摩擦以改变其转动阻尼力的驱动机构35。优选的，所述第二安装座板33固定于主轴31上，所述第一安装座板32沿主轴31转动，带动摩擦盘34相对第二安装座板33沿主轴31转动。
[0030]主轴31上连接有用于检测第一安装座板32和第二安装座板33相对转动角度的角度传感器36，角度传感器36与控制器4连接。
[0031 ] 参阅图4的控制原理图，在该实施例中，驱动机构35包括相对的设置在摩擦盘34两侧以夹持摩擦盘34的两个气缸351，两个气缸351与控制其同步动作的比例调节阀352连接，比例调节阀352连接控制器4以控制两个气缸351的动作，气源354连接比例调节阀352，在两个气缸351内侧均设有夹持摩擦盘34的摩擦片353，结构简单，设计巧妙，提高了关节机构3的线性度和刚性。
[0032]第一安装座板32和第二安装座板33是关节机构3的转动平台，也是其他零件的安装平台，第一安装座板32和第二安装座板33均有多个安装孔位，可与不同的外设零部件组合(如连杆11)，构成单关节或多关节的主操纵器。
[0033]如图1，从动机构2包括与主操纵器I的关节机构3对应的关节21、用于驱动该关节21运动的关节执行器22以及与关节执行器22相连的从动传感器23，从动传感器23和关节执行器22均与控制器4相连。主操纵器I的角度传感器36将关节机构3运动的角度信号发送给控制器4，控制器4处理后将动作指令信号发送给关节执行器22，驱动该关节21运动，关节21的运动情况(如角度信息或位置信息)通过从动传感器23反馈给控制器4，控制器4计算出同一信号采集时间间隔内主操纵器I关节机构3与从动机构2关节21的角度差值，即是主操纵器I关节机构3与从动机构2关节21的转速差值，并根据差值大小通过驱动机构35控制主操纵器I关节机构3阻尼力的大小，差值越大，反馈给主操纵器I关节机构3的阻尼力就越大。操作主操纵器I的人(如理疗师)根据从动机构2的阻尼反馈做出适合使用从动机构2的人的示教动作，理疗师通过操作主操纵器1，帮助使用从动机构2的患者进行康复训练。
[0034]从动传感器23可以是从动角度传感器和/或位置传感器，也可以是其他能检测关节运动信息的传感器，根据实际需要旋转合适的从动传感器23。如果是位置传感器，那么控制器4可以将位置测量值转换为角度值。在同一信号采集时间间隔内，控制器4根据从动机构2从动角度传感器与主操纵器I角度传感器36测量的角度差值大小控制主操纵器I关节机构3阻尼力的大小。
[0035]当操作主操纵器I的人(如理疗师)做出了适合的训练动作时，需要将该动作存储起来，由控制器4控制从动机构2运动即可，这样，理疗师就不必一直重复相同的动作，减轻理疗师的工作负担。为实现上述目的，本实用新型的机械臂主从操纵设备还包括存储主操纵器I预定动作指令信号数据的存储器5，该存储器5与控制器4连接以传输动作指令信号给控制器4。控制器4还连接人机交互设备，由显示屏操作，设定动作种类、时间等参数。
[0036]图2实施例中的主操纵器I适用于上臂单关节或两关节的康复训练。
[0037]如图5，是本实用新型另一实施例的下肢康复训练多关节主操纵器的示意图，3个关节机构分别位于髋关节、膝盖和脚踝，3个关节机构分别对应人体的3个运动关节，该主操纵器还设有一些外接装置，如束带6、护板7和尺寸调节机构8，便于将其固定在人的腿部，使关节机构3恰好贴附在人体相应的关节。束带6包括腰部束带、腿部束带、脚部束带，护板7可以是腿部护板，尺寸调节机构8包括滑轨81和滑座82，腿部护板7和关节机构3通过尺寸调节机构8连接，滑轨81固定在护板7上，滑座82与关节机构3的第一安装座板32或第二安装座板33连接。
[0038]除了以上描述外，本实用新型还可以广泛地用在其他实施例中，并且本实用新型的保护范围并不受实施例的限定，其以权利要求的保护范围为准。任何熟悉本专业的技术人员，依据本实用新型的技术实质对以上实施例的简单修改，仍属于本实用新型技术方案的保护范围。
【主权项】
