一种外骨骼上肢康复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种外骨骼上肢康复机器人，包括执行机构和驱动机构；所述执行机构包括背板、肩部、上肢机械臂；所述背板与所述肩部铰接；所述肩部包括肩架和肩部调节固定机构；所述上肢机械臂安装在所述肩部；所示上肢机械臂包括上臂机构、小臂机构、手部机构，所述上臂机构包括上臂顶板、上臂调节固定机构、上臂旋转机构；所述小臂机构包括小臂调节固定机构和小臂旋转机构，所述手部机构为一个可抓取的圆柱形握把；所述驱动机构包括：肩部旋转电机、上臂摆动电机、上臂旋转电机、小臂摆动电机、小臂旋转电机。本发明专利技术结构紧凑、使用方便、工作稳定、适用性强并且能有效降低患者的治疗成本。

An Exoskeleton Upper Limb Rehabilitation Robot

The invention discloses an exoskeleton upper limb rehabilitation robot, including an executing mechanism and a driving mechanism; the executing mechanism includes a back plate, shoulder and upper limb mechanical arm; the back plate is articulated with the shoulder; the shoulder includes a shoulder frame and shoulder adjusting and fixing mechanism; the upper limb mechanical arm is installed on the shoulder; the upper limb mechanical arm shown includes an upper arm mechanism, a lower arm mechanism and a hand. The upper arm mechanism includes the upper arm top plate, the upper arm adjusting fixing mechanism and the upper arm rotating mechanism; the lower arm mechanism includes the lower arm adjusting fixing mechanism and the lower arm rotating mechanism, and the hand mechanism is a graspable cylindrical grip; the driving mechanism includes the shoulder rotating motor, the upper arm swing motor, the upper arm rotating motor, the lower arm swing motor and the lower arm rotation mechanism. Turn the motor. The invention has compact structure, convenient use, stable work, strong applicability and can effectively reduce the treatment cost of patients.

