一种多功能上肢康复机器人及其控制方法技术

一种多功能上肢康复机器人及其控制方法，包括：底座，所述底座包括：壳体，所述壳体内设置一与控制模块通信连接的力传感模块；承接机构，所述承接机构传递所受力至所述力传感模块；移动机构，设置于所述壳体底部；摆臂机构，包括摆臂本体，所述摆臂本体一端内部嵌设一与所述控制模块通信连接的微形变力传感机构，所述微形变力传感机构上端可拆卸设置托架，所述摆臂本体远离所述托架的一端可拆卸设置握把。本发明专利技术具有肘部康复协调模式以及腕部康复协调模式，同时可以通过微形变力传感机构监测患者康复情况，结构极为简洁，功能也较为齐全。功能也较为齐全。功能也较为齐全。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能上肢康复机器人及其控制方法


[0001]本专利技术涉及康复机器人
，尤其涉及一种多功能上肢康复机器人及其控制方法。

技术介绍

[0002]康复机器人作为医疗机器人的一个重要分支，它的研究贯穿了康复医学、生物力学、机械学、机械力学等诸多领域，已经成为了国际机器人领域的一个研究热点。目前，康复机器人已经广泛应用到康复护理、假肢和康复治疗等方面。
[0003]然而，现有的上肢康复机器人，为了适应人体手臂多处关节，通常具有极为复杂的结构，整体庞大；同时，现有的上肢康复机器人在具有复杂结构的前提下，单独的功能部件不具备其他的技术效果，也难以评测患者的康复状况。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种多功能上肢康复机器人，本专利技术是这样实现的：
[0005]一种多功能上肢康复机器人，包括：底座，所述底座包括：壳体，所述壳体内设置一与控制模块通信连接的力传感模块；承接机构，所述承接机构传递所受力至所述力传感模块；移动机构，设置于所述壳体底部；摆臂机构，包括摆臂本体，所述摆臂本体一端内部嵌设一与所述控制模块通信连接的微形变力传感机构，所述微形变力传感机构上端可拆卸设置托架，所述摆臂本体远离所述托架的一端可拆卸设置握把。
[0006]作为进一步改进的，所述承接机构具体包括：一贯穿所述壳体上表面的圆柱状安装套筒，以及一套设于所述安装套筒内且高于所述安装套筒的传力杆，所述传力杆传递所受力至所述力传感模块；所述传力杆上端向内收缩形成一台阶面，所述台阶面高于所述安装套筒，所述台阶面的上端为传力杆的测力部，所述台阶面的下端为传力杆的承接部，所述摆臂本体套接于所述测力部的外周且承接于所述承接部之上。
[0007]作为进一步改进的，所述摆臂本体具体包括：托架安装部，所述托架安装部上开设开口，所述开口内设置卡槽，卡槽内嵌设所述微形变力传感机构，所述托架插接于所述开口内且由所述微形变力传感机构承接；握把安装部，低于所述托架安装部，所述握把安装部上开设一供所述测力部穿过的通孔；连接杆，一体成型连接所述托架安装部以及所述握把安装部。
[0008]优选的，处于肘部康复协调模式时，所述托架安装部远离所述托架的一侧设置一旋转接头，所述旋转接头包括旋转座，所述旋转座内设置轴承，所述轴承套接于所述传力杆上。
[0009]作为进一步改进的，所述旋转座两侧向上设置支撑板，所述支撑板可拆卸连接于所述摆臂本体远离所述托架的一侧。
[0010]作为进一步改进的，所述旋转座通过转轴与所述支撑板转动连接，所述转轴包括
转动设置于所述旋转座内的第一转动部，一体成型设置于所述转动部远离所述旋转座一侧的轴柄，所述轴柄卡接于所述支撑板内。。
[0011]作为进一步改进的，所述握把具体包括，圆筒状的手柄，所述手柄靠近所述摆臂本体的一端固接连接套筒。
[0012]优选的，处于肘部康复协调模式时，所述握把安装部远离所述底座一侧表面设置握把安装座，所述握把插接于所述握把安装座上。
[0013]优选的，处于腕部康复协调模式时，所述通孔套接于所述承接部的外周，所述握把插接于所述传力杆上。
[0014]作为进一步改进的，所述微形变力传感机构包括嵌设于所述开口内的形变件，以及设置于所述形变件下端的形变传感器；所述托架包括一弧板状的托架本体，所述托架本体下端设置支撑结构，所述支撑结构包括一抵接于所述微形变力传感机构上端的抵接部，所述抵接部两端朝靠近所述握把一侧的方向延伸形成连接部，所述连接部外周向下延伸形成具有卡扣的卡接部，所述形变件内部卡接于所述卡接部上。
[0015]本专利技术还提供了一种多功能上肢康复机器人的控制方法，应用于如上所述任意一种多功能上肢康复机器人，包括：
[0016]S1.获取患者选择的康复模式，在与所述控制模块通信连接的显示设备上显示相应的游戏界面；
[0017]S2.患者放置患肢后，所述控制模块发出游戏指令并通知患者，所述控制模块获取所述力传感模块以及所述微形变力传感机构传递的力信号，所述控制模块根据力信号变化判断患者是否完成动作；
[0018]S3.多次重复步骤S2；
