一种绳驱动肘腕康复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上。该康复机器人针对肘腕损伤患者进行全方位的康复训练，能够实现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的转动和肘关节屈曲/伸展一个自由度的转动。既可以进行单个自由度的训练，也可以进行多自由度协同训练，满足患者舒适性、安全性、柔弹性的要求，同时具有重量轻，连续性好、运动冲击小的优点。

Rope driven elbow wrist rehabilitation robot

The invention discloses a rope driven elbow wrist rehabilitation robot, which is characterized in that the rehabilitation robot including mobile support system, driving system, arm, elbow support system and training system, small arm and wrist support system training system; the drive system and the arm support system are installed on the mobile support system; the arm support system through elbow training system and the supporting system of small arm connection; the wrist training system installed on the small arm support system. The rehabilitation robot for patients with elbow wrist injury rehabilitation training can achieve the full range of wrist pronation, Kuhne / extension, adduction / abduction of three degree of freedom of rotation and elbow flexion / extension of a rotational degrees of freedom. Can a single degree of freedom training can also be multi degree of freedom collaborative training, meet the patient comfort, safety, flexibility requirements, and has advantages of light weight, good continuity, and the impact of small motion.

【技术实现步骤摘要】
一种绳驱动肘腕康复机器人
本专利技术涉及康复医疗器械领域，具体是一种绳驱动肘腕康复机器人。
技术介绍
人的大多活动需要手来完成，而手的运动通常需要腕关节、肘关节等多个关节的配合。当摔倒等意外发生时，多数人习惯用手部来进行支撑，这往往会造成腕关节和肘关节的损伤。此外，中风、交通事故、体育活动意外导致肘腕关节损伤患者大量增加，此时需要执行特定动作进行康复训练，如不能得到及时和彻底的治疗，容易造成反复扭伤和功能缺失。随着人口老龄化的加剧、自然灾害增多，肘腕关节损伤的发病率也在逐年增加。相关临床医学证明，正确、科学的上肢关节康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用，不仅能够维持关节活动度、防止关节挛缩和粘连，而且能明显提高患者运动功能的最终康复程度。康复机构的使用，可以减少物理治疗师的工作量，提高他们的工作效率，让他们照顾更多的病人。目前现有的可用于肘腕关节康复的机器人可以分为两类，一类是专门用于肘关节或者腕关节单个关节康复的机器人，一类是用于整个上肢康复的机器人。用于单个关节康复的机器人，通常只有一个自由度，功能单一，无法满足对肘腕关节的全面训练。用于整个上肢康复的机器人存在体积大、重量大、惯性冲击大、柔顺性差，不能满足患者舒适性，柔弹性的需求，也无法使患者肘腕关节进行最佳训练。目前国内的上肢康复机器人采用串联机构设计，比如，机器人结构尺寸大，机械臂重量大，大部分机器人驱动系统位于机械臂上，惯性冲击大，连续性差。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种绳驱动肘腕康复机器人。该康复机器人针对肘腕损伤患者进行全方位的康复训练，能够实现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的转动和肘关节屈曲/伸展一个自由度的转动。既可以进行单个自由度的训练，也可以进行多自由度协同训练，满足患者舒适性、安全性、柔弹性的要求，同时具有重量轻，连续性好、运动冲击小的优点。本专利技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上；所述驱动系统包括肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块；肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块的结构和安装方式完全相同；所述肘部驱动模块包括肘部电动推杆支架、肘部第一张紧装置、肘部套管第一固定架、肘部电动推杆、肘部调线组件、肘部第一调线钉、肘部第二调线钉、肘部套管第二固定支架和肘部第二张紧装置；所述肘部电动推杆支架、肘部套管第一固定架和肘部套管第二固定支架安装在驱动系统的架体上；所述肘部电动推杆安装在肘部第一电动推杆支架和肘部套管第一固定支架上；所述肘部调线组件连接安装在肘部电动推杆的输出端；所述肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一调线钉和肘部第二调线钉安装在肘部调线组件上；所述肘部第一张紧装置和肘部第二张紧装置的结构相同；所述大臂支撑系统包括大臂支撑平台、电动推杆第一安装架、电动推杆、电动推杆第二安装架、大臂升降台调节旋钮、大臂支撑板、大臂支撑架、大臂绷带、大臂升降平台和机构支撑架；所述大臂支撑平台安装在移动支撑系统的架体上；所述机构支撑架固定在大臂支撑平台上；所述机构支撑架、大臂支撑架和U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在一起；所述电动推杆的两端分别通过电动推杆第一安装架和电动推杆第二安装架安装在大臂支撑架和大臂支撑平台之间；所述大臂升降平台安装在大臂支撑架上；所述大臂支撑板安装在大臂升降平台上；所述大臂支撑板上安装有大臂绷带；所述大臂升降平台上具有大臂升降台调节旋钮；所述肘部训练系统包括第一转轴、U形支撑板、第二转轴、输出轮、肘部第二钢丝绳、肘部第一钢丝绳、肘部套管固定件、肘部第二套管和肘部第一套管；所述U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在机构支撑架上；所述U形支撑板的一端通过轴承安装在第一转轴上；U形支撑板的另一端和输出轮安装在第二转轴上；所述大臂支撑架通过轴承安装在第一转轴和第二转轴上；所述肘部套管固定件固定在机构支撑架上；所述肘部第一套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一钢丝绳位于肘部第一套管内，其一端通过第一调