一种康复机器人用防倒转向装置及其转向方法

摘要

本发明公开了一种康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，属于康复机器人技术领域，包括立杆、导轨板、转向装置、连杆和架板，立杆的顶部固定焊接导轨板，导轨板上安装转向装置，转向装置通过连杆连接架板，架板固定连接在连杆的底部，架板通过活动销活动连接机器人；转向装置由伺服电机、电机安装板、主动齿轮、从动齿轮、转轴、圆筒和大滚珠组成，从动齿轮的底部固定连接转轴，转轴的底部活动插入圆筒；圆筒的内壁设有台阶；转轴两侧面的底端固定连接杆柱，杆柱的底部设有小滚珠。本发明的康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，通过转向装置可以使该康复机器人自身完成转向，而且采用连杆代替绳子，使机器人在进行康复训练时更加安全。

权利要求

1.一种康复机器人用防倒转向装置，包括立杆(1)、导轨板(2)、转向装置(3)、连杆(4)和架板(5)，其特征在于：所述立杆(1)的底部固定安装在地面，所述立杆(1)的顶部固定焊接导轨板(2)，所述导轨板(2)上安装转向装置(3)，转向装置(3)通过连杆(4)连接架板(5)，架板(5)固定连接在连杆(4)的底部，所述架板(5)通过活动销活动连接机器人(6)；

所述转向装置(3)由伺服电机(31)、电机安装板(32)、主动齿轮(33)、从动齿轮(34)、转轴(35)、圆筒(36)和大滚珠(37)组成，所述电机安装板(32)的顶端竖直安装有伺服电机(31)，电机安装板(32)安装在导轨板(2)中间的凹槽内，电机安装板(32)在凹槽内通过底部的大滚珠(37)滚动连接，所述伺服电机(31)的电机轴通过平键安装主动齿轮(33)，所述主动齿轮(33)与一侧的从动齿轮(34)啮合，所述从动齿轮(34)的底部固定连接转轴(35)，所述转轴(35)的底部活动插入圆筒(36)，圆筒(36)的顶部固定连接限位圈(361)，限位圈(361)固定连接在电机安装板(32)上，所述转轴(35)的底部固定连接连杆(4)；所述圆筒(36)的内壁设有台阶(362)；

所述转轴(35)两侧面的底端固定连接杆柱(351)，杆柱(351)的底部设有小滚珠(3511)。

2.根据权利要求1所述的一种康复机器人用防倒转向装置，其特征在于：所述导轨板(2)上开设有用于连杆(4)滑动的通槽(21)以及用于大滚珠(37)滚动的平行分布的滚槽(22)。

3.根据权利要求1所述的一种康复机器人用防倒转向装置，其特征在于：所述台阶(362)设置成驼峰状结构，驼峰状的台阶(362)存在两个波峰两个波谷，两个波峰在圆筒(36)的内壁相对设置。

4.根据权利要求1所述的一种康复机器人用防倒转向装置，其特征在于：所述小滚珠(3511)处于台阶(362)的波谷中的B点时，机器人(6)跟地面接触，小滚珠(3511)处于台阶(362)的波峰中的A点，机器人(6)被提起。

5.根据权利要求1所述的一种康复机器人用防倒转向装置，其特征在于：所述从动齿轮(34)为圆柱形齿轮，从动齿轮(34)的高度大于主动齿轮(33)的高度。

6.根据权利要求1所述的一种康复机器人用防倒转向装置，其特征在于：所述电机安装板(32)的内部开设有用于从动齿轮(34)上下活动的空隙。

7.一种根据权利要求1所述的康复机器人用防倒转向装置的转向方法，其特征在于：包括如下转向步骤：

步骤一：机器人(6)正常向前行走时，机器人(6)通过连杆(4)向前将转向装置(3)向前推动，转向装置(3)中的电机安装板(32)通过大滚珠(37)在导轨板(2)上滑动；

步骤二：当机器人(6)需要转向时，启动伺服电机(31)，伺服电机(31)正向偏转90度时，通过主从动齿轮的驱动，转轴(35)带动小滚珠(3511)沿着台阶(362)滚动；

步骤三：小滚珠(3511)在台阶(362)上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴(35)在转动的同时逐渐上移，通过连杆(4)将机器人(6)提起脱落地面；

