[实用新型]一种控制两旋转自由度上肢康复机器人运动的驱动装置

说明书

本实用新型公开一种控制两旋转自由度上肢康复机器人运动的驱动装置，所述驱动装置包括第一关节电机和第二关节电机，第一关节电机偏置于立柱上，大臂减速器的输出轴与大臂轴相连固定于立柱上，从而带动大臂绕其轴向实现旋转运动，第一关节电机与大臂减速器之间采用带传动实现运动传递；第二关节电机通过连接法兰固定于大臂旋转关节轴线处，其旋转轴线与大臂的旋转轴线重合，电机的重量并不会对大臂减速器产生弯矩，提高减速器的使用寿命，同时大臂转动的时候，第二关节电机对整体的转动惯量的贡献值最小，第二关节电机通过同步带Ⅱ将电机运动传递到小臂减速器处。两关节同步带由相应张紧机构张紧，保证同步带传递运动的精度。

技术领域

本实用新型涉及医疗保健器械技术领域，具体的说是一种控制两旋转自由度上肢康复机器人运动的驱动装置。

背景技术

针对早期的脑卒中患者，有效的患肢康复运动训练对神经重塑和患肢运动功能的恢复至关重要。随着社会老龄化的加剧，脑卒中患者的比例也在攀升，医院里专业的康复训练理疗师的工作强度也随之加大。所以针对康复训练的机器人得到迅速的发展，市场上出现了各种各样的康复训练机器人；

目前市场上推出的康复训练机器人，多数采用串联结构的关节型机械臂，主要由立柱、大臂和小臂组成。通常2个旋转关节由伺服电机带动减速器来驱动其运动，实现患者上肢康复训练所需的运动轨迹。在串联关节型机械臂的结构设计上，通常第2个旋转关节的驱动电机和减速器直接布置在关节处，这样导致机器臂连杆所受重力过大，运动起来产生的机械惯性力较大，不仅增加了驱动电机所需的功率，也使控制系统性能下降和康复训练效果降低。同时机器人的外观因为关节处的电机垂直安装而不美观，甚至会和相邻连杆或者其他物体产生碰撞干涉而使机器人的操作空间变小。

实用新型内容

本实用新型为解决上述问题，提供了一种控制两旋转自由度上肢康复机器人运动的驱动装置，减低惯性力对机械系统产生的影响，提高了机械系统的控制性能。

本实用新型通过以下技术方案来实现：

一种控制两旋转自由度上肢康复机器人运动的驱动装置，所述驱动装置设置在用于支撑机器人本体的支撑立柱上，所述支撑立柱为矩形框架结构，所述支撑立柱的顶部设置有第一安装板，在第一安装板的下方依次水平设置有第二安装板以及第三安装板，所述机器人本体包括大臂以及与大臂一端连接的小臂；

所述大臂一端的底部通过大臂减速器水平设置在第一安装板上，所述大臂减速器贯穿于第一安装板设置，所述驱动装置包括在第一安装板与第三安装板之间设置的驱动大臂转动的驱动传动机构Ⅰ，所述驱动传动机构Ⅰ包括第一关节电机，所述第一关节电机的一端竖直设置在第二安装板以及第三安装板之间，且第一关节电机穿过第二安装板的一端设置的主动带轮Ⅰ通过水平设置的同步带Ⅰ与大臂减速器输入端设置的从动带轮Ⅰ连接，从而通过第一关节电机控制大臂相对于支撑立柱摆动；

所述驱动装置还包括控制小臂转动的驱动传动机构Ⅱ，所述驱动传动机构Ⅱ包括第二关节电机，在大臂位于大臂减速器的一端固定设置有电机法兰，所述第二关节电机竖直设置在电机法兰上，所述第二关节电机的输出轴连接有位于电机法兰内腔的主动带轮Ⅱ，位于大臂内腔的另一端设置有从动带轮Ⅱ，所述主动带轮Ⅱ与从动带轮Ⅱ之间设置有同步带Ⅱ，所述从动带轮Ⅱ连接有小臂减速器，所述小臂减速器的输出端与小臂连接，使得第二关节电机控制小臂相对于大臂摆动；

所述驱动装置还包括控制器以及电机驱动器，所述电机驱动器设置在第三安装板的端面上。

进一步的，在第一安装板与第二安装板之间的一侧固定设置有侧板，在第二安装板靠近侧板的一端端面上通过螺栓连接有移动板，所述第一关节电机通过螺钉与移动板固定连接，所述移动板为L型，所述移动板的竖直段与侧板通过螺栓柱连接，通过拉动螺栓柱调整移动板与侧板的距离从而调整第一关节电机的移动，从而调整同步带Ⅰ的张紧。

进一步的，移动板水平段上与第二安装板的连接孔为长椭圆孔，使得移动板带着第一关节电机相对于第二安装板移动。