一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构制造技术

本发明专利技术公开了一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，涉及上肢康复机械结构领域。包括前臂托模块、换向模块、通用连接模块、内/外旋模块、尺/桡偏模块和内收/外展模块；前臂托模块包括环形臂托、轴向夹紧装置和换向杆；通用连接模块包括齿轮I固定架、齿轮II固定架、连接架、下底座和上底座；内/外旋模块包括1号电机、U型架、齿轮I、齿轮II和1号电机安装架；尺/桡偏模块包括2号电机、齿轮III、齿轮IV和2号电机安装架；内收/外展模块包括3号电机、齿轮V、齿轮VI、平行四边形机构、3号电机安装架和握把手。本发明专利技术能够实现患者腕关节单独进行三自由度的被动训练，也可进行主动训练，设备简单便捷。

A three degree of freedom wrist rehabilitation training mechanism for upper limb rehabilitation

【技术实现步骤摘要】
一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构
本专利技术涉及上肢康复机械结构领域，尤其涉及一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构。
技术介绍
神经系统损伤或疾病引起的神经性疾病占全球疾病负担的6.3％，而神经系统疾病导致的死亡人数占全球近12％，其中脑血管疾病占整个神经系统疾病残疾调整生命负担的一半以上。由神经性系统疾病导致的上肢运动功能损伤使患者无法对上肢进行良好的控制，进而造成日常生活困难。由于康复人才及资源的短缺，机器人辅助康复成为医生和患者选择的治疗手段之一，机器人辅助治疗具有持续提供强化和精确康复训练的优势，能够在一定程度上减轻治疗师的工作强度。大多数上肢康复设备主要将自由度研究集中在肩关节、肘关节，多自由度的腕关节研究并不常见，腕部按照生理学解剖来划分可分为3个自由度，但由于前臂的代偿作用导致腕关节自由度活动范围不大，康复效果不佳。而在临床上治疗师较多采用手法治疗对腕关节进行被动训练，但是被动训练方式对于神经性疾病重塑神经连接比主动训练缓慢。从设备结构上来说，一些被动腕关节训练机构的旋转中心与关节旋转中心不一致导致患者训练受阻。对于神经性疾病来说主动训练要优于被动训练，但是一些患者残余肢体力量难以进行大型机构的主动训练进而达不成康复目标。因此，本领域的技术人员致力于开发一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，该机构能够脱离其它关节独对腕关节进行三自由度综合训练，减少前臂对腕关节的代偿作用；根据患者不同状况可以进行被动训练也可进行主动训练；通过对连杆和齿轮的特殊设计避免传统腕关节训练设备的复杂和体积庞大带来的不便。
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如何提供一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，该机构能够单独对腕关节进行三自由度综合训练，减少前臂对腕关节的代偿作用；根据患者不同状况进行被动训练也可进行主动训练；通过对连杆和齿轮的特殊设计避免传统腕关节训练设备的复杂和体积庞大带来的不便。为实现上述目的，本专利技术提供了一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，包括前臂托模块、换向模块、连接模块、内/外旋模块、尺/桡偏模块和内收/外展模块；所述前臂托模块包括环形臂托、轴向夹紧装置和换向杆；所述前臂托模块通过所述换向模块与所述连接模块连接；所述连接模块包括齿轮I固定架、齿轮II固定架、连接架、下底座和上底座；所述内/外旋模块包括1号电机、U型架、齿轮I、齿轮II和1号电机安装架；所述尺/桡偏模块包括2号电机、齿轮III、齿轮IV和2号电机安装架；所述内收/外展模块包括3号电机、齿轮V、齿轮VI、平行四边形机构、3号电机安装架和握把手。进一步地，所述前臂托模块的所述轴向夹紧装置固定在所述换向杆上，所述轴向夹紧装置通过螺钉与所述环形臂托紧固连接，可根据不同人的前臂长度调节所述轴向夹紧装置的位置。进一步地，所述换向模块的远心端是紧固板，所述换向模块的近心端是换向板，两者通过套筒连接，所述换向模块的近心端的换向板与所述换向杆的远心端的换向板通过螺钉紧固连接。进一步地，所述齿轮I固定架与所述换向模块的远心端的紧固板用螺钉连接，所述齿轮I固定支架上的阶梯轴与所述换向模块的套筒连接。进一步地，所述1号电机安装架通过轴承螺钉固定在所述齿轮I固定架上，并与所述U型架以螺钉连接。进一步地，所述下底座通过螺钉与所述U型架连接，所述连接架两头有螺栓孔，通过螺栓分别与所述下底座和所述上底座连接。进一步地，所述齿轮II固定架与所述连接架通过螺钉连接。进一步地，所述2号电机安装架通过轴承螺钉固定在所述齿轮II固定架上，所述3号电机安装架通过轴承螺钉固定在所述上底座上。进一步地，所述齿轮IV通过螺钉固定在所述连接架上，所述齿轮IV可带动所述连接架转动。进一步地，两个所述平行四边形机构的一端分别与所述握把手两头通过螺钉固定，另一端分别与所述下底座和所述上底座活动连接，两个所述平行四边形机构分别可在所述下底座和所述上底座上滑动。