[发明专利]用于下肢康复的三自由度并联机构

说明书

本发明提供了用于下肢康复的三自由度并联机构，其结构简单、刚度好且不含球铰链。其包括固定基座和动平台，固定基座通过第一支链、第二支链和第三支链与动平台连接，第一支链与第二支链结构相同且均依次包括连接于固定基座与动平台之间的移动副、转动副、连杆以及万向副；所述第三支链包括移动副、万向副、连杆、万向副；每个支链中移动副的轴线相互平行，第一支链、第二支链的转动副轴线与移动副轴线垂直，第三支链第一万向副的第一转动轴线与移动副轴线平行；第一支链与第二支链中，两个万向副的第二转动轴线共轴，两个转动副的转动轴线相互平行。

技术领域

本发明涉及下肢康复器械技术领域，具体为用于下肢康复的三自由度并联机构。

背景技术

目前传统的下肢康复机器人大多为串联结构，串联节点与人体下肢关节相对应，该结构形式简单，各关节独立驱动无耦合，具有运动学正解简单，控制容易，工作空间大的优点。基于上述优点，技术成熟的串联机构已经在康复机器人领域得到广泛的应用。然而，由于串联机构的开环结构形式，各个关节间的变形量与误差均会累加，导致机器人的整体刚度和精度降低；此外，串联节点的轴线与人体关节轴线随着机构的运动会出现偏离，造成肢体的二次损伤。因此，在人口老龄化加剧，康复机器人需求越来越高的条件下，传统的串联机器人已经逐渐无法满足需要。为解决这一难题，国内外学者和研究人员近年来以并联机构为基础，探索新型下肢康复机器人。与六自由度并联机构相比，少自由度并联机构具有低耦合度，易于模块化等优点，越来越受到研究者的重视与青睐，与此同时，一些少自由度并联机构，已经在手腕康复机器人，脚踝康复机器人等方面得到了成功的应用。

现有用于下肢康复的并联机构公布专利（如CN104970945A，CN105943306A），机构内部球铰链过多，结构较为复杂，加工装配精度难以保证，工作空间受限。此外，球铰链球头与球窝间由于动配合的关系不可避免的存在间隙，工艺误差及铰链运动时的摩擦会加剧间隙误差，降低机构的精度。

发明内容

针对现有并联机构需要采用球铰链并且结构复杂的问题，本发明提供了用于下肢康复的三自由度并联机构，其结构简单、刚度好且不含球铰链。

其技术方案是这样的：用于下肢康复的三自由度并联机构，其包括固定基座和动平台，所述固定基座通过第一支链、第二支链和第三支链与所述动平台连接，其特征在于：所述第一支链包括依次连接的第一移动副、第一转动副、第一连杆和第一万向副，所述第一万向副包括与所述第一连杆连接的转轴一、与所述动平台连接的转轴二；

所述第二支链包括依次连接的第二移动副、第二转动副、第二连杆和第二万向副，所述第二万向副包括与所述第二连杆连接的转轴三、与所述动平台连接的转轴四；

所述第三支链包括依次连接的第三移动副、第三万向副、第三连杆和第四万向副，所述第三万向副包括与所述第三移动副连接的转轴五、与所述第三连杆一端连接的转轴六，所述第四万向副包括与所述第三连杆另一端连接的转轴七、与所述动平台连接的转轴八；

所述第一移动副、所述第二移动副和所述第三移动副分别与所述固定基座连接，所述第一万向副、所述第二万向副和所述第四万向副分别与所述动平台连接，所述第一移动副、所述第二移动副和所述第三移动副的轴线相互平行；所述第一转动副的转动轴线与所述第一移动副的轴线垂直，所述第一转动副的转动轴线与所述转轴一的轴线平行，所述第二转动副的转动轴线与所述第二移动副的轴线垂直，所述第二转动副的转动轴线与所述转轴三的轴线平行，所述第一转动副的转动轴线与所述第二转动副的转动轴线平行，所述转轴二的轴线与所述转轴四的轴线共轴，所述转轴五的轴线与所述第三移动副的轴线平行，所述转轴六的轴线与所述转轴七的轴线平行，当所述动平台位于水平状态时，所述转轴八的轴线分别与所述转轴一的轴线、所述转轴三的轴线平行。

其进一步特征在于：

所述第一移动副竖直设置；

所述第二移动副竖直设置；

所述第三移动副竖直设置；