一种基于绳索驱动的上肢康复机器人制造技术

本实用新型专利技术提供一种基于绳索驱动的上肢康复机器人，其包括：U形支撑架(8)、滑轨(2)、若干绳索驱动装置(3)、若干绳索(4)、固定绑带(5)和两个支撑脚(7)；所述U形支撑架(8)包括：横梁(1)和两个立梁(6)；所述横梁(1)通过两个立梁(6)水平固定于地面上，且立梁(6)上分别固定所述支撑脚(7)；所述横梁(1)上安装滑轨(2)，所述滑轨(2)上安装若干绳索驱动装置(3)，每个绳索驱动装置(3)与绳索(4)的一端相连，用于控制绳索(4)的收放；所述绳索(4)的另一端与固定绑带(5)相连；该上肢康复机器人结构简单，加工制作成本低，具有高效率、控制简单、实现多人共享的优势。

A kind of upper limb rehabilitation robot based on rope driven

The utility model provides an upper limb rehabilitation robot based on a rope driven, which comprises a U shaped support frame (8), a slide rail (2), a number of rope driving devices (3), a number of ropes (4), a fixed bandage (5) and two supporting feet (7), and the U support frame (8) includes a transverse beam (1) and two vertical beams (6), and the beam (1) passes two vertical beams (6). A horizontal beam (7) is fixed on a vertical beam (6), and a slide rail (2) is mounted on the cross beam (1), the slide rail (2) is mounted with a number of rope driving devices (3), each of the rope driving device (3) is connected to one end of the rope (4) to control the replay of the rope (4); the other end of the rope (4) is with a fixed bandage (5). The upper limb rehabilitation robot has the advantages of simple structure, low processing and manufacturing cost, high efficiency, simple control and multiple people sharing advantages.