[0019]S4.存储康复训练过程中的力信号变化数据，完成康复训练。
[0020]本专利技术的优点在于：
[0021]1.通过设置底座与摆臂本体之间的两种不同的连接模式，改变了患者在使用时发力的关节；处于肘部康复协调模式时，摆臂本体靠近托架的一端转动设置于承接机构上，摆臂本体进行摆动的轴心处于托架附近，此时患者的小臂前端或小臂整体放置于托架上，发力的关节为肘关节。
[0022]处于腕部康复协调模式时，摆臂本体靠近握把的一端转动设置于承接机构上，摆臂本体进行摆动的轴心处于握把附近，此时患者的小臂前端或小臂整体放置于托架上，发力的关节为腕关节。
[0023]因此实现了同一个康复机器人机构可以进行两种不同的康复训练或者康复测试活动，整体机构简单，安装方便。
[0024]2.当需要进行康复训练的患者，足以自主抬起小臂，则认为患者处于三级康复状态。本专利技术通过在托架下方设置承接托架的微形变力传感机构，可以精准的采集到患者进行康复训练抬起小臂的过程中的力变化，积极反映患者的康复程度。
[0025]3.通过设置与控制模块通信连接的力传感模块以及移动机构，再通过设置传递所受力至力传感模块的承接机构，实现了双向康复训练。即，患者在进行腕部康复训练时，承接机构将发力方向以及发力大小传递给力传感模块，进而再将力信号传递至控制模块，并由控制模块控制移动机构沿力方向依照患者发力的大小进行移动，进而带动肘部转动，在
康复训练腕部的同时活动肘关节。患者在进行肘部康复训练时，承接机构将发力方向以及发力大小传递给力传感模块，进而再将力信号传递至控制模块，并由控制模块控制移动机构沿力方向依照患者发力的大小进行移动，进而带动肩部移动，在康复训练肘部的同时活动肩关节。
附图说明
[0026]图1为本专利技术其中一个实施例的整体爆炸结构示意图。
[0027]图2为图1实施例的剖面结构示意图。
[0028]图3为图2中A区域局部放大图。
[0029]图4为图1实施例的摆臂本体结构示意图。
[0030]图5为本专利技术托架与微形变力传感机构爆炸结构示意图。
[0031]图6为本专利技术托架结构示意图。
[0032]图7为本专利技术另一实施例的整体结构示意图。
[0033]图8为图7实施例的剖面结构示意图。
[0034]图9为图8中B区域局部放大图。
[0035]图10为图7实施例的摆臂本体结构示意图。
[0036]图11为本专利技术底座结构示意图。
[0037]图12为图11中C区域局部放大示意图。
[0038]图13为本专利技术旋转接头爆炸结构示意图。
[0039]图14为本专利技术旋转接头剖面结构示意图。
[0040]图15为本专利技术一种多功能上肢康复机器人的控制方法本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能上肢康复机器人，其特征在于，包括：底座，所述底座包括：壳体，所述壳体内设置一与控制模块通信连接的力传感模块；承接机构，传递所受力至所述力传感模块；移动机构，设置于所述壳体底部且与所述控制模块通信连接；摆臂机构，包括摆臂本体，所述摆臂本体一端内部嵌设一与所述控制模块通信连接的微形变力传感机构，所述微形变力传感机构上端可拆卸设置托架，所述摆臂本体远离所述托架的一端可拆卸设置握把。2.如权利要求1所述一种多功能上肢康复机器人，其特征在于，所述承接机构具体包括：一贯穿所述壳体上表面的圆柱状安装套筒，以及一套设于所述安装套筒内且高于所述安装套筒的传力杆，所述传力杆传递所受力至所述力传感模块；所述传力杆上端向内收缩形成一台阶面，所述台阶面高于所述安装套筒，所述台阶面的上端为传力杆的测力部，所述台阶面的下端为传力杆的承接部，所述摆臂本体套接于所述测力部的外周且承接于所述承接部之上。3.如权利要求2所述一种多功能上肢康复机器人，其特征在于，所述摆臂本体具体包括：托架安装部，所述托架安装部上开设开口，所述开口内设置卡槽，卡槽内嵌设所述微形变力传感机构，所述托架插接于所述开口内且由所述微形变力传感机构承接；握把安装部，低于所述托架安装部，所述握把安装部上开设一供所述传力杆穿过的通孔；连接杆，一体成型连接所述托架安装部以及所述握把安装部。4.如权利要求3所述一种多功能上肢康复机器人，其特征在于，所述摆臂本体靠近所述托架的一端转动设置于所述承接机构上时，所述托架安装部远离所述托架的一侧设置一旋转接头，所述旋转接头包括旋转座，所述旋转座内设置轴承，所述轴承套接于所述传力杆上。5.如权利要求4所述一种多干能上肢康复机器人，其特征在于，所述旋转座两侧向上设置支撑板，所述支撑板可拆卸连接于所述摆臂本体远离所述托架的一侧。6.如权利要求5所述一种多功能上肢康复机器人，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：李琦，
申请(专利权)人：高平威恩科技有限公司，
类型：发明
国别省市：