一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，涉及上肢康复器械领域，包括螺母离断器机构，可调节式臂托机构和前臂补偿机构，所述螺母离断器机构，所述可调节式臂托机构及所述前臂补偿机构顺次连接，所述螺母离断器机构包括Ⅰ型螺母、Ⅱ型螺母，所述可调节式臂托机构包括调整垫片组、“U”型臂托、臂托基座、主轴，所述前臂补偿机构包括定位导向轴，螺纹圆柱销，“工”型轴套。本发明专利技术公开的技术方案，能够适应不同患者的个体差异，提高患者在进行康复过程中的舒适度，和对上肢康复机器人设备的可接受程度。

A Forearm Adaptive Mechanism for Central Driven Upper Limb Rehabilitation Robot

【技术实现步骤摘要】
一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构
本专利技术涉及上肢康复器械领域，尤其涉及一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构。
技术介绍
随着全球人口老龄化以及患有神经和肌骨方面疾病的患者人数越来越多，对于上肢康复治疗的需求也迅速增长，对老年人和患者的健康护理工作逐渐被上肢康复机器人所取代，传统的上肢康复机器人在进行上肢康复训练的时候，对于肘部屈/伸训练过程中的前臂轻微旋转动作无法满足，同时设计在前臂的固定装置会导致患者在训练时感觉到轻微不适。机器设备的适应性在人机交互机器的发展中起到了至关重要的作用，传统的研究增加自适应机构在结构设计上存在一定的难度，而且在上肢康复训练的过程中对前臂部分的使用率不高，因此传统的研究很难达到要求，加上传统的康复治疗不太注重对人机交互的适应性研究，基于当下所面临的这些问题。因此，本领域的技术人员致力于开发一种基于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，该机构能够适应不同患者的个体差异，提高患者在进行康复过程中的舒适度，和对上肢康复机器人设备的可接受程度。
技术实现思路
有鉴于现有技术的上述缺陷，本专利技术所要解决的技术问题是克服患者在进行腕部康复训练和肘部康复训练时因为个体差异带来的不适。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，包括螺母离断器机构，可调节式臂托机构和前臂补偿机构，所述螺母离断器机构包括Ⅰ型螺母、Ⅱ型螺母，所述可调节式臂托机构包括调整垫片组、“U”型臂托、臂托基座、主轴，所述前臂补偿机构包括定位导向轴，螺纹圆柱销，“工”型轴套，所述Ⅱ型螺母下端部设置有圆环形凸台，所述臂托基座上端部设置有圆环形凹槽，所述Ⅱ型螺母下端部的圆环形凸台设置在所述臂托基座上端部的圆环形凹槽内，所述臂托基座为中空柱状构件，所述主轴为轴类构件，所述主轴设置在所述臂托基座的中空通孔内，所述臂托基座与所述主轴通过螺钉固定连接，所述调整垫片组设置在所述臂托基座与所述“U”型臂托之间，所述“U”型臂托、所述调整垫片组和所述臂托基座通过螺钉固定连接，所述“工”型轴套为中空柱状构件，所述“工”型轴套的上端部套设在所述主轴的下端部，所述“工”型轴套套设在所述定位导向轴套外侧，所述主轴的中心轴线、所述“工”型轴套的中心轴线和所述定位导向轴的中心轴线重合，所述“工”型轴套的下部一侧设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的中心轴线与所述“工”型轴套中心轴线垂直相交，所述螺纹圆柱销设置在所述第一螺纹通孔内，所述螺纹圆柱销与所述第一螺纹通孔构成螺纹连接。进一步地，所述“工”型轴套的下部内孔固定设置有对称的两个环内凸台，所述定位导向轴外周两侧对称设置有2个导向槽，所述导向槽的两侧面与所述环内凸台的两侧面构成滑动副，所述螺纹圆柱销的底端设置在所述导向槽内，所述导向槽底面与所述螺纹圆柱销中心轴线垂直。进一步地，所述导向槽与所述定位导向轴的上端面不联通，所述导向槽与所述定位导向轴的下端面联通，所述定位导向轴的下端部设置有第一连接通孔，所述第一连接通孔的中心轴线与所述定位导向轴中心轴线垂直且相交。