【技术实现步骤摘要】
一种基于绳索驱动的上肢康复机器人
本技术涉及医疗器械
，特别涉及一种基于绳索驱动的上肢康复机器人。
技术介绍
我国是中风病的高发地区之一，在幸存者中约70％—80％的病人留有不同程度的残疾。对于中风病人，其偏瘫部位尤其是上肢和下肢进行康复训练是十分重要和关键的医疗手段，及早进行康复训练可以大大减少残疾的可能性。现有的康复治疗分为人工治疗和器械治疗：传统的人工治疗过程中，治疗师手把手地对患者及进行一对一的康复训练，这种方式的训练效率和训练强度难以保证，训练效果受到治疗师水平的影响，难以获得最佳的治疗方案。而器械治疗以康复机器人为主，当前的康复机器人大多是由多个主动的转动关节组成，动作僵硬，成本高昂，每台机器只能供单人康复训练。对于中风病人的偏瘫部位进行康复训练是十分重要和关键的医疗手段，而目前偏瘫的主要的治疗方法是靠物理治疗师来帮助患者进行一对一的物理治疗，这种办法虽然能帮助患者改善偏瘫肢体的运动，但是，也存在以下问题：(1)成本高昂：当前康复机器人的售价少则几十万元，多则上百万元；(2)运动缺乏柔性：都是转动关节，运动僵硬，人体需要适应机器人的运动轨迹；(3)康复效率低：每台机器人只能康复一名患者，无法根据患者的康复需求进行配置康复功能。
技术实现思路
本技术的目的在于，为解决现有的上肢康复机器人存在上述的缺陷，本技术提供了一种基于绳索驱动的上肢康复机器人，将绳索固定在人的手臂和腕部，通过控制绳索伸缩的长短来驱动上肢实现康复运动，该上肢康复机器人结构简单，加工制作成本低，具有高效率、控制简单、实现多人共享的优势。所述上肢康复机器人包括：U形支撑架、滑轨、若干绳索驱动装置、若干绳索、固定绑带和两个支撑脚；所述U形支撑架包括：横梁和两个立梁；所述横梁通过两个立梁水平固定于地面上，且立梁上分别固定所述支撑脚；所述横梁上安装滑轨，所述滑轨上安装若干绳索驱动装置；通过快插接头，将绳索驱动装置与滑轨连接；每个绳索驱动装置与绳索的一端相连，用于控制绳索的收放；所述绳索的另一端与固定绑带相连。其中，所述两个立梁分别垂直固定在所述横梁的两端，形成一U形结构；所述U形支撑架的开口端向下倒立在地面上，且在开口端的两端的立梁上分别固定所述支撑脚，用于防止U形支撑架前后倾倒。所述绳索驱动装置至少为两个，其进一步包括：滑块、锁死螺栓、快插接头、滚轮座、滚轮、滚轮轴、电机座、电机、联轴器和控制器；滑块安装在滑轨上，用于将绳索驱动装置移动至任意位置，再通过锁死螺栓将绳索驱动装置固定；滚轮座安装在滑块的下方，通过快插接头将滚轮座与滑块连接；滚轮座内固定滚轮轴，滚轮轴上套设滚轮；滚轮座上开设导向槽，该导向槽位于滚轮的正下方，用于将绳索安装在滚轮上之后沿导向槽穿出，避免绳索滑落；滚轮轴穿过滚轮座，通过联轴器与电机相连；电机与滚轮座之间安装电机座，电机固定在电机座上；电机的下方固定安装控制器。其中，所述快插接头，用于实现绳索驱动装置与滑轨的连接与断开。所述电机，用于驱动滚轮转动，带动绳索上、下运动和提供扭矩。由于电机自带的轴很短，无法与滚轮连接，因此，加设了联轴器和滚轮轴，并与电机相连，进而带动滚轮转动。所述绳索驱动装置为多个，通过不同的组合方式实现患者的上肢的上下、左右或多维运动。所述滑轨为O型滑轨或S形滑轨或U型滑轨或直线型滑轨的一种或多种组合；滑轨上安装滑块，与滑轨相互配合，滑块在滑轨上任意滑动；滑块的一侧安装锁死螺栓，滑块滑到指定位置后，通过螺丝螺栓，将滑块与滑轨固定。所述上肢康复机器人还包括：传感器和显示装置；所述传感器与显示装置通过有线或无线方式连接，传感器安装在患者上肢，监测患者上肢康复训练的运动情况，将康复训练的运动情况以3D动画形式展示在显示装置上。所述上肢康复机器人为多个，且相互串联在一起，供多位患者同时进行康复训练。本技术的优点在于：本技术该上肢康复机器人结构简单，组装简单、方便，加工制作成本低，具有高效率、控制简单、实现多人共享的优势；组合不同数量的上肢康复机器人实现不同的组合运动，提高上肢康复机器人的使用效率，降低成本。附图说明图1是本技术的一种上肢康复机器人的结构示意图；图2是本技术的一种上肢康复机器人的绳索驱动装置的结构示意图；图3是本技术的一种上肢康复机器人实现上、下运动的结构示意图；图4是本技术的一种上肢康复机器人实现上、下运动的计算过程的结构示意图；图5是本技术的一种上肢康复机器人实现左、右运动的结构示意图；图6是本技术的一种上肢康复机器人实现左、右运动的计算过程的结构示意图；图7是本技术的一种上肢康复机器人采用四个绳索驱动装置实现多维组合运动的结构示意图；图8是本技术采用多个上肢康复机器人实现组合运动的结构示意图；图9是本技术的一种上肢康复机器人的滑块的结构示意图；图10是本技术的一种上肢康复机器人的快插接头底座的结构示意图；图11是本技术的一种上肢康复机器人的快插接头连接滑块与快插接头底座的结构示意图；图12是本技术的一种上肢康复机器人的绳索驱动装置安装在O形滑轨的结构示意图；图13是本技术的一种上肢康复机器人的绳索驱动装置安装在U形滑轨的结构示意图。附图标记：1、横梁2、滑轨3、绳索绳索驱动装置4、绳索5、固定绑带6、立梁7、支撑脚8、U形支撑架9、滑块10、锁死螺栓11、快插接头12、滚轮座13、滚轮14、滚轮轴15、电机座16、电机17、联轴器18、控制器19、导向槽20、快插接头底座21、快插接头顶座22、O形滑轨23、U形滑轨具体实施方式以下结合附图对本技术作进一步的详细说明。如图1所示，本技术提供了一种基于绳索驱动的上肢康复机器人，将绳索固定在人的手臂和腕部，通过控制绳索伸缩的长短来驱动上肢实现康复运动，该上肢康复机器人结构简单，加工制作成本低，具有高效率、控制简单、实现多人共享的优势。所述上肢康复机器人包括：U形支撑架8、滑轨2、两个绳索驱动装置3、两条绳索4、固定绑带5和两个支撑脚7；所述U形支撑架8包括：横梁1和两个立梁6；所述横梁1通过两个立梁6水平固定于地面上，且立梁6上分别固定所述支撑脚7；所述横梁1上安装滑轨，所述滑轨2上安装若干绳索驱动装置3；通过快插接头11，将绳索驱动装置3与滑轨2连接；每个绳索驱动装置3与绳索4的一端相连，用于控制绳索4的收放；所述绳索4的另一端与固定绑带5相连。其中，所述两个立梁6分别垂直固定在所述横梁1的左、右两端，形成一U形结构；所述U形支撑架8的开口端向下倒立在地面上，且在开口端的两端的立梁6上分别固定所述支撑脚7，用于防止U形支撑架8前后倾倒。其中，横梁1和两个竖梁6均采用“X”型铝合金工业梁，横梁1与竖梁6的连接处通过铝合金角铝连接组成稳定的框架；滑轨2为U型槽铝，且将其固定在横梁1上，为滑轨2提供固定位置；所示滑块9具有锁紧和松开功能，方便绳索驱动装置3固定在滑轨2的任意位置。如图2所示，所述绳索驱动装置3进一步包括：滑块9、锁死螺栓10、快插接头11、滚轮座12、滚轮13、滚轮轴14、电机座15、电机16、联轴器17和控制器18；滑块9安装在滑轨2上，用于将绳索驱动装置3移动至任意位置，再通过锁死螺栓10将绳索驱动装置3固定；滚轮座12安本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于绳索驱动的上肢康复机器人，其特征在于，其包括：U形支撑架(8)、滑轨(2)、若干绳索驱动装置(3)、若干绳索(4)、固定绑带(5)和两个支撑脚(7)；所述U形支撑架(8)包括：横梁(1)和两个立梁(6)；所述横梁(1)通过两个立梁(6)水平固定于地面上，且立梁(6)上分别固定所述支撑脚(7)；所述横梁(1)上安装滑轨(2)，所述滑轨(2)上安装若干绳索驱动装置(3)，每个绳索驱动装置(3)与绳索(4)的一端相连，用于控制绳索(4)的收放；所述绳索(4)的另一端与固定绑带(5)相连。