步骤四：伺服电机(31)继续正向偏转90度时，小滚珠(3511)在台阶(362)上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴(35)下落，此时机器人(6)旋转180度，完成转向。

说明书

一种康复机器人用防倒转向装置及其转向方法

技术领域

[0001] 本发明涉及到康复机器人技术领域，特别涉及一种康复机器人用防倒转向装置及其转向方法。

背景技术

[0002] 康复机器人包括机器人本体，机器人本体是指具有类似人体骨骼形状的康复设备，使用时肢臂部件捆绑在人的肢臂(人体四肢的长骨)的侧面，机器人活动，带动人体活动，达到帮助人体康复的目的。

[0003] 现有技术中，康复机器人的防倒保护装置是在机器人本体周围设置护栏，它具有防倒的效果，但是，它还具有占用空间、防倒效果差、使用不便的缺点。

[0004] 专利号CN201720076193.8公开了一种具有防倒保护装置的康复机器人，该机器人滑道的端部还有电机，电机用链条连接滑轮，机器人本体具有控制装置，电机连接控制装置，在控制装置作用下，滑轮和机器人本体同步运行，还具有滑轮始终在机器人本体上方的优点。虽然该机器人在一定程度上解决了背景技术中的问题，但是其存在如下缺陷：一、采用绳子连接机器人，绳子经过摩擦后其稳定性不好，容易断裂，还是容易产生摔倒的后果；二、机器人在来回行走时需要180度转向，该申请中的机器人并不能自身转向，对于病人来说转向是个很大的麻烦，而且机器人转向后绳子在经历多次转向后容易扭在一起打结。

发明内容

[0005] 发明的目的在于提供一种康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，通过转向装置可以使该康复机器人自身完成转向，而且采用连杆代替绳子，使机器人在进行康复训练时更加安全，以解决上述背景技术中提出的问题。

[0006] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0007] 一种康复机器人用防倒转向装置，包括立杆、导轨板、转向装置、连杆和架板，所述立杆的底部固定安装在地面，所述立杆的顶部固定焊接导轨板，所述导轨板上安装转向装置，转向装置通过连杆连接架板，架板固定连接在连杆的底部，所述架板通过活动销活动连接机器人；

[0008] 所述转向装置由伺服电机、电机安装板、主动齿轮、从动齿轮、转轴、圆筒和大滚珠组成，所述电机安装板的顶端竖直安装有伺服电机，电机安装板安装在导轨板中间的凹槽内，电机安装板在凹槽内通过底部的大滚珠滚动连接，所述伺服电机的电机轴通过平键安装主动齿轮，所述主动齿轮与一侧的从动齿轮啮合，所述从动齿轮的底部固定连接转轴，所述转轴的底部活动插入圆筒，圆筒的顶部固定连接限位圈，限位圈固定连接在电机安装板上，所述转轴的底部固定连接连杆；所述圆筒的内壁设有台阶；

[0009] 所述转轴两侧面的底端固定连接杆柱，杆柱的底部设有小滚珠。

[0010] 优选的，所述导轨板上开设有用于连杆滑动的通槽以及用于大滚珠滚动的平行分布的滚槽。

[0011] 优选的，所述台阶设置成驼峰状结构，驼峰状的台阶存在两个波峰两个波谷，两个波峰在圆筒的内壁相对设置。

[0012] 优选的，所述小滚珠处于台阶的波谷中的B点时，机器人跟地面接触，小滚珠处于台阶的波峰中的A点，机器人被提起。

[0013] 优选的，所述从动齿轮为圆柱形齿轮，从动齿轮的高度大于主动齿轮的高度。

[0014] 优选的，所述电机安装板的内部开设有用于从动齿轮上下活动的空隙。

[0015] 本发明提供另一种技术方案：一种康复机器人用防倒转向装置的转向方法，包括如下转向步骤：

[0016] 步骤一：机器人正常向前行走时，机器人通过连杆向前将转向装置向前推动，转向装置中的电机安装板通过大滚珠在导轨板上滑动；

[0017] 步骤二：当机器人需要转向时，启动伺服电机，伺服电机正向偏转90度时，通过主从动齿轮的驱动，转轴带动小滚珠沿着台阶滚动；

[0018] 步骤三：小滚珠在台阶上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴在转动的同时逐渐上移，通过连杆将机器人提起脱落地面；

