穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架制造技术

本发明专利技术公开了一种穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架，该仿人臂骨架包括有柔性肘关节组件(1)、上臂组件(2)、前臂组件(3)以及与绳子一端固定的绳紧固件，绳子另一端固定在电机输出轴的线轮上，通过电机牵引绳子运动实现康复者的肩部和肘部基于生物学机理的运动。本发明专利技术设计的仿人臂骨架能够实现康复者的上肢的抬臂、摆臂、转臂以及肘关节的内屈外伸运动，并能够提高外骨骼康复机器人的安全性。

【技术实现步骤摘要】
穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架
本专利技术涉及一种外骨骼机器人机构，更特别地说，是指一种适用于穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架。
技术介绍
脑卒中、脊髓损伤、脑外伤等中枢神经系统疾病往往造成肢体运动功能障碍，患者部分或者完全丧失日常生活所必需的运动能力。经康复医学实验反复验证，高度可塑的中枢神经组织虽然不能再生，但通过集中性、重复性的任务导向运动训练能重建相关的神经系统功能回路，同时增强肌力，使患者重获自主运动能力。常规康复训练高度依赖理疗师，也即理疗师的专业知识与经验、技能水平、以及患者能否坚持长期规律的康复训练对康复效果起着至关重要的作用。显然，这样的康复训练对于理疗师来说在体力和时间上的付出非常大，这种康复待遇和费用也是一般患者不可能享受和承受的。上肢外骨骼康复机器人穿戴于人的上肢而构成人机一体化系统，两者进行密切力交互作用。其不仅要满足人的上肢运动康复训练的辅助要求，也要保证控制稳定性系统安全，国内外研究者对上肢外骨骼康复机器人的控制策略研究有多种分类标准，如：1)外骨骼机器人运动学/动力学控制，即如何控制外骨骼的运动与动力输出，实现外骨骼的物理辅助本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架，其特征在于：仿人臂骨架包括有肘关节组件(1)、上臂组件(2)、前臂组件(3)和六条绳子(10A～10F)；肘关节组件(1)由肘部上连杆(1A)、肘部下连杆(1B)、肘关节结构体(1C)、关节轴(1D)、深沟球轴承(1E)和肘部端盖(1F)组成；上臂组件(2)包括有上臂环(2A)、上骨架(2B)、三组跟随夹板组(21、22、23)、三个T形件(2C、2D、2E)、六个绳紧固件(2F、2G、2H、2I、2J、2K)；前臂组件(3)包括有下臂环(3A)、下骨架(3B)、三组跟随夹板组(31、32、33)、三个T形件(3C、3D、3E)、二个绳紧固件(...

【技术特征摘要】
1.一种穿戴式绳驱动上肢外骨骼康复机器人的仿人臂骨架，其特征在于：仿人臂骨架包括有肘关节组件(1)、上臂组件(2)、前臂组件(3)和六条绳子(10A～10F)；肘关节组件(1)由肘部上连杆(1A)、肘部下连杆(1B)、肘关节结构体(1C)、关节轴(1D)、深沟球轴承(1E)和肘部端盖(1F)组成；上臂组件(2)包括有上臂环(2A)、上骨架(2B)、三组跟随夹板组(21、22、23)、三个T形件(2C、2D、2E)、六个绳紧固件(2F、2G、2H、2I、2J、2K)；前臂组件(3)包括有下臂环(3A)、下骨架(3B)、三组跟随夹板组(31、32、33)、三个T形件(3C、3D、3E)、二个绳紧固件(3F、3G)；肘部上连杆(1A)的上端与上臂组件(2)的BA夹板(22A)的下端固定，肘部上连杆(1A)的下端与肘关节结构体(1C)的凸块(1C1)固定；肘部下连杆(1B)的上端与肘关节结构体(1C)的肘部端盖(1F)的固定，肘部下连杆(1B)的下端与前臂组件(3)的BB夹板(32A)的上端固定；肘关节结构体(1C)的中部设有用于固定关节轴(1D)一端的凹腔(1C4)。肘关节结构体(1C)的一端设有凸块(1C1)，凸块(1C1)上设有用于AA螺钉(1G)穿过的AD通孔(1C2)。肘关节结构体(1C)的另一端设有外圆盘(1C3)和内圆环(1C5)，外圆盘(1C3)与内圆环(1C5)之间是A组簧片(1M)、B组簧片(1N)、C组簧片(1P)和D组簧片(1Q)。上臂环(2A)为U形结构体。