进一步地，所述臂托基座包括臂托基座Ⅰ、臂托基座Ⅱ，所述臂托基座Ⅰ和所述臂托基座Ⅱ沿着中心轴线剖分，所述臂托基座下部设置有第二通孔，所述第二通孔与所述螺纹圆柱销构成间隙配合。进一步地，所述前臂补偿机构还包括保护套，所述保护套为柱状壳体构件，所述保护套套设在所述“工”型轴套下端部和所述定位导向轴的外侧，所述保护套设置有沿着所述导向槽的长孔，所述螺纹圆柱销与所述长孔构成间隙配合。进一步地，还包括铜套，所述铜套设置在所述主轴上端部与所述Ⅱ型螺母的空隙处，所述铜套的下部与所述主轴上端部构成过盈配合。进一步地，还包括肘部训练机构连接件，所述肘部训练机构连接件包括上臂连接接口、前臂连接接口、前臂残轴，所述前臂连接接口设置在所述上臂连接接口与所述前臂残轴之间，所述前臂连接接口与所述上臂连接接口构成转动副，所述前臂连接接口与所述前臂残轴的上部固定连接，所述前臂残轴的下部设置有外螺纹。进一步地，所述Ⅱ型螺母上部与所述前臂残轴的外螺纹构成螺纹连接，所述Ⅰ型螺母的下端面与所述Ⅱ型螺母上端面接触；所述Ⅰ型螺母位于所述前臂残轴的外螺纹的上部时，所述前臂残轴的下端面与所述铜套的上端部接触。进一步地，还包括腕部训练机构，所述腕部训练机构包括锥齿轮传动机构、驱动模块连接板、“L”型电机支架、托板、手握装置、“L”型连接板、电机、驱动模块，所述“L”型连接板的上部固定安装在所述定位导向轴的下端部，所述“L”型电机支架和所述驱动模块连接板固定安装在所述“L”型连接板的内侧，所述电机固定安装在所述“L”型电机支架上，所述锥齿轮传动机构安装在所述驱动模块连接板上，所述电机输出轴与所述锥齿轮传动机构的输入轴固定连接，所述锥齿轮传动机构的输出轴与所述托板的一端固定连接，所述锥齿轮传动机构的输入轴和所述锥齿轮传动机构的输出轴垂直，所述托板和所述手握装置设置在所述“L”型连接板的外侧，所述托板的另一端与所述手握装置固定连接，所述驱动模块固定安装在所述驱动模块连接板上。进一步地，所述调整垫片组的厚度可调，所述“U”型臂托的中心线与所述手握装置的旋转轨迹的中心线垂直相交。与现有技术相比，本专利技术至少具有如下有益技术效果：1，本专利技术设置有可调节式臂托机构，可以对不同患者手握装置与支撑在“U”型臂托上的手臂的位置偏差进行微调，适应不同患者肢体的差异，提高了患者在进行肘部康复训练过程中的舒适度，提高康复的效果；2，本专利技术设置有前臂补偿机构，可以对不同患者前臂的长度差异进行补偿，提高了患者在进行肘部康复训练过程中的舒适度，进而提高患者对上肢康复机器人设备的可接受程度。以下将结合附图对本专利技术的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本专利技术的目的、特征和效果。附图说明图1是本专利技术一个较佳实施例的整体模块结构示意图；图2是本专利技术一个较佳实施例的整体结构示意图；图3是本专利技术一个较佳实施例的结构示意图；图4是本专利技术一个较佳实施例的“工”型轴套结构示意图；图5是本专利技术一个较佳实施例的前臂补偿机构示意图；图6是本专利技术一个较佳实施例的定位导向轴结构示意图。其中，100是肘部训练机构连接件，101是上臂连接接口，102是前臂连接接口，103是前臂残轴，200为前臂机构，200-1为螺母离断器机构，200-2为可调节式臂托机构，200-3为前臂补偿机构，201为Ⅰ型螺母，202为Ⅱ型螺母，203为调整垫片组，204为“U”型臂托，205为臂托基座Ⅰ，206为螺纹圆柱销，207为保护套，208为铜套，209为铜套固定圈，210为主轴，211自攻螺钉，212为臂托基座Ⅱ，213为定位导向轴，213-1导向槽，213-2第一连接通孔，213-3为“工”型接口，214为“工”型轴套，214-1为第一螺纹通孔，214-2为轴向定位台，214-3为环内凸台，300为腕部训练机构，301为锥齿轮传动机构，302为驱动模块连接板，303为“L”型电机支架，304为托板，305为手握装置，306为“L”型连接板，307为电机，308为驱动模块。具体实施方式以下参考说明书附图介绍本专利技术的多个优选实施例，使其
技术实现思路