[0019] 步骤四：伺服电机继续正向偏转90度时，小滚珠在台阶上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴下落，此时机器人旋转180度，完成转向。

[0020] 与现有技术相比，本发明的有益效果是：

[0021] 1.本发明的康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，在现有的防倒装置上安装转向装置，转向装置通过连杆连接架板，架板固定连接在连杆的底部，架板通过活动销活动连接机器人，机器人在带着病人行走时，可以与架板相对活动，采用连杆代替绳子，规避了绳子由于扭在一起打结断裂的可能，使机器人在进行康复训练时更加安全。

[0022] 2.本发明的康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，伺服电机正向偏转90度时，小滚珠沿着台阶滚动，小滚珠在台阶上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴在转动的同时逐渐上移，通过连杆将机器人提起脱落地面，保证机器人在旋转时不与地面接触减小摩擦，伺服电机继续正向偏转90度时，小滚珠在台阶上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴下落，此时机器人旋转180度，机器人落地，实现机器人自身完成转向。

附图说明

[0023] 图1为本发明的康复机器人用防倒装置的行走状态示意图一；

[0024] 图2为本发明的康复机器人用防倒装置的行走状态示意图二；

[0025] 图3为本发明的机器人处于与地面接触时转向装置的结构示意图；

[0026] 图4为本发明的机器人被提起时转向装置的结构示意图；

[0027] 图5为本发明的导轨板的俯视图；

[0028] 图6为本发明的圆筒的内部结构示意图；

[0029] 图7为本发明的圆筒的立体示意图；

[0030] 图8为本发明的圆筒的展开示意图；

[0031] 图9为本发明的A-A处放大图。

[0032] 图中：1、立杆；2、导轨板；3、转向装置；31、伺服电机；32、电机安装板；33、主动齿轮；34、从动齿轮；35、转轴；351、杆柱；3511、小滚珠；36、圆筒；361、限位圈；362、台阶；37、大滚珠；4、连杆；5、架板；6、机器人。

具体实施方式

[0033] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0034] 请参阅图1-2，一种康复机器人用防倒转向装置，包括立杆1、导轨板2、转向装置3、连杆4和架板5，立杆1的底部固定安装在地面，保证立杆1稳定站立在地面上，立杆1的顶部固定焊接导轨板2，导轨板2稳定在立杆1的顶端，导轨板2上安装转向装置3，转向装置3通过连杆4连接架板5，架板5固定连接在连杆4的底部，架板5通过活动销活动连接机器人6，机器人6在带着病人行走时，可以与架板5相对活动，采用连杆4代替绳子，规避了绳子由于扭在一起打结断裂的可能，使机器人在进行康复训练时更加安全。

[0035] 请参阅图3-4，转向装置3由伺服电机31、电机安装板32、主动齿轮33、从动齿轮34、转轴35、圆筒36和大滚珠37组成，电机安装板32的顶端竖直安装有伺服电机31，电机安装板32安装在导轨板2中间的凹槽内，导轨板2用于电机安装板32在凹槽内滑动，电机安装板32在凹槽内通过底部的大滚珠37滚动连接，电机安装板32通过大滚珠37在导轨板2上滑动，将滑动摩擦变为滚动摩擦，减小了摩擦力，伺服电机31的电机轴通过平键安装主动齿轮33，伺服电机31提供主动齿轮33的旋转动力，主动齿轮33与一侧的从动齿轮34啮合，主动齿轮33转动驱动从动齿轮34转动，电机安装板32的内部开设有用于从动齿轮34上下活动的空隙，从动齿轮34在上下移动时有空间移动，从动齿轮34为圆柱形齿轮，从动齿轮34的高度大于主动齿轮33的高度，保证主动齿轮33在进行上下移动时还能够与主动齿轮33啮合，从动齿轮34的底部固定连接转轴35，从动齿轮34转动驱动转轴35转动，转轴35的底部活动插入圆筒36，转轴35在圆筒36内转动，圆筒36的顶部固定连接限位圈361，限位圈361固定连接在电机安装板32上，限位圈361用于固定住圆筒36，转轴35的底部固定连接连杆4，伺服电机31驱动转轴35转动时带动连杆4转动，通过连杆4的转动将机器人6转动180度实现机器人6自身完成转向。

