一种六自由度平台及行走康复设备的制作方法

本发明属于运动康复器械和智能控制，涉及一种六自由度平台及行走康复设备。使用六自由度平台实现行走场景的真实模拟以及混沌扰动干扰，通过提供复杂且不可预测的运动模式，以改善患者的步态和平衡控制能力。

背景技术：

1、现有的行走康复设备如单履带跑步平台、双履带跑步平台等在提供康复训练时，通常存在以下显著缺点：

2、1.缺乏不同场景下的模拟训练：现有的行走康复设备大多采用固定或预设的运动模式，这些模式往往过于规律，无法模拟真实环境中的复杂性，无法模拟各种不同生活场景下的行走训练。

3、2.缺乏真实环境中的不可预测性训练：科学界认为这个世界的万事万物，是以混沌的状态呈现的。过于规律的康复训练会阻碍患者更进一步的行走康复。

4、这限制了患者的康复效果，尤其是在提高平衡控制和步态调整方面。

5、因此，有必要对现有技术予以改良以克服现有技术中的缺陷。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种六自由度平台及行走康复设备，提供更加灵活、个性化的步态康复训练，以改善患者的步态和平衡控制能力，提供更接近实际的运动刺激。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现：

3、一种六自由度平台，设置在跑步平台的下方，包括摆臂机构，所述摆臂机构的上端枢轴连接在固定板上，所述固定板固定设置在跑步平台的正下方；所述摆臂机构在固定板上的交汇点以单独/聚合的形式形成交汇区，所述交汇区在固定板上呈“三角形”分布；所述固定板在摆臂机构的带动下能在六个方向上进行运动和旋转。

4、进一步来说，所述固定板在摆臂机构的带动下能在三个平移自由度和三个旋转自由度上进行运动。

5、在一个实施例中，所述交汇区内的交汇点有两个，且每个交汇区内的交汇点间距相同。

6、在一个实施例中，所述摆臂机构包括驱动组件和曲柄组件，所述驱动组件上枢轴连接有摆臂，所述固定板上固定设有定位块，所述曲柄组件的上端枢轴连接在定位块上，所述曲柄组件的下端枢轴连接在摆臂上。

7、进一步来说，所述曲柄组件包括曲柄，所述曲柄的上端设有轴承座，衔接件a的一端插入至轴承座内并枢轴连接在轴承座上，所述衔接件a的另一端设置有短轴a，衔接件b的一端铰接在短轴a上，所述衔接件b的另一端枢轴连接在定位块上；所述曲柄的下端设置有短轴b,衔接件c的一端铰接在短轴b上，所述衔接件c的另一端枢轴连接在摆臂上。

8、进一步来说，所述衔接件a、衔接件b、衔接件c上具有供短轴插入的轴孔，所述衔接件a、衔接件b、衔接件c上具有枢轴连接的圆柱，所述轴孔的轴线与圆柱的轴线在空间上呈90°分布。

9、进一步来说，所述轴承座上的轴孔相对于曲柄的上端面垂直；所述定位块内设置有供衔接件b插入的轴承a。

10、进一步来说，所述驱动组件包括驱动电机和变速器，所述摆臂的一端枢轴连接在变速器的输出轴上，所述摆臂的另一端设置有供衔接件c枢轴连接的轴承b。

11、进一步来说，还设置有基板，所述基板的上端面为水平面，所述驱动组件全部设置在基板的上端面。

12、一种行走康复设备，包括跑步平台和六自由度平台，六自由度平台设置在跑步平台的正下方，所述跑步平台为单履带跑步平台、双履带跑步平台或全方向跑步平台，跑步平台采用上述结构的六自由度平台。

13、一种行走康复设备，采用混沌算法控制六个自由度，即x轴、y轴、z轴方向以及围绕这三个方向的旋转方向φx,φy,φz，混沌算法公式为：

14、xi(t)＝bmax*u*xi(t-1)*(1-xi(t-1))

15、其中，xi(t)为t时刻，第i个控制量的扰动值，bmax是最大扰动值可根据病人的平衡能力逐级增加，u是混沌系数，3.5699456<u≤4，u越大，混沌效应越大，可根据病人的平衡能力，逐级提高。xi(t-1)的初始值分别为x1＝0.7，x2＝0.71，x3＝0.72，x4＝0.73，x5＝0.74，x6＝0.75。

16、采用上述技术方案，具有以下有益效果：采用了曲柄的六自由度平台，摆臂曲柄的结构，相比于传统的六自由度平台，高度更低，体积更小，这使得设备能够在更小的空间内执行更大行程，更复杂的动作和操作。此种平台能有效降低平台本身的高度，做到设备的小型化。同时相对于较低自由度平台有如下优势：