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述肘部第二钢丝绳位于肘部第二套管内，其一端通过肘部第二调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述小臂支撑系统包括小臂支撑第一连杆、小臂支撑板、小臂升降平台、小臂绷带和小臂支撑第二连杆；所述小臂支撑第一连杆的一端固定在U形支撑板上；所述小臂支撑第二连杆开有凹槽，小臂支撑第一连杆的另一端插入小臂支撑第二连杆的凹槽内，通过锁紧螺钉锁紧；所述小臂升降平台固定在小臂支撑第一连杆中部；所述小臂支撑板安装在小臂升降平台上；所述小臂支撑板上安装有小臂绷带；所述小臂升降平台上具有小臂升降平台旋钮；所述腕部训练系统包括腕部第一套管、腕部第一钢丝绳、旋转内环、旋转支座、腕部第二套管、腕部第二钢丝绳、连接板、定平台、第一虎克铰、第一虎克铰安装板、弧形连接板、屈伸转轴、第一点铰、第二虎克铰、第二虎克铰安装板、第二点铰、动平台、动平台连接板、手柄、第三点铰、第三虎克铰、第三虎克铰安装板、第四点铰、收展转轴、第四虎克铰安装板、第四虎克铰、腕部第四套管、腕部第六套管、腕部第六钢丝绳、腕部第四钢丝绳、腕部第五钢丝绳、腕部第三钢丝绳、腕部第五套管和腕部第三套管；所述旋转支座安装在小臂支撑第二连杆上；所述旋转内环通过滚针轴承安装在旋转支座上；旋转内环上开有凹槽；所述腕部第一套管和腕部第二套管的一端固定在小臂支撑第二连杆上，另一端安装在腕部第一驱动模块上；所述腕部第一钢丝绳位于腕部第一套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述腕部第二钢丝绳位于腕部第二套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述定平台通过连接板与旋转内环固定连接；所述第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰和第四虎克铰分别通过第一虎克铰安装板、第二虎克铰安装板、第三虎克铰安装板和第四虎克铰安装板均匀地安装在定平台上，相互之间间距相同；所述弧形连接板的一端通过收展转轴安装在定平台上；所述动平台连接板的一端通过屈伸转轴安装在弧形连接板的另一端；所述手柄安装在动平台连接板上，通过手柄锁紧钉锁紧；所述动平台固定在动平台连接板的另一端；所述腕部第四套管和腕部第三套管的一端分别固定在第一虎克铰和第三虎克铰上，另一端安装在腕部第二驱动模块上；所述腕部第四钢丝绳位于腕部第四套管内，其一端固定在第一点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第三钢丝绳位于腕部第三套管内，其一端固定在第三点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第六套管和腕部第五套管的一端分别本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上；所述驱动系统包括肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块；肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块的结构和安装方式完全相同；所述肘部驱动模块包括肘部电动推杆支架、肘部第一张紧装置、肘部套管第一固定架、肘部电动推杆、肘部调线组件、肘部第一调线钉、肘部第二调线钉、肘部套管第二固定支架和肘部第二张紧装置；所述肘部电动推杆支架、肘部套管第一固定架和肘部套管第二固定支架安装在驱动系统的架体上；所述肘部电动推杆安装在肘部第一电动推杆支架和肘部套管第一固定支架上；所述肘部调线组件连接安装在肘部电动推杆的输出端；所述肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一调线钉和肘部第二调线钉安装在肘部调线组件上；所述肘部第一张紧装置和肘部第二张紧装置的结构相同；所述大臂支撑系统包括大臂支撑平台、电动推杆第一安装架、电动推杆、电动推杆第二安装架、大臂升降台调节旋钮、大臂支撑板、大臂支撑架、大臂绷带、大臂升降平台和机构支撑架；所述大臂支撑平台安装在移动支撑系统的架体上；所述机构支撑架固定在大臂支撑平台上；所述机构支撑架、大臂支撑架和U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在一起；所述电动推杆的两端分别通过电动推杆第一安装架和电动推杆第二安装架安装在大臂支撑架和大臂支撑平台之间；所述大臂升降平台安装在大臂支撑架上；所述大臂支撑板安装在大臂升降平台上；所述大臂支撑板上安装有大臂绷带；所述大臂升降平台上具有大臂升降台调节旋钮；所述肘部训练系统包括第一转轴、U形支撑板、第二转轴、输出轮、肘部第二钢丝绳、肘部第一钢丝绳、肘部套管固定件、肘部第二套管和肘部第一套管；所述U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在机构支撑架上；所述U形支撑板的一端通过轴承安装在第一转轴上；U形支撑板的另一端和输出轮安装在第二转轴上；所述大臂支撑架通过轴承安装在第一转轴和第二转轴上；所述肘部套管固定件固定在机构支撑架上；所述肘部第一套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一钢丝绳位于肘部第一套管内，其一端通过第一调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述肘部第二钢丝绳位于肘部第二套管内，其一端通过肘部第二调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述小臂支撑系统包括小臂支撑第一连杆、小臂支撑板、小臂升降平台、小臂绷带和小臂支撑第二连杆；所述小臂支撑第一连杆的一端固定在U形支撑板上；所述小臂支撑第二连杆开有凹槽，小臂支撑第一连杆的另一端插入小臂支撑第二连杆的凹槽内，通过锁紧螺钉锁紧；所述小臂升降平台固定在小臂支撑第一连杆中部；所述小臂支撑板安装在小臂升降平台上；所述小臂支撑板上安装有小臂绷带；所述小臂升降平台上具有小臂升降平台旋钮；所述腕部训练系统包括腕部第一套管、腕部第一钢丝绳、旋转内环、旋转支座、腕部第二套管、腕部第二钢丝绳、连接板、定平台、第一虎克铰、第一虎克铰安装板、弧形连接板、屈伸转轴、第一点铰、第二虎克铰、第二虎克铰安装板、第二点铰、动平台、动平台连接板、手柄、第三点铰、第三虎克铰、第三虎克铰安装板、第四点铰、收展转轴、第四虎克铰安装板、第四虎克铰、腕部第四套管、腕部第六套管、腕部第六钢丝绳、腕部第四钢丝绳、腕部第五钢丝绳、腕部第三钢丝绳、腕部第五套管和腕部第三套管；所述旋转支座安装在小臂支撑第二连杆上；所述旋转内环通过滚针轴承安装在旋转支座上；旋转内环上开有凹槽；所述腕部第一套管和腕部第二套管的一端固定在小臂支撑第二连杆上，另一端安装在腕部第一驱动模块上；所述腕部第一钢丝绳位于腕部第一套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述腕部第二钢丝绳位于腕部第二套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述定平台通过连接板与旋转内环固定连接；所述第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰和第四虎克铰分别通过第一虎克铰安装板、第二虎克铰安装板、第三虎克铰安装板和第四虎克铰安装板均匀地安装在定平台上，相互之间间距相同；所述弧形连接板的一端通过收展转轴安装在定平台上；所述动平台连接板的一端通过屈伸转轴安装在弧形连接板的另一端；所述手柄安装在动平台连接板上，通过手柄锁紧钉锁紧；所述动平台固定在动平...