上臂环(2A)的环体上设有滑槽(2A4、2A5、2A6)，通过所述滑槽将上臂环环体分为内侧的上固定环(2A0)和外侧的上导轨环(2A9-1、2A9-2、2A9-3)；上骨架(2B)上设有BA肋条(2B1)、BB肋条(2B2)、BC肋条(2B3)；BA肋条(2B1)的外面板上固定有BA-T形件(2C)，BA肋条(2B1)的内面板上固定有BA跟随夹板组(21)；BB肋条(2B2)的外面板上固定有BB-T形件(2D)，BB肋条(2B2)的内面板上固定有BB跟随夹板组(22)；BC肋条(2B3)的外面板上固定有BC-T形件(2E)，BC肋条(2B3)的内面板上固定有BC跟随夹板组(23)。T形件(2C、2D、2E)一方面用于支撑起上臂环(2A)，另一方面起到限定上骨架(2B)与上臂环(2A)之间的距离；BA-T形件(2C)上设有BA竖板(2C1)、BB竖板(2C2)和BA横板(2C3)，BA竖板(2C1)与BB竖板(2C2)之间是BA-U形槽(2C4)；所述BA-U形槽(2C4)中用于放置上臂环(2A)的BA凸台(2A1)；BB-T形件(2D)上设有BC竖板(2D1)、BD竖板(2D2)和BB横板(2D3)，BC竖板(2D1)与BD竖板(2D2)之间是BB-U形槽(2D4)；所述BB-U形槽(2D4)中用于放置上臂环(2A)的BB凸台(2A2)；BC-T形件(2E)上设有BE竖板(2C1)、BF竖板(2C2)和BC横板(2C3)，BE竖板(2E1)与BF竖板(2E2)之间是BC-U形槽(2E4)；所述BC-U形槽(2E4)中用于放置上臂环(2A)的BC凸台(2A3)；BA跟随夹板组(21)包括有BA夹板(21A)、BA滑块(21B)和BA摆动件(21C)。BA夹板(21A)的上端设有BA十字槽(21A2)，所述BA十字槽(21A2)用于放置BA轴连接件(21B1)；BA夹板(21A)的下端设有BA螺纹孔(21A1)，BA螺纹孔(21A1)用于安装BB轴连接件(21C1)的BA螺纹圆柱(21C11)。BA滑块(21B)由BA轴连接件(21B1)、BA螺纹杆(21B2)、BA螺母(21B3)和BB螺母(21B4)构成；BA轴连接件(21B1)上设有用于连接BA螺纹杆(21B2)一端的BB螺纹孔(21B11)；BA螺纹杆(21B2)的另一端穿过BA螺母(21B3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BB螺母(21B4)。BA摆动件(21C)由BB轴连接件(21C1)、BA中间块(21C5)、BB螺纹杆(21C2)、BC螺母(21C3)和BD螺母(21C4)构成；BB轴连接件(21C1)的一端是BA螺纹圆柱(21C11)，BB轴连接件(21C1)的另一端有BA凸耳(21C12)和BB凸耳(21C13)，且BA凸耳(21C12)与BB凸耳(21C13)之间通过BA轴螺钉(21C6)安装有BA中间块(21C5)；BA中间块(21C5)上设有BA通孔(21C51)和BC螺纹孔(21C52)，且BA通孔(21C51)与BC螺纹孔(21C52)垂直设置；所述BA通孔(21C51)用于BA轴螺钉(21C6)穿过；所述BC螺纹孔(21C52)用于安装BB螺纹杆(21C2)的一端，BB螺纹杆(21C2)的另一端穿过BC螺母(21C3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BD螺母(21C4)。BB跟随夹板组(22)包括有BB夹板(22A)、BB滑块(22B)和BB摆动件(22C)。BB夹板(22A)的上端设有BB十字槽(22A2)，所述BB十字槽(22A2)用于放置BC轴连接件(22B1)；BB夹板(22A)的下端设有BD螺纹孔(22A1)，BD螺纹孔(22A1)用于安装BD轴连接件(22C1)的BB螺纹圆柱(22C11)。BB滑块(22B)由BC轴连接件(22B1)、BC螺纹杆(22B2)、BE螺母(22B3)和BF螺母(22B4)构成；BC轴连接件(22B1)上设有用于连接BC螺纹杆(22B2)一端的BE螺纹孔(22B11)；BC螺纹杆(22B2)的另一端穿过BE螺母(22B3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BF螺母(22B4)。