板上，并能在所述上导轨安装板所在的周面上旋转；所述旋转支撑臂的末端用于连接所述拉力模块。

7.根据权利要求6所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述旋转机构包括交叉滚子轴承和连接轴；所述交叉滚子轴承外圈与所述上导轨安装板螺纹连接，内圈与所述连接轴螺纹连接；所述连接轴套入所述旋转支撑臂的孔中，并在旋转支撑臂的上表面处固定连接。

8.根据权利要求7所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述支持模块还包括限位机构，所述限位机构包括限位销和限位挡块；所述限位销安装在所述旋转支撑臂的下表面，所述限位挡块安装在所述上导轨安装板上，所述限位销一端受限于所述限位挡块，实现对旋转支撑臂的旋转角度进行限位。

9.根据权利要求6所述的支持全向移动的下肢康复助行机器人，其特征在于，所述第一夹层机构包括第二滑块、第二直线导轨和第一直线位移测量装置；所述第二直线导轨安装在所述升降连接板上，所述第二滑块安装在所述第二直线导轨上，并与所述下导轨安装板的下表面相连；所述第一直线位移测量装置用于检测第二滑块的位移量。