本专利技术提出的一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，具有以下技术效果：1、根据腕部的解剖学特点，考虑到对三自由度腕关节训练的需求，通过用三个电机分别单独控制三个自由度，为患者和医生提供了单独的腕关节训练解决方案，减少了前臂对腕关节的代偿作用；2、通过对连杆和齿轮的特殊设计，避免了传统腕关节训练设备的复杂和体积庞大带来的不便，通过连接架为中枢将三个自由度借助整个连接架实现，巧妙利用了双平行四边形机构实现腕关节的内收/外展；3、通过保留换向杆近心端接口，可以方便地与其它上肢训练机构结合用于三自由度训练，通过锁死1号电机、2号电机和3号电机，可以让肢体力量较强的患者利用握把手根据治疗师的治疗方案进行主动训练。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是本专利技术的一个较佳实施例的三自由度腕关节康复训练机构示意图；图2是本专利技术的一个较佳实施例的前臂托模块机构结构示意图；图3是本专利技术的一个较佳实施例的换向模块机构结构示意图；图4是本专利技术的一个较佳实施例的齿轮与电机固定机构结构示意图；图5是本专利技术的一个较佳实施例的转动中枢机构结构示意图；图6是本专利技术的一个较佳实施例的驱动机构结构示意图；图7是本专利技术的一个较佳实施例的动作执行末端机构结构示意图；其中，100-前臂托模块，101-环形臂托，102-轴向夹紧装置，103-换向杆，200-换向模块，300-连接模块，301-齿轮I固定架，302-齿轮II固定架，303-连接架，304-下底座，305-上底座，400-内/外旋模块，401-1号电机，402-U型架，403-齿轮I，404-齿轮II，405-1号电机安装架，500-尺/桡偏模块，501-2号电机，502-齿轮III，503-齿轮IV，504-2号电机安装架，600-内收/外展模块，601-3号电机，602-齿轮V，603-齿轮VI，604-平行四边形机构，605-3号电机安装架，606-握把手。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形式的实施例来得以体现，本专利技术的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本专利技术并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。如图1所示，一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，包括前臂托模块100、换向模块200、连接模块300、内/外旋模块400、尺/桡偏模块500和内收/外展模块600。如图2所示，前臂托模块100包括环形臂托101、轴向夹紧装置102和换向杆103。轴向夹紧装置102通过螺钉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，其特征在于，包括前臂托模块、换向模块、连接模块、内/外旋模块、尺/桡偏模块和内收/外展模块；所述前臂托模块包括环形臂托、轴向夹紧装置和换向杆；所述前臂托模块通过所述换向模块与所述连接模块连接；所述连接模块包括齿轮I固定架、齿轮II固定架、连接架、下底座和上底座；所述内/外旋模块包括1号电机、U型架、齿轮I、齿轮II和1号电机安装架；所述尺/桡偏模块包括2号电机、齿轮III、齿轮IV和2号电机安装架；所述内收/外展模块包括3号电机、齿轮V、齿轮VI、平行四边形机构、3号电机安装架和握把手。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，其特征在于，包括前臂托模块、换向模块、连接模块、内/外旋模块、尺/桡偏模块和内收/外展模块；所述前臂托模块包括环形臂托、轴向夹紧装置和换向杆；所述前臂托模块通过所述换向模块与所述连接模块连接；所述连接模块包括齿轮I固定架、齿轮II固定架、连接架、下底座和上底座；所述内/外旋模块包括1号电机、U型架、齿轮I、齿轮II和1号电机安装架；所述尺/桡偏模块包括2号电机、齿轮III、齿轮IV和2号电机安装架；所述内收/外展模块包括3号电机、齿轮V、齿轮VI、平行四边形机构、3号电机安装架和握把手。


2.如权利要求1所述的用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，其特征在于，所述前臂托模块的所述轴向夹紧装置固定在所述换向杆上，所述轴向夹紧装置通过螺钉与所述环形臂托紧固连接，可根据不同人的前臂长度调节所述轴向夹紧装置的位置。


3.如权利要求1所述的用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，其特征在于，所述换向模块的远心端是紧固板，所述换向模块的近心端是换向板，两者通过套筒连接，所述换向模块的近心端的换向板与所述换向杆的远心端的换向板通过螺钉紧固连接。


4.如权利要求1所述的用于上肢康复的三自由度腕关节康复训练机构，其特征在于，所述齿轮I固定架与所述换向模块的远心端的紧固板用螺钉连接，所述齿轮I固定...

【专利技术属性】
技术研发人员：石萍，余红阳，喻洪流，罗胜利，孟巧玲，方开心，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31