BB摆动件(22C)由BD轴连接件(22C1)、BB中间块(22C5)、BD螺纹杆(22C2)、BG螺母(22C3)和BH螺母(22C4)构成；BD轴连接件(22C1)的一端是BB螺纹圆柱(22C11)，BD轴连接件(22C1)的另一端有BC凸耳(22C12)和BD凸耳(22C13)，且BC凸耳(22C12)与BD凸耳(22C13)之间通过BB轴螺钉(22C6)安装有BB中间块(22C5)；BB中间块(22C5)上设有BB通孔(22C51)和BF螺纹孔(22C52)，且BB通孔(22C51)与BF螺纹孔(22C52)垂直设置；所述BB通孔(22C51)用于BB轴螺钉(22C6)穿过；所述BF螺纹孔(22C52)用于安装BD螺纹杆(22C2)的一端，BD螺纹杆(22C2)的另一端穿过BG螺母(22C3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BH螺母(22C4)。BC跟随夹板组(23)包括有BC夹板(23A)、BC滑块(23B)和BC摆动件(23C)。BC夹板(23A)的上端设有BC十字槽(23A2)，所述BC十字槽(23A2)用于放置BE轴连接件(23B1)；BC夹板(23A)的下端设有BG螺纹孔(23A1)，BG螺纹孔(23A1)用于安装BF轴连接件(23C1)的BC螺纹圆柱(23C11)。BC滑块(23B)由BE轴连接件(23B1)、BE螺纹杆(23B2)、BI螺母(23B3)和BJ螺母(23B4)构成；BE轴连接件(23B1)上设有用于连接BE螺纹杆(23B2)一端的BH螺纹孔(23B11)；BE螺纹杆(23B2)的另一端穿过BI螺母(23B3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BJ螺母(23B4)。BC摆动件(23C)由BF轴连接件(23C1)、BC中间块(23C5)、BF螺纹杆(23C2)、BK螺母(23C3)和BL螺母(23C4)构成；BF轴连接件(23C1)的一端是BC螺纹圆柱(23C11)，BF轴连接件(23C1)的另一端有BE凸耳(23C12)和BF凸耳(23C13)，且BE凸耳(23C12)与BF凸耳(23C13)之间通过BC轴螺钉(23C6)安装有BC中间块(23C5)；BC中间块(23C5)上设有BC通孔(23C51)和BI螺纹孔(23C52)，且BC通孔(23C51)与BI螺纹孔(23C52)垂直设置；所述BC通孔(23C51)用于BC轴螺钉(23C6)穿过；所述BI螺纹孔(23C52)用于安装BF螺纹杆(23C2)的一端，BF螺纹杆(23C2)的另一端穿过BK螺母(23C3)、上骨架(2B)上的通孔后连接BL螺母(23C4)。CA跟随夹板组(31)包括有CA夹板(31A)、CA滑块(31B)和CA摆动件(31C)。CA夹板(31A)的上端设有CA十字槽(31A2)，所述CA十字槽(31A2)用于放置CA轴连接件(31B1)；CA夹板(31A)的下端设有CA螺纹孔(31A1)，CA螺纹孔(31A1)用于安装CB轴连接件(31C1)的CA螺纹圆柱(31C11)。CA滑块(31B)由CA轴连接件(31B1)、CA螺纹杆(31B2)、CA螺母(31B3)和CB螺母(31B4)构成；CA轴连接件(31B1)上设有用于连接CA螺纹杆(31B2)一端的CB螺纹孔(31B11)；CA螺纹杆(31B2)的另一端穿过CA螺母(31B3)、上骨架(2B)上的通孔后连接CB螺母(31B4)。CA摆动件(31C)由CB轴连接件(31C1)、CA中间块(31C5)、CB螺纹杆(31C2)、CC螺母(31C3)和CD螺母(31C4)构成；CB轴连接件(31C1)的一端是CA螺纹圆柱(31C11)，CB轴连接件(31C1)的另一端有CA凸耳(31C12)和CB凸耳(31C13)，且CA凸耳(31C12)与CB凸耳(31C13)之间通过CA轴螺钉(31C6)安装有CA中间块(31C5)；CA中间块(31C5)上设有CA通孔(31C51)和CC螺纹孔(31C52)，且CA通孔(31C51)与CC螺纹孔(31C52)垂直设置；所述CA通孔(31C51)用于CA轴螺钉(31C6)穿过；所述CC螺纹孔(31C52)用于安装CB螺纹杆(31C2)的一端，CB螺纹杆(31C2)的另一端穿过CC螺母(31C3)、上骨架(2B)上的通孔后连接CD螺母(31C4)。CB跟随夹板组(32)包括有CB夹板(32A)、CB滑块(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：张建斌，李晓峰，李中一，陈伟海，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11