一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人制造技术

本实用新型专利技术公开了一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，其采用柔性绳索与固定环结构，为并联式穿戴康复机构，可以实现手臂的旋转动作，进而实现人体手臂的全关节运动，其技术方案为：包括肩关节固定环、第一肘关节固定环、第二肘关节固定环、腕关节固定环；所述肩关节固定环、第一肘关节固定环的环面相对位置上设有多组第一连接孔组，肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔组之间连接有第一柔性绳索；所述第二肘关节固定环、腕关节固定环的环面相对位置上设有多组第二连接孔组，第二肘关节固定环和腕关节固定环的第二连接孔组之间连接有第二柔性绳索。

A rope driven parallel flexible upper limb rehabilitation robot

The utility model discloses a rope driven parallel type flexible upper limb rehabilitation robot, which adopts the structure of flexible rope and fixed ring. It is a parallel type wearable rehabilitation mechanism, which can realize the rotation action of the arm, and then realize the whole joint movement of the human arm. The technical scheme is: including the shoulder joint fixed ring, the first elbow joint fixed ring, the second elbow joint fixed ring, wrist joint fixed ring The ring surface of the shoulder joint fixing ring and the first elbow joint fixing ring is provided with a plurality of sets of first connection hole groups, and the first connection hole groups of the shoulder joint fixing ring and the first elbow joint fixing ring are connected with a first flexible rope; the ring surface of the second elbow joint fixing ring and the wrist joint fixing ring is provided with a plurality of sets of second connection hole groups, and the second elbow joint A second flexible rope is connected between the fixing ring and the second connecting hole group of the wrist joint fixing ring.