17、1、六自由度平台可以在三个平移自由度和三个旋转自由度上进行运动，提供更广泛的运动范围。这使得设备能够在更大的空间内执行复杂的动作和操作。

18、2、六自由度平台允许设备在x、y、z三个方向上进行运动和旋转，实现六自由度运动，从而实现更灵活的姿态控制。这对于模拟复杂的运动和实现更精确的姿态要求非常有益。

19、3、六自由度平台可以更准确地模拟和控制在空间中的位置和方向。这对于需要高度精密操作的应用，例如手术模拟、飞行模拟等非常重要。

20、4、六自由度平台可以适用于更广泛的应用领域包括虚拟现实(vr)、康复训练、机器人技术等。它能够满足不同领域对于运动自由度和精度的需求。

21、5、在虚拟现实和模拟训练中，六自由度平台能够提供更真实、更细致的模拟体验。用户可以更自然地感受到设备的运动，增强沉浸感和训练效果。

技术特征：

1.一种六自由度平台，设置在跑步平台的下方，其特征在于：包括摆臂机构，所述摆臂机构的上端枢轴连接在固定板上，所述固定板固定设置在跑步平台的正下方；所述摆臂机构在固定板上的交汇点以单独/聚合的形式形成交汇区，所述交汇区在固定板上呈“三角形”分布；所述固定板在摆臂机构的带动下能在六个方向上进行运动和旋转。

2.根据权利要求1所述的六自由度平台，其特征在于：所述固定板在摆臂机构的带动下能在三个平移自由度和三个旋转自由度上进行运动。

3.根据权利要求2所述的六自由度平台，其特征在于：所述交汇区内的交汇点有两个，且每个交汇区内的交汇点间距相同。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的六自由度平台，其特征在于：所述摆臂机构包括驱动组件和曲柄组件，所述驱动组件上枢轴连接有摆臂，所述固定板上固定设有定位块，所述曲柄组件的上端枢轴连接在定位块上，所述曲柄组件的下端枢轴连接在摆臂上。

5.根据权利要求4所述的六自由度平台，其特征在于：所述曲柄组件包括曲柄，所述曲柄的上端设有轴承座，衔接件a的一端插入至轴承座内并枢轴连接在轴承座上，所述衔接件a的另一端设置有短轴a，衔接件b的一端铰接在短轴a上，所述衔接件b的另一端枢轴连接在定位块上；所述曲柄的下端设置有短轴b,衔接件c的一端铰接在短轴b上，所述衔接件c的另一端枢轴连接在摆臂上。

6.根据权利要求5所述的六自由度平台，其特征在于：所述衔接件a、衔接件b、衔接件c上具有供短轴插入的轴孔，所述衔接件a、衔接件b、衔接件c上具有枢轴连接的圆柱，所述轴孔的轴线与圆柱的轴线在空间上呈90°分布。

7.根据权利要求6所述的六自由度平台，其特征在于：所述轴承座上的轴孔相对于曲柄的上端面垂直；所述定位块内设置有供衔接件b插入的轴承a。

8.根据权利要求4所述的六自由度平台，其特征在于：所述驱动组件包括驱动电机和变速器，所述摆臂的一端枢轴连接在变速器的输出轴上，所述摆臂的另一端设置有供衔接件c枢轴连接的轴承b。

9.根据权利要求4所述的六自由度平台，其特征在于：还设置有基板，所述基板的上端面为水平面，所述驱动组件全部设置在基板的上端面。

10.一种行走康复设备，包括跑步平台，所述跑步平台为单履带跑步平台、双履带跑步平台或全方向跑步平台，其特征在于：采用权利要求1～9中任一项所述的六自由度平台。

11.根据权利要求10所述的行走康复设备，其特征在于：采用混沌算法控制六个自由度，混沌算法公式为：

技术总结本发明公开了一种六自由度平台，设置在跑步平台的下方，包括摆臂机构，所述摆臂机构的上端枢轴连接在固定板上，所述固定板固定设置在跑步平台的正下方；所述摆臂机构在固定板上的交汇点以单独/聚合的形式形成交汇区，所述交汇区在固定板上呈“三角形”分布；所述固定板在摆臂机构的带动下能X、Y、Z三个方向上进行平移和旋转，实现六自由度运动。摆臂曲柄的结构，相比于传统的六自由度平台，高度更低，体积更小。这使得设备能够在更小的空间内执行更大行程，更复杂的动作和操作。技术研发人员：方明微,柯鹏飞,程鹏辉受保护的技术使用者：上海途滕智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/4/29