1.一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，包括主操纵器(I)和从动机构(2)，所述主操纵器(I)具有转动阻尼力可调的关节机构(3)，所述关节机构(3)包括一个主轴(31)，主轴(31)上设有可相对转动的第一安装座板(32 )和第二安装座板(33 )，所述第一安装座板(32)上固定有摩擦盘(34)，第二安装座板(33)上设有与摩擦盘(34)接触摩擦以改变其转动阻尼力的驱动机构(35)，所述从动机构(2)设有与主操纵器(I)的关节机构(3)对应的关节(21)和与控制器(4)连接并驱动该关节运动的关节执行器(22)，用于检测第一安装座板(32 )和第二安装座板(33 )相对转动角度的角度传感器(36 )和用于检测从动机构的关节运动状况的从动传感器(23)均与控制器(4)连接，所述控制器(4)根据角度传感器(36)和从动传感器(23)的测量值判断同一信号采集时间间隔内主操纵器(I)关节机构(3)与从动机构(2)关节(21)转速的差值，并根据差值大小通过驱动机构(35)控制主操纵器(I)关节机构(3 )阻尼力的大小。2.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述的机械臂主从操纵设备还包括存储主操纵器预定动作指令信号数据的存储器(5)，该存储器(5)与控制器(4)连接以传输动作指令信号给控制器(4)。3.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述从动传感器(23)是检测从动机构(2)的关节(21)运动角度的从动角度传感器。4.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述从动传感器(23)是检测从动机构(2)的关节(21)运动位置的位置传感器。5.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述的驱动机构(35 )包括相对的设置在摩擦盘(34 )两侧以夹持摩擦盘(34 )的两个气缸(351)，两个气缸(351)与控制其同步动作的比例调节阀(352 )连接，比例调节阀(352 )连接控制器(4)以控制两个气缸(351)的动作。6.如权利要求5所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，在所述两个气缸(351)内侧均设有夹持摩擦盘(34)的摩擦片(353)。7.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述主操纵器(I)包括多个转动阻尼力可调的关节机构(3)，关节机构(3)之间通过连杆(11)相连，关节机构(3)的第一安装座板(32)和第二安装座板(33)设有固定连杆(11)的安装孔位。8.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述从动机构(2)包括多个与主操纵器对应的关节(21)和用于驱动每个关节(21)运动的关节执行器(22)，关节执行器(22)与从动传感器(23)连接。9.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述角度传感器(36 )设于主轴(31)上。10.如权利要求1所述的一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，其特征在于，所述第二安装座板(33 )固定于主轴(31)上，所述第一安装座板(32 )沿主轴(31)转动，带动摩擦盘(34)相对第二安装座板(33)沿主轴(31)转动。
【专利摘要】本实用新型公开一种具有阻尼反馈的机械臂主从操纵设备，包括主操纵器和从动机构，主操纵器具有转动阻尼力可调的关节机构，关节机构包括一个主轴，主轴上设有可相对转动的第一安装座板和第二安装座板，第一安装座板上固定有摩擦盘，第二安装座板上设有与摩擦盘接触摩擦以改变其转动阻尼力的驱动机构，从动机构设有关节和驱动该关节运动的关节执行器，用于检测第一安装座板和第二安装座板相对转动角度的角度传感器和用于检测从动机构关节运动的从动传感器均与控制器连接，由控制器控制主操纵器的关节机构根据从动机构相应关节的反馈自适应做出适合从动机构相应关节运动的动作，实现了示教再现和阻尼力反馈的功能。
【IPC分类】A61H1/02
【公开号】CN204932173
【申请号】CN201520698323
【发明人】韩建海, 吴鹏, 李向攀, 郭冰箐, 王军伟, 谢丰隆
【申请人】河南科技大学
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2015年9月10日