【技术实现步骤摘要】
一种外骨骼上肢康复机器人
本专利技术属于医疗机器人
，具体涉及一种外骨骼上肢康复机器人。
技术介绍
人类的发展离不开双手的作用，双手对人类的发展有着至关重要的意义。然而一些脑血管疾病或神经系统疾病的出现所引发的偏瘫等疾病，严重威胁着我们的生活生命安全。研究表明，针对所出现的偏瘫症状，在患者进行临床治疗后再对患者进行规律性的康复训练是当前最为有效的治疗手段。传统对偏瘫患者的治疗方法一般为康复治疗师对患者进行一对一的治疗，但此种治疗方法效率低，成本高，不宜在家操作。故在此基础上，康复机器人便应运而生。目前，大多数现有的上肢康复机器人要么不方便穿戴、不方便调节肩宽或臂长，要么运动自由度低，或者结构复杂、成本高，导致其上肢康复机器人应用范围窄、使用不便、效率低或者机构运动抗干扰性差。中国专利CN105726260B公开了一种可互换上肢康复机器人，包括可移动底板、控制柜、立柱升降柱、可互换上肢康复机构和可调高座椅，控制柜和立柱升降柱固定设置于可移动底板后端上部，立柱升降柱下部固定设置于控制柜内，可互换上肢康复机构活动固定于立柱升降柱顶端，所述可互换上肢康复机构按照连接顺序依次包括肩关节内收外展机构、肩关节屈伸机构、肩关节内旋外翻机构、肘关节屈伸机构、前臂内旋外翻机构和腕指关节伸展机构。该专利中的可互换上肢康复机器人，功能全面，且组件长短可调，适应性较强，但是其结构较复杂，不方便调节上臂和小臂长短；且不能同时用于双手康复训练，也不具备穿戴功能，用户不能随身穿戴使用。
技术实现思路
本专利技术目的是针对上述现状，旨在至少解决现有技术问题之一，设计一种外骨骼上肢康复机器人，可代替传统的康复治疗师，在保证了效率的同时具有应用范围广、抗干扰性强、使用方便、成本低等优点。本专利技术目的的实现方式为：一种外骨骼上肢康复机器人，包括背板、肩部、上肢机械臂，所述背板与所述肩部铰接，所述上肢机械臂安装在所述肩部；所述上肢机械臂包括上臂机构、小臂机构和手部机构以及驱动机构；所述肩部包括肩架、肩部顶板和肩部调节固定机构，所述肩部调节固定机构安装在所述肩架内，所述肩部顶板与所述肩部调节固定机构固定连接；所述上臂机构包括上臂顶板、上臂调节固定机构、上臂旋转机构，所述上臂顶板与所述上臂调节固定机构连接，所述上臂调节固定机构与所述上臂旋转机构连接；所述小臂机构包括小臂调节固定机构与小臂旋转机构，所述小臂旋转机构与上臂旋转机构连接，所述小臂调节固定机构与所述小臂旋转机构连接；所述手部机构为可抓取的握把；所述驱动机构包括肩部旋转电机、上臂摆动电机、上臂旋转电机、小臂摆动电机、小臂旋转电机。作为本专利技术的一种改进，所述肩架包括上箱体、下箱体，所述肩部调节固定机构包括旋钮、滑块、旋钮底杆、旋钮连杆、摆杆、旋钮底杆盖、T形挡块，螺钉，所述摆杆一端与所述肩架上箱体内部铰接，所述摆杆另一端与所述旋钮连杆铰接，所述摆杆底端设有T形槽，所述T形挡块安装在所述T形槽内，所述T形挡块在重力作用下可沿所述T形槽滑动，当所述摆杆向上摆动时，所述旋钮连杆将所述T形挡块压入所述T形槽，不影响所述滑块的移动；当所述摆杆与所述旋钮连杆共线时，所述T形挡块会阻止所述旋钮连杆因外界扰动而向下摆动，所述旋钮连杆另一端与所述旋钮底杆铰接，所述滑块安装在所述肩架下箱体的滑道槽内，所述滑块可沿所述滑道槽左右移动，所述滑块顶端设有自上而下的螺纹通孔，所述旋钮安装在所述滑块的螺纹通孔内，所述旋钮中段设有与所述滑块螺纹孔相对应的外螺纹，所述旋钮底杆对应所述滑块螺纹通孔处设有旋钮安装孔，所述旋钮底端放置在所述旋钮底杆安装孔内，所述旋钮底杆盖利用螺栓与所述旋钮底杆固定连接，封住所述旋钮底杆安装孔，所述旋钮底段被锁在所述旋钮底杆内，通过转动旋钮，可以使旋钮在所述滑块螺纹孔内上下移动，从而带动所述旋钮底杆上下移动，使所述摆杆与所述旋钮连杆共线产生自锁，成功实现所述滑块在任意位置的固定。作为本专利技术的进一步改进，所述上箱体设有与所述滑块相对应的滑道槽和配合所述连杆运动的通孔；所述的下箱体设由上滑道槽、侧滑道槽和配合连杆运动的通孔；所述的下箱体下端设有矩形孔，方便所述旋钮底杆盖的安装，所述上箱体和下箱体利用螺栓固定连接，所述肩部顶板与所述下箱体的滑块利用螺栓固定连接。作为本专利技术的另一种改进，所述的上臂调节固定机构包括上臂上侧板、上臂下侧板、锁槽片；所述的上臂上侧板一侧设有矩形槽，所述上臂上侧板底部设有与上臂下侧板相对应的矩形孔，所述上臂下侧板安装在所述上臂上侧板的矩形孔内，可沿所述矩形孔滑动，所述上臂下侧板间隔设有与所述上侧板对应的矩形通槽，所述的锁槽片由一个与所述矩形槽对应的矩形块和一块弹性良好的矩形薄片以及把手组成，所述的矩形块与所述矩形薄片焊接固定，所述把手通过焊接固定在所述矩形块的外侧，当上臂长度调定后，将所述锁槽片的矩形薄片插入所诉上臂上侧板与所述上臂下侧板的缝隙，保证所述锁槽片的矩形块放置在所述上、下侧板配合的矩形槽内，如此，运动过程中，所述的锁槽片不会因扰动脱落，导致上臂调节固定机构锁定失效，所述的把手有助于锁槽块的安装和拆卸。作为本专利技术的进一步改进，所述的上臂旋转机构包括上臂旋转电机、上臂谐波减速器、上臂旋转机构保护架、底板、一对圆柱齿轮、第一上臂旋转件、第二上臂旋转件、传动连接轴；所述上臂旋转电机安装在所述旋转机构保护架的电机安装孔内，所述电机输出轴与所述谐波减速器的波发生器传动连接，所述谐波减速器的柔轮与所述传动连接轴传动连接，所述传动连接轴与所述主动齿轮通过键传动连接，所述第一上臂旋转件底端设有与所述圆柱齿轮相对应的弧形孔，所述的圆柱齿轮和谐波减速器安装在所述旋转机构保护架内；所述旋转机构保护架与所述底板焊接固定，起到对所述旋转机构的保护作用，所述第二上臂旋转件外侧设有与所述圆柱齿轮相对应的弧形齿条，所述弧形齿条安装在所述弧形孔内，通过所述第二上臂旋转件的转动实现上臂旋转。作为本专利技术的进一步改进，所述小臂旋转机构与所述上臂旋转机构的机械机构和连接方式都相同。作为本专利技术的进一步改进，所述小臂调节固定机构与所述上臂调节固定机构的机械机构和连接方式都相同。作为本专利技术的一种改进，所述上肢机械臂包括结构完全相同、对称安装在所述肩部上的上肢左机械臂和上肢右机械臂。作为本专利技术的一种改进，所述背板采用镂空结构，方便散热、减轻背板自重，所述背板与所述的肩部下箱体底端通过铰链固定连接，使得所述背板与所述肩部角度可调，弹性良好的一对皮带自上而下安装在所述背板的两侧。作为本专利技术的一种改进，所述上臂摆动电机安装在所述上臂上侧板外侧，驱动所述上臂摆动；所述小臂摆动电机安装在所述小臂上侧板外侧，驱动所述小臂摆动。作为本专利技术的一种改进，所述机器人所有的手臂旋转件都与手臂侧板焊接固定。作为本专利技术的一种改进，所述的手部机构采用一个可抓取的圆柱形握把，利用焊接固定在所述小臂下侧板底部。本专利技术的外骨骼上肢康复机器人具有以下优点：(1)结构设计紧凑合理、成本低、方便安装和拆卸；(2)可实现肩部位置调节和锁定功能、手臂长度可调和锁定功能，适用性强且方便操作；(3)运动自由度高：可实现肩部的转动、上臂的摆动和转动、小臂的摆动和转动；(4)抗干扰能力强、工作稳定；(5)方便穿戴使用，背板可和背部与颈部良好贴合，使用更舒适；可用于双本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种外骨骼上肢康复机器人，其特征在于，包括背板、肩部、上肢机械臂，所述背板与所述肩部铰接，所述上肢机械臂安装在所述肩部；所述上肢机械臂包括上臂机构、小臂机构和手部机构以及驱动机构；所述肩部包括肩架、肩部顶板和肩部调节固定机构，所述肩部调节固定机构安装在所述肩架内，所述肩部顶板与所述肩部调节固定机构固定连接；所述上臂机构包括上臂顶板、上臂调节固定机构、上臂旋转机构，所述上臂顶板与所述上臂调节固定机构连接，所述上臂调节固定机构与所述上臂旋转机构连接；所述小臂机构包括小臂调节固定机构与小臂旋转机构，所述小臂旋转机构与上臂旋转机构连接，所述小臂调节固定机构与所述小臂旋转机构连接；所述手部机构为可抓取的握把；所述驱动机构包括肩部旋转电机、上臂摆动电机、上臂旋转电机、小臂摆动电机、小臂旋转电机。