【技术实现步骤摘要】
一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人
本技术涉及上肢康复器械
，特别是涉及一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人。
技术介绍
随着老龄化趋势的加快以及中青年人群过度劳累现象的加剧，在居民中出现了大量患有脑血管疾病或神经系统疾病的患者，这类患者多数伴有偏瘫症状，运动功能受到了一定的损伤，医学理论和临床医学证明，这类患者除了早期的手术和药物治疗外，科学的康复训练对于肢体运动功能的恢复起到非常重要的作用。上肢康复机器人的主要作用是通过机器人带动患者肢体运动，对肢体运动障碍的患者进行运动机能的康复训练。作为一种自动化康复医疗设备，它以医学理论为依据，帮助患者进行科学而又有效的康复训练，使患者的运动机能得到更好的恢复。国外内大量研究表明，上肢康复机器人可以为不同康复状态的患者提供所需的康复训练方式，并能够实现一对多的康复训练，大大减轻了康复医师的负担。此外，康复机器人还能够为医师提供病人的运动训练数据，为医师进一步优化康复方案提供客观依据。但现有的上肢康复机器人一般只可以实现手臂关节的伸展屈曲动作，无法实现对手臂全方位动作的直接控制，特别是无法实现大臂与前臂的旋转运动控制。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本技术提供了一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，其采用柔性绳索与固定环结构，为并联式穿戴康复机构，可以实现手臂的旋转动作，进而实现人体手臂的全关节运动；为了实现上述目的，本技术采用下述技术方案：一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，包括肩关节固定环、第一肘关节固定环、第二肘关节固定环、腕关节固定环；所述肩关节固定环、第一肘关节固定环的环面相对位置上设有多组第一连接孔组，肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔组之间连接有第一柔性绳索；所述第二肘关节固定环、腕关节固定环的环面相对位置上设有多组第二连接孔组，第二肘关节固定环和腕关节固定环的第二连接孔组之间连接有第二柔性绳索。进一步的，每一组所述第一连接孔组均设置多个第一连接孔，第一柔性绳索连接于肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔之间。进一步的，多个所述第一连接孔在肩关节固定环或第一肘关节固定环的环面上均匀布设。进一步的，所述肩关节固定环和第一肘关节固定环的多组第一连接孔组的其中一组之间的第一柔性绳索相互平行设置，其余组之间的第一柔性绳索均交叉设置。进一步的，每一组所述第二连接孔组均设置多个第二连接孔，第二柔性绳索连接于腕关节固定环和第二肘关节固定环的第二连接孔之间。进一步的，多个所述第二连接孔在腕关节固定环或第二肘关节固定环的环面上均匀布设。进一步的，所述腕关节固定环和第二肘关节固定环的多组第二连接孔组的其中一组之间的第二柔性绳索相互平行设置，其余组之间的第二柔性绳索均交叉设置。进一步的，所述第一柔性绳索、第二柔性绳索均与驱动机构连接。进一步的，所述驱动机构包括直线气缸，直线气缸的输出杆与第一柔性绳索或第二柔性绳索连接。进一步的，沿所述直线气缸的输出杆的输出方向设有导轮以将第一柔性绳索或第二柔性绳索进行导向。进一步的，所述肩关节固定环、第一肘关节固定环、第二肘关节固定环、腕关节固定环均为环状构件，肩关节固定环、第一肘关节固定环相对设置，第二肘关节固定环、腕关节固定环相对设置。进一步的，所述环状构件内侧面设有软性内衬。与现有技术相比，本技术的有益效果是：本技术的上肢康复机器人利用柔性绳索直接带动手臂进行动作，其中，驱动机构拉动与手臂骨骼方向同向的柔性绳索以实现关节的伸展屈曲动作，驱动机构拉动与手臂骨骼方向有斜度的柔性绳索实现手臂的旋转动作，通过以不同力拉动不同柔性绳索的组合，实现机器人的方位动作，从而实现人体手臂的全关节运动，达到康复的效果。本技术的上肢康复机器人采用柔性绳索与环状构件的方式，实现并联的穿戴式康复机构设计，结构小巧，便于携带与使用。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。图1为本技术上臂康复机器人的结构示意图；图2为肩关节固定环的结构示意图；图3为第一肘关节固定环、第二肘关节固定环的结构示意图；图4为腕关节固定环的结构示意图；图5为驱动机构的示意图；图中，1肩关节固定环，2第一肘关节固定环，3第二肘关节固定环，4腕关节固定环，5第一柔性绳索，6第二柔性绳索，7第一连接孔，8第二连接孔，9手臂，10直线气缸，11输出杆，12导轮。具体实施方式应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。正如
技术介绍
所介绍的，现有技术中的上臂康复机器人仅沿人体骨骼方向设置相应机构，通过机构的伸缩仅可实现手臂关节的伸展屈曲动作，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，其可以解决上肢外骨骼并联机构中对手臂全方位动作的直接控制问题，特别是大臂与前臂的旋转运动控制问题。本申请的一种典型的实施方式中，如图1-图5所示，提供了一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，包括肩关节固定环1、第一肘关节固定环2、第二肘关节固定环3、腕关节固定环4；肩关节固定环1、第一肘关节固定环2、第二肘关节固定环3、腕关节固定环4均为环状构件，肩关节固定环1、第一肘关节固定环2相对设置，第二肘关节固定环3、腕关节固定环4相对设置。为了避免环状构件对人体造成损失，肩关节固定环1、第一肘关节固定环2、第二肘关节固定环3、腕关节固定环4的环状构件内侧面设有软性内衬，以增加佩戴舒适感。肩关节固定环1、第一肘关节固定环2的环面相对位置上设有多组第一连接孔组，即在肩关节固定环1、第一肘关节固定环2的环面上均设置多组第一连接孔组，肩关节固定环1、第一肘关节固定环2上的第一连接孔组相对设置，肩关节固定环1和第一肘关节固定环2的第一连接孔组之间连接有第一柔性绳索5；每一组第一连接孔组均设置多个第一连接孔7，第一柔性绳索5连接于肩关节固定环1和第一肘关节固定环2的第一连接孔7之间。多个第一连接孔7在肩关节固定环1或第一肘关节固定环2的环面上均匀布设。肩关节固定环1和第一肘关节固定环2的多组第一连接孔组的其中一组之间的第一柔性绳索5相互平行设置，其余组之间的第一柔性绳索5均交叉设置。第一连接孔组的设置组数可根据实际需求本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，包括肩关节固定环、第一肘关节固定环、第二肘关节固定环、腕关节固定环；/n所述肩关节固定环、第一肘关节固定环的环面相对位置上设有多组第一连接孔组，肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔组之间连接有第一柔性绳索；/n所述第二肘关节固定环、腕关节固定环的环面相对位置上设有多组第二连接孔组，第二肘关节固定环和腕关节固定环的第二连接孔组之间连接有第二柔性绳索。/n

【技术特征摘要】
1.一种绳索驱动的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，包括肩关节固定环、第一肘关节固定环、第二肘关节固定环、腕关节固定环；
所述肩关节固定环、第一肘关节固定环的环面相对位置上设有多组第一连接孔组，肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔组之间连接有第一柔性绳索；
所述第二肘关节固定环、腕关节固定环的环面相对位置上设有多组第二连接孔组，第二肘关节固定环和腕关节固定环的第二连接孔组之间连接有第二柔性绳索。


2.如权利要求1所述的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，每一组所述第一连接孔组均设置多个第一连接孔，第一柔性绳索连接于肩关节固定环和第一肘关节固定环的第一连接孔之间。


3.如权利要求2所述的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，多个所述第一连接孔在肩关节固定环或第一肘关节固定环的环面上均匀布设。


4.如权利要求1所述的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，所述肩关节固定环和第一肘关节固定环的多组第一连接孔组的其中一组之间的第一柔性绳索相互平行设置，其余组之间的第一柔性绳索均交叉设置。


5.如权利要求1所述的并联式柔性上肢康复机器人，其特征是，每一组所述第二连接孔组均设置多...

【专利技术属性】
技术研发人员：林明星，马高远，刘方全，宋爱芹，孙强三，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：新型
国别省市：山东;37