直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器制造技术

本实用新型专利技术提供一种直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器。根据人体腕关节生理结构特点，针对腕关节掌屈/背伸、尺偏/桡偏以及内旋/外旋三种运动，可实现单自由度主、被动专项锻炼和三自由度主、被动复合锻炼。本实用新型专利技术还采用一种腕关节云手疗法，可实现腕关节多自由度复合康复理疗锻炼，并以直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器为对象提供云手疗法的控制方法，通过在患者术后进行早期干预锻炼，预防腕关节产生肌肉粘连、软骨退变等各类并发症，可加快腕关节功能的恢复。可加快腕关节功能的恢复。可加快腕关节功能的恢复。

【技术实现步骤摘要】
直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器


[0001]本技术属于康复理疗
，具体涉及一种的直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器。

技术介绍

[0002]随着社会老龄化的加剧、交通事故及自然灾害的增多，腕关节作为人体上肢在支撑和推拉等运动过程的较大负荷部位，在日常生活和体育运动中损伤风险增大。手腕处骨骼肌肉结构复杂、功能多样，腕关节的损伤将直接影响上肢活动的灵敏度和准确性。损伤发生后，为确保愈合效果通常会采取手术或固定的治疗手段，腕关节长时间固定将导致纤维粘连、肌肉萎缩、关节囊组织退变等附加病变。科学的腕关节康复锻炼通过合理增大关节活动度、增强肌肉力量，可预防和减缓关节僵硬、软骨退变等各类并发症，加快腕关节功能的恢复。现有腕关节康复仪器存在结构复杂、穿戴不变、运动功能单一等缺陷，且现有串联、串并混联以及软体穿戴等构型基础上很难将以上问题统一解决。