【技术特征摘要】
1.一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上；所述驱动系统包括肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块；肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块的结构和安装方式完全相同；所述肘部驱动模块包括肘部电动推杆支架、肘部第一张紧装置、肘部套管第一固定架、肘部电动推杆、肘部调线组件、肘部第一调线钉、肘部第二调线钉、肘部套管第二固定支架和肘部第二张紧装置；所述肘部电动推杆支架、肘部套管第一固定架和肘部套管第二固定支架安装在驱动系统的架体上；所述肘部电动推杆安装在肘部第一电动推杆支架和肘部套管第一固定支架上；所述肘部调线组件连接安装在肘部电动推杆的输出端；所述肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一调线钉和肘部第二调线钉安装在肘部调线组件上；所述肘部第一张紧装置和肘部第二张紧装置的结构相同；所述大臂支撑系统包括大臂支撑平台、电动推杆第一安装架、电动推杆、电动推杆第二安装架、大臂升降台调节旋钮、大臂支撑板、大臂支撑架、大臂绷带、大臂升降平台和机构支撑架；所述大臂支撑平台安装在移动支撑系统的架体上；所述机构支撑架固定在大臂支撑平台上；所述机构支撑架、大臂支撑架和U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在一起；所述电动推杆的两端分别通过电动推杆第一安装架和电动推杆第二安装架安装在大臂支撑架和大臂支撑平台之间；所述大臂升降平台安装在大臂支撑架上；所述大臂支撑板安装在大臂升降平台上；所述大臂支撑板上安装有大臂绷带；所述大臂升降平台上具有大臂升降台调节旋钮；所述肘部训练系统包括第一转轴、U形支撑板、第二转轴、输出轮、肘部第二钢丝绳、肘部第一钢丝绳、肘部套管固定件、肘部第二套管和肘部第一套管；所述U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在机构支撑架上；所述U形支撑板的一端通过轴承安装在第一转轴上；U形支撑板的另一端和输出轮安装在第二转轴上；所述大臂支撑架通过轴承安装在第一转轴和第二转轴上；所述肘部套管固定件固定在机构支撑架上；所述肘部第一套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一钢丝绳位于肘部第一套管内，其一端通过第一调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述肘部第二钢丝绳位于肘部第二套管内，其一端通过肘部第二调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述小臂支撑系统包括小臂支撑第一连杆、小臂支撑板、小臂升降平台、小臂绷带和小臂支...

【专利技术属性】
技术研发人员：张顺心，马志广，韩立，刘伟，谢俊德，李广磊，杨虎飞，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12