更加清楚和便于理解。本专利技术可以通过许多不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，包括螺母离断器机构，可调节式臂托机构和前臂补偿机构，所述螺母离断器机构包括Ⅰ型螺母、Ⅱ型螺母，所述可调节式臂托机构包括调整垫片组、“U”型臂托、臂托基座、主轴，所述前臂补偿机构包括定位导向轴，螺纹圆柱销，“工”型轴套，所述Ⅱ型螺母下端部设置有圆环形凸台，所述臂托基座上端部设置有圆环形凹槽，所述Ⅱ型螺母下端部的圆环形凸台设置在所述臂托基座上端部的圆环形凹槽内，所述臂托基座为中空柱状构件，所述主轴为轴类构件，所述主轴设置在所述臂托基座的中空通孔内，所述臂托基座与所述主轴通过螺钉固定连接，所述调整垫片组设置在所述臂托基座与所述“U”型臂托之间，所述“U”型臂托、所述调整垫片组和所述臂托基座通过螺钉固定连接，所述“工”型轴套为中空柱状构件，所述“工”型轴套的上端部套设在所述主轴的下端部，所述“工”型轴套套设在所述定位导向轴套外侧，所述主轴的中心轴线、所述“工”型轴套的中心轴线和所述定位导向轴的中心轴线重合，所述“工”型轴套的下部一侧设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的中心轴线与所述“工”型轴套中心轴线垂直相交，所述螺纹圆柱销设置在所述第一螺纹通孔内，所述螺纹圆柱销与所述第一螺纹通孔构成螺纹连接。...

【技术特征摘要】
1.一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，包括螺母离断器机构，可调节式臂托机构和前臂补偿机构，所述螺母离断器机构包括Ⅰ型螺母、Ⅱ型螺母，所述可调节式臂托机构包括调整垫片组、“U”型臂托、臂托基座、主轴，所述前臂补偿机构包括定位导向轴，螺纹圆柱销，“工”型轴套，所述Ⅱ型螺母下端部设置有圆环形凸台，所述臂托基座上端部设置有圆环形凹槽，所述Ⅱ型螺母下端部的圆环形凸台设置在所述臂托基座上端部的圆环形凹槽内，所述臂托基座为中空柱状构件，所述主轴为轴类构件，所述主轴设置在所述臂托基座的中空通孔内，所述臂托基座与所述主轴通过螺钉固定连接，所述调整垫片组设置在所述臂托基座与所述“U”型臂托之间，所述“U”型臂托、所述调整垫片组和所述臂托基座通过螺钉固定连接，所述“工”型轴套为中空柱状构件，所述“工”型轴套的上端部套设在所述主轴的下端部，所述“工”型轴套套设在所述定位导向轴套外侧，所述主轴的中心轴线、所述“工”型轴套的中心轴线和所述定位导向轴的中心轴线重合，所述“工”型轴套的下部一侧设置有第一螺纹通孔，所述第一螺纹通孔的中心轴线与所述“工”型轴套中心轴线垂直相交，所述螺纹圆柱销设置在所述第一螺纹通孔内，所述螺纹圆柱销与所述第一螺纹通孔构成螺纹连接。2.如权利要求1所述的一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，所述“工”型轴套的下部内孔固定设置有对称的两个环内凸台，所述定位导向轴外周两侧对称设置有2个导向槽，所述导向槽的两侧面与所述环内凸台的两侧面构成滑动副，所述螺纹圆柱销的底端设置在所述导向槽内，所述导向槽底面与所述螺纹圆柱销中心轴线垂直。3.如权利要求2所述的一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，所述导向槽与所述定位导向轴的上端面不联通，所述导向槽与所述定位导向轴的下端面联通，所述定位导向轴的下端部设置有第一连接通孔，所述第一连接通孔的中心轴线与所述定位导向轴中心轴线垂直且相交。4.如权利要求3所述的一种用于中央驱动上肢康复机器人的前臂自适应机构，其特征在于，所述臂托基座包括臂托基座Ⅰ、臂托基座Ⅱ，所述臂托基座Ⅰ和所述臂托基座Ⅱ沿着中心轴线剖分，所述臂托基座下部设置有第二通孔，所述第二通孔与所述螺纹圆柱销构成间隙配合。5.如权利要求4所述的一种用于中央驱动上肢康复机器人的前...

【专利技术属性】
技术研发人员：喻洪流，石文韬，马锁文，张伟胜，罗胜利，孟巧玲，胡冰山，李素姣，王多琎，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31