技术实现思路

[0003]针对上述腕关节康复仪器存在的不足，本技术提供一种直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器。该技术针对腕关节掌屈/背伸、尺偏/桡偏以及内旋/外旋三种运动，可实现单自由度主、被动专项锻炼和三自由度主、被动复合锻炼。本技术还采用一种腕关节云手疗法，通过在患者术后进行早期干预锻炼，预防腕关节产生肌肉粘连、软骨退变等各类并发症，可加快腕关节功能的恢复。
[0004]本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器，包括底板、立板、小臂支撑座、前端关节模块、中间关节模块、末端关节模块、前端关节臂、中间关节臂、末端关节臂、握把、两个前端限位销、两个中间限位销和两个末端限位销。其中，所述底板与立板相互垂直联接，所述小臂支撑座安装在底板上。所述前端关节臂由相互垂直的水平板和垂直板组成，前端关节模块的输出轴通过A型键固定于前端关节臂的垂直板，中间关节模块的输出轴安装前端关节臂的水平板上，安装前端关节臂的水平板上，末端关节模块安装在中间关节臂的垂直板上，所述末端关节模块通过A型键固定于末端关节臂，所述前端关节臂、中间关节臂、末端关节臂的输出轴回转轴线交于一点，末端关节臂上加工长通孔，所述握把固定于所述末端关节臂的长孔内，两个前端限位销安装在立板上，两个中间限位销安装在前端关节臂的水平板上，两个末端限位销安装在中间关节臂的垂直板上。
[0005]所述前端关节模块由电机固定架、13N
·
m关节电机、第一法兰、盘型静态扭矩传感器、第二法兰、弹性联轴器、弹性关节轴、第一端盖、端盖螺栓和电机固定架组成；所述中间关节模块与末端关节模块均由电机固定架、7N
·
m关节电机、第一法兰、盘型静态扭矩传感器、第二法兰、弹性联轴器、前端关节轴、端盖和端盖螺栓组成。
[0006]所述两个前端限位销将所述前端关节臂的活动范围限制在
‑
80
°
～80
°
，所述两个
中间限位销将所述中间关节臂的活动范围限制在
‑
50
°
～50
°
，所述两个末端限位销将所述末端关节臂的活动范围限制在
‑
30
°
～25
°
。
[0007]调节所述握把在末端关节臂长通孔内的位置，使握把中心点至所述前端关节臂、中间关节臂和末端关节臂的输出轴回转轴线交点的距离为康复者握持中心点至腕关节回转中心的距离。
[0008]与现有技术相比，本技术的有益效果是：直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器与现有的串联结构腕关节康复器相比方便穿戴、稳定可靠，相较于串、并混联结构腕关节康复器，其结构紧凑、控制方便，云手疗法相较单自由度康复理疗能够实现腕关节多自由度康复理疗。
附图说明
[0009]图1是对置式三自由度腕关节康复理疗器结构示意图；
[0010]图2是关节模块结构的分解示意图；
[0011]图3是云手疗法空间轨迹曲线。
[0012]在上述附图中，1
‑
底板，2
‑
立板，3
‑
小臂支撑座，4
‑
前端关节模块，5
‑
中间关节模块，6
‑
末端关节模块，7
‑
前端关节臂，8
‑
中间关节臂，9
‑
末端关节臂，10
‑
握把，11
‑
两个前端限位销，12
‑
两个中间限位销，13
‑
两个末端限位销，31
‑
关节电机固定架，32
‑
13N
·
m关节电机，32
ˊ
‑
7N
·
m关节电机，33
‑
第一法兰，34
‑
盘型静态扭矩传感器，35
‑
第二法兰，36
‑
弹性联轴器，37
‑
前端关节轴，38
‑
端盖，39
‑
端盖螺栓。
具体实施方式
[0013]实施例
[0014]下面结合实施例对本技术作进一步的详细说明。
[0015]参见图1、图2，一种直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器，小臂支撑座3安装在底板1上，立板2垂直于底板1固定，所述前端关节模块4固定在立板2上，前端关节模块4的输出轴通过A型键与前端关节臂7的垂直板联接，中间关节模块5与前端关节臂7的水平板固定，中间关节模块5的输出轴通过A型键与中间关节臂8水平板联接，末端关节模块6固定于中间关节臂8的垂直板，末端关节模块6的输出轴通过A型键与末端关节臂9联接。前端关节臂7、中间关节臂8和末端关节臂9的回转轴线交于一点，所述末端关节臂9上设置长通孔，所述握把10固定在所述末端关节臂9的长通孔内。根据人体腕部关节生理结构特点在每个关节臂处均设置有机械限位销，其中，所述立板2上设置两个前端限位销11将前端关节臂7的活动范围限制在
‑
80
°
～80
°
之间，通过在前端关节臂7水平板上设置两个中间限位销12将中间关节臂8的活动范围限制在
‑
50
°
～50
°
之间，所述中间关节臂8的垂直板上安装两个末端限位销13将末端关节臂9的活动范围限制在
‑
30
°
～25
°
之间。末端关节臂9上设置长通孔，调节所述握把10在末端关节臂9长通孔内的安装位置，使握把10的中心点至关节臂回转中心交点距离为康复者握持中心点至腕关节回转中心的距离。
[0016]所述直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器具备被动和主动康复锻炼模式：其中在被动康复锻炼模式下可根据不同患者腕部受伤的关节进行单自由度专项康复锻炼和三自由度复合康复锻炼，在主动康复锻炼模式下可根据不同患者腕部恢复程度进行单自由本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器，所述理疗器包括底板(1)、立板(2)、小臂支撑座(3)、前端关节模块(4)、中间关节模块(5)、末端关节模块(6)、前端关节臂(7)、中间关节臂(8)、末端关节臂(9)、握把(10)、两个前端限位销(11)、两个中间限位销(12)和两个末端限位销(13)，其特征在于：所述底板(1)与立板(2)相互垂直固定，所述小臂支撑座(3)安装在底板(1)上；所述前端关节臂(7)由相互垂直的水平板和垂直板组成，前端关节模块(4)的输出轴通过A型键固定于前端关节臂(7)的垂直板，中间关节模块(5)安装前端关节臂(7)的水平板上，所述中间关节模块(5)的输出轴通过A型键固定于中间关节臂(8)的水平板，末端关节模块(6)安装在中间关节臂(8)的垂直板上，所述末端关节模块(6)的输出轴通过A型键固定于末端关节臂(9)，所述前端关节臂(7)、中间关节臂(8)、末端关节臂(9)的回转轴线交于一点，末端关节臂(9)上加工长通孔，所述握把(10)安装在所述末端关节臂(9)的长孔内，两个前端限位销(11)安装在立板(2)上，两个中间限位销(12)安装在前端关节臂(7)的水平板上，两个末端限位销(13)安装在中间关节臂(8)的垂直板上。2.根据权利要求1所述的直驱对置式三自由度腕关节康复理疗器，其特征在于：所述前端关节模块(4)由13N
·
m关节电机(32)、第一法兰(33)、盘型静态扭矩传感器(34)、...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨广辉，刘大伟，杨潇，齐效文，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：新型
国别省市：