[发明专利]一种轴线自适应膝关节康复机器人

权利要求书

1.一种轴线自适应膝关节康复机器人，设置于人体膝部并通过连接大腿和小腿以带动膝部进行自适应地转动，其特征在于：包括基座总成（1）、运动链总成（2）和动平台总成（3）；

所述基座总成（1）包括大腿支架（11）、中央控制器和驱动器（12），大腿支架（11）固定在大腿上，中央控制器集成设置在大腿支架（11）上，中央控制器电连接驱动器（12）；

所述动平台总成（3）包括小腿支架（31）和滑环（32），滑环（32）固定在小腿上，所述滑环（32）可转动地套设在小腿支架（31）上，所述滑环（32）的转动轴心与小腿重合；

所述运动链总成（2）包括三组并联设置的支链（21）组成，每组支链（21）均包括两个连杆（22），两个连杆（22）的一端相互铰接，两个连杆（22）的另一端分别铰接在大腿支架（11）和小腿支架（31）上，所述连杆（22）的转动面平行于膝关节的转动面；三个驱动器（12）设置在大腿支架（11）上并分别驱动铰接在大腿支架（11）上的连杆（22）；

所述基座总成（1）通过驱动器（12）驱动运动链总成（2）的支链（21），从而带动动平台总成（3）转动，使基座总成（1）和动平台总成（3）所构成的转动机构的转动轴线实时与膝关节的转动轴线重合；

所述支链（21）铰接的转动轴心相互平行；

所述驱动器（12）内置角度传感器，所述的两个连杆（22）一端相互铰接处设置有编码器（23），所述动平台总成（3）内置加速度传感器；

两组所述的支链（21）铰接在小腿支架（31）的同一位置；

所述大腿支架（11）上设置有大腿环（13），所述大腿环（13）对大腿进行夹持；

所述大腿支架（11）凸设一朝向小腿支架（31）的轴线指示区（110），轴线指示区（110）与膝关节的转动轴线重合；

轴线自适应膝关节康复机器人的控制方法包括如下步骤：

步骤S1，安装机器人：大腿环（13）固定于人体大腿处，膝关节对准轴线指示区（110）；

步骤S2，自动矫正位置：根据小腿的运动确定人体膝关节轴线的具体位置，动平台总成（3）自动进行位置矫正，将基座总成（1）和动平台总成（3）组成的转动机构的转动轴线和膝关节的转动轴线对齐，从而将滑环（32）和小腿进行固定；

步骤S3，学习运动数据：首先，用外力带动病人小腿活动，尽量覆盖小腿的所有活动范围；

其次，中央控制器利用驱动器（12）的角度传感器、编码器（23）和加速度传感器测量并计算膝关节的运动特点；

最后，中央控制器将运动特点进行后处理并存储后处理结果；

步骤S4，自适应运动：依据病人的选择，机器人进行随动或驱动人体进行运动。