申请/专利权人：北京航空航天大学

申请日：2024-01-04

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117504239B

主分类号：A63B23/04

分类号：A63B23/04;A63B24/00;A63B71/06

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2024.02.27#实质审查的生效;2024.02.06#公开

摘要：本发明涉及下肢训练技术领域，尤其为自供电等速训练下肢肌力康复机器人，包括可调节座椅，可调高度的悬臂、下肢训练支架和驱动模块，所述驱动模块包括基座、无刷直流电机、扭矩传感器、角速度传感器和控制电路和能量回收电路，无刷直流电机通过螺丝固定在基座侧面的电机底座上，角速度传感器安装在无刷直流电机的尾部，用来记录电机转子的角速度，无刷直流电机的输出轴固定连接有转接套，悬臂滑动连接在转接套的内侧，控制电路包括蓝牙模块、能量再生电路、电流电压传感器芯片和超级电容器，控制电路集成在同一个电路板上，能量回收时，无刷直流电机作为发电机运行，将患者做等速运动的机械能转化为电能，保存在超级电容器中。

主权项：1.自供电等速训练下肢肌力康复机器人，包括可调节座椅（1），可调高度的悬臂（5）、下肢训练支架（6）和驱动模块，其特征在于：驱动模块包括基座（2）、无刷直流电机（8）、扭矩传感器（10）、角速度传感器（7）和控制电路和能量回收电路，无刷直流电机（8）通过螺丝固定在基座（2）侧面的电机底座上，角速度传感器（7）安装在无刷直流电机（8）的尾部，用来记录电机转子的角速度；无刷直流电机（8）的输出轴固定连接有转接套（4），悬臂（5）滑动连接在转接套（4）的内侧，扭矩传感器（10）设置在无刷直流电机（8）的输出轴和转接套（4）之间；控制电路安装在基座（2）的底部，控制电路包括蓝牙模块、能量再生电路、电流电压传感器芯片和超级电容器，控制电路集成在同一个电路板上，能量回收时，无刷直流电机（8）作为发电机运行，将患者做等速运动的机械能转化为电能，保存在超级电容器中；能量再生电路具有a、b、c三相，包含等效电阻,,，三个等效电感,,，反电动势,,和MOS管S1，S2，S3，S4，S5，S6，a相电路连接MOS管S5和S6，b相电路连接MOS管S3和S4，c相电路连接MOS管S1和S2，MOS管S1，S2，S3，S4，S5，S6处分别并联有二极管D1，D2，D3，D4，D5，D6，当MOS管S2,S4和S6接通时，反电动势和a、b两相中的电流可以分别表示为,,和，能量回收过程中的电流可以表示为：，其中，,是取决于无刷直流电机（8）的一个常数，D是调节MOS管S2、S4和S6开关的PWM占空比；控制电路获得下肢运动的速度和力量参数后，通过PI控制的方式来调节电路中的PWM占空比，使PWM占空比在上述五种情况中切换以获得更高的能量回收效率。

全文数据：

权利要求：

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