【技术特征摘要】
1.一种基于绳索驱动的上肢康复机器人，其特征在于，其包括：U形支撑架(8)、滑轨(2)、若干绳索驱动装置(3)、若干绳索(4)、固定绑带(5)和两个支撑脚(7)；所述U形支撑架(8)包括：横梁(1)和两个立梁(6)；所述横梁(1)通过两个立梁(6)水平固定于地面上，且立梁(6)上分别固定所述支撑脚(7)；所述横梁(1)上安装滑轨(2)，所述滑轨(2)上安装若干绳索驱动装置(3)，每个绳索驱动装置(3)与绳索(4)的一端相连，用于控制绳索(4)的收放；所述绳索(4)的另一端与固定绑带(5)相连。2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述绳索驱动装置(3)至少为两个，其进一步包括：滑块(9)、锁死螺栓(10)、快插接头(11)、滚轮座(12)、滚轮(13)、滚轮轴(14)、电机座(15)、电机(16)、联轴器(17)和控制器(18)；所述滑块(9)安装在滑轨(2)上，用于将绳索驱动装置(3)移动至任意位置，再通过锁死螺栓(10)将绳索驱动装置(3)固定；滚轮座(12)安装在滑块(9)的下方，通过快插接头(11)将滚轮座(12)与滑块(9)连接；滚轮座(12)内固定滚轮轴(14)，滚轮轴(14)上套设滚轮(13)；滚轮座(12)上开设导向槽(19)，该导向槽...

【专利技术属性】
技术研发人员：李沛衍，
申请(专利权)人：李沛衍，
类型：新型
国别省市：北京,11