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公开(公告)号：CN111419634B
公开(公告)日：2024-03-22
申请号：CN202010262298.9
申请日：2020-04-06
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种踝关节康复并联机构，包括静平台、动平台、两条UPU支链和一条AABA型支链；该并联机构具有两个不重合的旋转球心，分别为定球心和动球心；该并联机构整体视为动球心绕定球心作二自由度的球面运动，动平台在三条支链的约束下绕动球心作一自由度的球面运动；三条支链分别与静平台之间的回转副的回转轴线汇交于一点，该点为并联机构的定球心；三条支链分别与动平台之间的回转副的回转轴线汇交于一点，该点为并联机构的动球心；每条UPU支链上均具有一个沿UPU支链长度方向的移动副；两条UPU支链控制定球心和动球心在空间中的位姿，AABA型支链中的B型连杆控制定球心与动球心之间的距离。该并联机构的制造加工与装配精度更低，结构更简单紧凑，成本更低。
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公开(公告)号：CN114668629B
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN202210431032.1
申请日：2022-04-22
Applicant: 河北工业大学
IPC: A61H1/02
Abstract: 本发明为一种含子闭链的四自由度踝关节康复并联机构，包括静平台、动平台、输入伺服电机、一条闭环混联支链和两条UPS支链；并联机构的运动可视为动球心绕着定球心的球面运动以及动平台绕着动球心的球面运动的组合运动，用该组合运动去拟合踝关节的运动，以减小踝关节康复训练过程中产生的人机交互力；动平台前端的底部设有弧形导轨，闭环混联支链七号连杆上端与动平台的弧形导轨滑动连接形成移动副，闭环混联支链三号连杆下端和闭环混联支链六号连杆下端同时与闭环混联支链七号连杆下端铰接形成复合回转副，进而将动平台绕着动球心的球面运动解耦为一个复合回转副和移动副，使得(56)对比文件何春燕.踝关节康复并联机器人的运动学分析及仿真《.中国优秀博硕士学位论文全文数据库（硕士）信息科技辑》.2005,(第05期),第I140-99页.王麟.含子闭环并联机构六维控制器的运动学性能及误差分析《.中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑（月刊）》.2022,(第03期),第C029-74页.Zhang Jianjun，Yin Yuehong，ZhuJianying.Sigmoid-based hysteresismodeling and high-speed tracking controlof SMA-artifical muscle《.SENSORS ANDACTUATORS A-PHYSICAL》.2013,第201卷第264-273页.于庆增.一种具有半球工作空间的2-DOF并联机构研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技II辑（月刊）》.2007,(第06期),第C029-3页.刘承磊，张建军，戚开诚.面向踝部康复的广义球面并联机构型综合《.机械工程学报》.2020,第56卷(第19期),全文.Jianjun Zhang， Chenglei Liu，Teng Liu，Kaicheng Qi，Jianye Niu.odule combinationbased configuration synthesis andkinematic analysis of generalizedspherical parallel mechanism for anklerehabilitation《.Mechanism and MachineTheory》.2021,全文.
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公开(公告)号：CN110434839B
公开(公告)日：2024-01-12
申请号：CN201910868661.9
申请日：2019-09-16
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种含子闭环的四自由度广义球面并联机构，包括一号闭环支链、二号支链、三号支链、静平台和动平台；该并联机构具有一个动球心和一个定球心，在并联机构运动过程中定球心固定，动球心绕定球心转动，两者之间的距离不变。将本并联机构应用于康复机器人踝关节的设计中，可以提高康复机器人与踝关节的拟合程度，增强人机交互性能，增加康复机器人的使用舒适性。
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公开(公告)号：CN116982971A
公开(公告)日：2023-11-03
申请号：CN202311014122.1
申请日：2023-08-14
Applicant: 河北工业大学
IPC: A61B5/11
Abstract: 本发明为一种踝关节运动识别机构，包括第一支链、第二支链、第三支链、动平台和定平台；三条支链均与动平台和定平台连接，第一支链和第二支链关于第三支链对称；每条支链均包括电机和九个连杆，并组成两个平行四边形；第一支链上设有两个编码器，第二支链上设有一个编码器；该机构具有一个定球心和动球心，通过三条支链的电机控制动平台的位姿，使动球心绕着定球心有两个移动自由度，动平台绕着动球心有三个旋转自由度，以实现踝关节运动的高精度拟合。基于编码器测量的连杆夹角和人机系统映射参数构建了人机运动映射模型，通过人机运动映射模型识别距骨姿态，能够有效识别隐藏于踝组织内部的距骨运动规律，为后续踝关节康复机器人的运动轨迹和姿态变换轨迹的设计和优化提供数据。
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公开(公告)号：CN116350473A
公开(公告)日：2023-06-30