【技术特征摘要】
1.一种外骨骼上肢康复机器人，其特征在于，包括背板、肩部、上肢机械臂，所述背板与所述肩部铰接，所述上肢机械臂安装在所述肩部；所述上肢机械臂包括上臂机构、小臂机构和手部机构以及驱动机构；所述肩部包括肩架、肩部顶板和肩部调节固定机构，所述肩部调节固定机构安装在所述肩架内，所述肩部顶板与所述肩部调节固定机构固定连接；所述上臂机构包括上臂顶板、上臂调节固定机构、上臂旋转机构，所述上臂顶板与所述上臂调节固定机构连接，所述上臂调节固定机构与所述上臂旋转机构连接；所述小臂机构包括小臂调节固定机构与小臂旋转机构，所述小臂旋转机构与上臂旋转机构连接，所述小臂调节固定机构与所述小臂旋转机构连接；所述手部机构为可抓取的握把；所述驱动机构包括肩部旋转电机、上臂摆动电机、上臂旋转电机、小臂摆动电机、小臂旋转电机。2.根据权利要求1所述的外骨骼上肢康复机器人，其特征在于，所述肩架包括上箱体、下箱体，所述肩部调节固定机构包括旋钮、滑块、旋钮底杆、旋钮连杆、摆杆、旋钮底杆盖、T形挡块，螺钉，所述摆杆一端与肩架上箱体内部铰接，所述摆杆另一端与所述旋钮连杆铰接，所述摆杆底端设有T形槽，所述T形挡块安装在所述T形槽内，所述T形挡块可沿所述T形槽滑动，所述旋钮连杆另一端与所述旋钮底杆铰接，所述滑块安装在肩架下箱体的滑道槽内，所述滑块顶端设有自上而下的螺纹通孔，所述旋钮安装在所述滑块的螺纹通孔内，所述旋钮中段设有与所述滑块螺纹孔相对应的外螺纹，所述旋钮底杆对应所述滑块螺纹通孔处设有旋钮安装孔，所述旋钮底端放置在所述旋钮底杆安装孔内，所述旋钮底杆盖利用螺栓与所述旋钮底杆固定连接，封住所述旋钮底杆安装孔，所述旋钮底段被锁在所述旋钮底杆内。3.根据权利要求2所述的外骨骼上肢康复机器人，其特征在于，所述上箱体设有与所述滑块相对应的滑道槽和配合所述连杆运动的通孔；所述的下箱体设由上滑道槽、侧滑道槽和配合连杆运动的通孔；所述的下箱体下端设有矩形孔，方便所述旋钮底杆盖的安装，所述上箱体和下箱体利用螺栓固定连接，所述肩部顶板与所述下箱体的滑块利用螺栓固定连接。4.根据权利要求1所述的一种外骨骼上肢康复机器人，其特征在于，所述的上臂调节固定机构包括上臂上侧板、上臂下侧板、锁槽片；所述的上臂上侧板一侧设有矩形槽，所述上臂上侧板底部设有...

【专利技术属性】
技术研发人员：苑明海，孙超，蔡仙仙，田舒敏，张希腾，黄伟俊，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏,32