[发明专利]一种平衡控制训练机器人

说明书

本发明涉及一种平衡控制训练机器人，包括操作台、骨盆紧固器、驱动装置、底座、支撑梁。根据大数据统计下的健康人体行走过程中骨盆的位置与姿态变化规律，基于人体仿生学数据进行机械结构设计，通过控制三条并联电动伺服推杆的伸缩运动，向上驱动操作台带动骨盆紧固器进行三维姿态调整，进而带动人体骨盆实现同步的三维姿势变化，使用户实现仿生学运动康复训练。基于力/位混合控制系统可提供被动、助动和主动三种康复运动训练模式，可满足患者在不同康复阶段的运动训练需求，也可切换机器人功能平衡训练功能，通过控制三条并联电动伺服推杆的伸缩运动悬吊底座，进行站立平衡训练。该结构简单轻便、体积小、利于家庭化使用与推广。

技术领域

本发明涉及人体运动辅助机器人领域，尤其涉及一种平衡控制训练机器人。

背景技术

在我国老龄化问题日益严峻的社会背景下，由脊髓损伤或脑卒中等疾病导致的下肢运动功能障碍患者数量日渐庞大，而在其康复运动过程中，本体平衡感觉又是康复训练需要解决的首要问题。国内运动平衡机器人多见于辅助运动设备领域，或功能不够仿生、人机交互体验感差，或设备造价高且不够简洁轻便，或控制方法复杂、功能单一等，严重阻碍了平衡训练机器人产品化普及。如申请号201521127615.7的专利，公布了一种柔索驱动六自由度并连康复装置，可实现六个自由度的运动，由六根柔性绳索驱动拉力，通过六个拉力传感器测量绳索拉力，位移传感器测量用户的位置进行闭环控制康复训练。但该设备控制系统复杂，体积较大，无法实现跟随用户移动，不利于家庭化使用。申请号201911147822.1的发明专利公布了一种基于六杆机构的单自由度下肢康复机器人，通过传动机构连接六杆机构终端，模拟健康人体行走轨迹，结构简单但未考虑对人体骨盆位置与姿势的仿生跟随控制。因此，按照对标健康人体运动状态中的人体各肢段运动学特征，依据仿生学和人体工学原理，设计机械结构简单、造价低、使用方便、轻量化的平衡控制训练机器人，在技术领域和市场需求方面都具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于人体骨盆三维运动仿生学数据设计的平衡控制训练机器人，可使患者按照健康人体行走过程中的骨盆位移与姿态变化进行运动康复训练，并能通过机械结构的调整进行功能切换，为患者提供平衡控制与运动训练功能。

为达到上述目的，本发明通过如下技术方案予以实现：

所述的一种平衡控制训练机器人，由硬件和软件控制系统组成，其中硬件包括操作台1、骨盆紧固器2、驱动装置3、底座4、支撑梁5，所述操作台1下表面三个位置分别与三个所对应的驱动装置3上端固连，每个驱动装置3下端固连在底座4上表面相应的安装位置；骨盆紧固器2可以穿戴绑缚在使用者骨盆上，并可通过电磁力吸附在操作台1内侧；两个支撑梁5的上端分别铰接固定于操作台1底面左右侧呈“八”字形分布的凹槽内。

所述的操作台1包括扶手101、第一电磁片102,、台面103、第一卡扣104、中控模块105，两个所述扶手101分别向下栓接固定在台面103上表面的两个开孔处，给用户提供抓取和操纵设备转的功能。第一电磁片102固定在台面103中心位置弧形侧面所开槽的内部，两个所述第一卡扣104分别固定在台面103下表面左右开槽内部，中控模块105固定在台面103下表面开槽内。