申请号：CN202310393198.3
申请日：2023-04-13
Applicant: 河北工业大学
IPC: A61H1/02
Abstract: 本发明为一种可重构的踝关节康复并联机构，包括静平台、动平台、3R支链和三条变胞支链；静平台和动平台的后端通过3R支链连接，使该机构具有定球心和动球心，动球心绕着定球心做球面转动，动平台绕着动球心做球面转动，两个球心之间的间距等于踝关节胫距关节与距下关节之间的中心距；三条变胞支链分别连接静平台和动平台的左、右两侧以及前端，变胞支链的一号连杆作为主动件，使变胞支链实现从S副到U副和R副的变换，使该机构具有不同的运动模式，每种模式下每条变胞支链为SPU支链或者UPU支链。变胞支链可实现S副到U副的切换，以调节动平台的位置和姿态，使机构具有多种运动模式，以满足踝关节不同损伤类型以及不同康复阶段的训练需求。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN110053027A
公开(公告)日：2019-07-26
申请号：CN201910444751.5
申请日：2019-05-27
Applicant: 河北工业大学
IPC: B25J9/00
Abstract: 本发明公开了一种辅助支撑下肢外骨骼机器人，包括腰腹倚靠板、左腿和右腿；所述左腿和右腿结构相同，对称地安装在腰腹倚靠板上；所述左腿包括大腿支撑部分、小腿支撑部分、髋关节部分、膝关节部分、踝关节部分和足底锁死装置。本外骨骼利用足底支撑反力实现髋关节、膝关节和踝关节的无极锁死，外骨骼整体成为一个刚体，无需驱动，能够实现使用者下肢任意姿态的稳定支撑。各个关节的运动互不影响。采用多级球面连杆机构可以使控制踝、膝、髋关节锁死的摩擦板均可设置在足底，通过平面摩擦副实现外骨骼的锁死和解锁，操作简便。方便穿戴，大腿支撑板与小腿支撑板均不与人体固定连接即可为使用者提供任意姿态下的稳定支撑。
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公开(公告)号：CN110434839A
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201910868661.9
申请日：2019-09-16
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明公开了一种含子闭环的四自由度广义球面并联机构，包括一号闭环支链、二号支链、三号支链、静平台和动平台；该并联机构具有一个动球心和一个定球心，在并联机构运动过程中定球心固定，动球心绕定球心转动，两者之间的距离不变。将本并联机构应用于康复机器人踝关节的设计中，可以提高康复机器人与踝关节的拟合程度，增强人机交互性能，增加康复机器人的使用舒适性。
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公开(公告)号：CN110434838A
公开(公告)日：2019-11-12
申请号：CN201910868658.7
申请日：2019-09-16
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明为一种五自由度广义球面并联机构，包括动平台、静平台和支链；该并联机构具有两个不重合的旋转球心，分别为定球心和动球心，所有支链均由A型连杆、和B型连杆组成，A型连杆为球面连杆，B型连杆为双球心球面连杆，同一并联机构中的所有B型连杆的两个球心之间的距离相等，所有B杆定球心重合组成广义球面并联机构的定球心，且所有B杆动球心重合组成广义球面并联机构的动球心；动平台绕动球心做自由度为3的球面运动，动球心绕定球心做自由度为2的球面运动；五自由度广义球面并联机构的支链具有两种类型，分别为AABA型支链与ABAA型支链；AABA型支链有两条，ABAA型支链有三条。该机构灵活度更高，适应性更强。
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公开(公告)号：CN110053027B
公开(公告)日：2023-11-07
申请号：CN201910444751.5
申请日：2019-05-27
Applicant: 河北工业大学
IPC: B25J9/00
Abstract: 本发明公开了一种辅助支撑下肢外骨骼机器人，包括腰腹倚靠板、左腿和右腿；所述左腿和右腿结构相同，对称地安装在腰腹倚靠板上；所述左腿包括大腿支撑部分、小腿支撑部分、髋关节部分、膝关节部分、踝关节部分和足底锁死装置。本外骨骼利用足底支撑反力实现髋关节、膝关节和踝关节的无极锁死，外骨骼整体成为一个刚体，无需驱动，能够实现使用者下肢任意姿态的稳定支撑。各个关节的运动互不影响。采用多级球面连杆机构可以使控制踝、膝、髋关节锁死的摩擦板均可设置在足底，通过平面摩擦副实现外骨骼的锁死和解锁，操作简便。方便穿戴，大腿支撑板与小腿支撑板均不与人体固定连接即可为使用者提供任意姿态下的稳定支撑。
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公开(公告)号：CN115229768A
公开(公告)日：2022-10-25
申请号：CN202210913212.3
申请日：2022-08-01
Applicant: 河北工业大学
Abstract: 本发明为一种被动式膝关节助力外骨骼，包括小腿杆、内侧板、外侧板、鲍登线、滚子、拉簧、上连杆、下连杆、棘轮棘爪机构和正向锁死机构；小腿杆位于内侧板和外侧板之间，小腿杆分别通过上连杆和下连杆与外侧板和内侧板连接，小腿杆转动带动上连杆和下连杆转动，受到内侧板和外侧板上限位槽的限制小腿杆只能沿特定轨迹转动，使外骨骼膝关节的瞬时旋转中心轨迹与人体膝关节的瞬时旋转中心轨迹保持一致；在步态周期的摆动相后期，人体脚后跟着地时，在正向锁死机构的作用下，棘轮棘爪机构的棘轮与棘爪啮合，对拉簧的上端进行固定，使外骨骼产生非线性扭矩进行助力；在人体脚掌完全着地后，棘轮棘爪机构的棘轮与棘爪脱离啮合，对拉簧的上端解除固定，避免外骨骼影响人腿的摆动。
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