[0036] 请参阅图5，导轨板2上开设有用于连杆4滑动的通槽21以及用于大滚珠37滚动的平行分布的滚槽22，机器人6在依靠自身动力向前行走时，转向装置3也要跟着行走，机器人6通过连杆4将转向装置3向前推动，电机安装板32通过大滚珠37在导轨板2上滑动，连杆4在通槽21内来回滑动，大滚珠37在滚槽22内滚动，由于是滚动摩擦，摩擦力较小，因此机器人6能够通过连杆4将转向装置3向前推动。

[0037] 请参阅图6-9，圆筒36的内壁设有台阶362，台阶362设置成驼峰状结构，驼峰状的台阶362存在两个波峰两个波谷，两个波峰即两个A点，两个波谷即两个B点，两个波峰在圆筒36的内壁相对设置，转轴35两侧面的底端固定连接杆柱351，杆柱351的底部设有小滚珠3511，由于伺服电机31通过主从动齿轮的驱动，由于伺服电机31具有角度偏转功能，伺服电机31正向偏转90度时，小滚珠3511沿着台阶362滚动，小滚珠3511在台阶362上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴35在转动的同时逐渐上移，通过连杆4将机器人6提起脱落地面，保证机器人6在旋转时不与地面接触减小摩擦，伺服电机31继续正向偏转90度时，小滚珠3511在台阶362上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴35下落，此时机器人6旋转
180度，完成转向，机器人6落地，机器人6继续向前行走，需要转向时重复上述操作。

[0038] 为了更好的展现康复机器人用防倒转向装置的转向过程，本实施例提出一种康复机器人用防倒转向装置的转向方法，包括如下转向步骤：

[0039] 步骤一：机器人6正常向前行走时，机器人6通过连杆4向前将转向装置3向前推动，转向装置3中的电机安装板32通过大滚珠37在导轨板2上滑动；

[0040] 步骤二：当机器人6需要转向时，启动伺服电机31，伺服电机31正向偏转90度时，通过主从动齿轮的驱动，转轴35带动小滚珠3511沿着台阶362滚动；

[0041] 步骤三：小滚珠3511在台阶362上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴35在转动的同时逐渐上移，通过连杆4将机器人6提起脱落地面；

[0042] 步骤四：伺服电机31继续正向偏转90度时，小滚珠3511在台阶362上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴35下落，此时机器人6旋转180度，完成转向。

[0043] 工作原理：机器人6正常向前行走时，机器人6通过连杆4向前拉动转轴35，电机安装板32通过大滚珠37在导轨板2上滑动，转向装置3跟随机器人6向前行走，当机器人6需要转向时，启动伺服电机31，伺服电机31正向偏转90度时，通过主从动齿轮的驱动，转轴35带动小滚珠3511沿着台阶362滚动，小滚珠3511在台阶362上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴35在转动的同时逐渐上移，通过连杆4将机器人6提起脱落地面，保证机器人6在旋转时不与地面接触减小摩擦，伺服电机31继续正向偏转90度时，小滚珠3511在台阶362上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴35下落，此时机器人6旋转180度，完成转向，机器人6落地，机器人6继续向前行走，需要转向时重复上述操作。

[0044] 综上所述，本发明提出的康复机器人用防倒转向装置及其转向方法，在现有的防倒装置上安装转向装置3，转向装置3通过连杆4连接架板5，架板5固定连接在连杆4的底部，架板5通过活动销活动连接机器人6，机器人6在带着病人行走时，可以与架板5相对活动，采用连杆4代替绳子，规避了绳子由于扭在一起打结断裂的可能，使机器人在进行康复训练时更加安全。伺服电机31正向偏转90度时，小滚珠3511沿着台阶362滚动，小滚珠3511在台阶362上由波谷中的B点运行到波峰中的A点，此时转轴35在转动的同时逐渐上移，通过连杆4将机器人6提起脱落地面，保证机器人6在旋转时不与地面接触减小摩擦，伺服电机31继续正向偏转90度时，小滚珠3511在台阶362上由波峰中的A点运行到波谷中的B点，转轴35下落，此时机器人6旋转180度，机器人6落地，实现机器人6自身完成转向。

[0045] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。