一种运动依从性高的上肢康复机器人制造技术

本发明专利技术适用于康复机器人技术领域，提供了一种运动依从性高的上肢康复机器人，包括：腕部扭转机构，用于带动腕部进行掌屈或背伸

【技术实现步骤摘要】
一种运动依从性高的上肢康复机器人


[0001]本专利技术属于康复机器人
，尤其涉及一种运动依从性高的上肢康复机器人
。

技术介绍

[0002]目前上肢运动障碍患者的康复治疗，主要是通过治疗医师对病患进行推拿与按摩，或是通过辅助医师对患者进行辅助康复训练，但是存在人力资源成本高
、
医师经验水平层次不齐以及简单大量的重复性练习易使患者在训练中感到疲劳等问题；且一些康复设备涉及腕部运动的训练较少，或只可以对腕部进行单一的掌屈
、
背伸
、
尺偏或者桡偏运动训练，而实际生活中腕部的运用是十分灵活的，这种单一方向的训练不贴合患者的日常腕部运动，康复训练效果不佳
。
[0003]当前市面上的一些上肢康复运动设备，虽然可以带动患肢进康复运动，但大多忽略了手臂运动的一些细节，例如当人的前臂在旋转时，并非尺骨和桡骨一同旋转，实际上尺骨并未进行转动，而是桡骨以肘关节为原点，以一定的偏角带动前臂转动；当人的肩部做外展运动时，肩部的瞬时轴心有一定的向身体内侧和向上的偏移；内收时略微沉肩，肩部的瞬时轴心有一定的向身体外侧和向下的偏移，而这些康复运动中的细节，影响着患者康复训练效果和运动舒适性
。

技术实现思路

[0004]本专利技术实施例的目的在于提供一种运动依从性高的上肢康复机器人，旨在解决上述
技术介绍
中存在的问题
。
[0005]本专利技术实施例是这样实现的，一种运动依从性高的上肢康复机器人，包括：腕部扭转机构，用于带动腕部进行掌屈或背伸
、
尺偏或桡偏运动；前臂旋转屈伸机构，与所述腕部扭转机构相连，用于带动前臂进行旋转运动，所述前臂旋转屈伸机构靠近肘部处具有被动自由度，用于带动前臂旋转屈伸机构主体部分依从前臂的旋转运动；上臂调整机构，与所述前臂旋转屈伸机构相连，用于带动肘部进行屈伸运动，所述上臂调整机构靠近肩部处具有被动自由度，用于带动上臂调整机构的轴心依从肩部的瞬时轴心进行调整；肩部运动机构，与所述上臂调整机构相连，用于带动肩部进行内收或外展
、
内旋或外旋运动
。
[0006]优选地，所述腕部扭转机构包括：腕部支架；腕部减速电机，安装在所述腕部支架上，所述腕部减速电机的输出轴与腕部小直齿轮相连接；腕部大直齿轮，安装在所述腕部支架上，所述腕部小直齿轮与腕部大直齿轮连续
啮合；球齿圆盘，与所述腕部大直齿轮同轴连接，所述球齿圆盘的旋转中心偏置；球齿轮手柄，安装在弧形保持架中，与所述弧形保持架同轴配合，所述球齿轮手柄上设有凸齿圈与球齿圆盘上的凹齿圈啮合，所述弧形保持架安装在腕部支架上，用于带动腕部进行掌屈或背伸
、
尺偏或桡偏运动
。
[0007]优选地，所述腕部扭转机构还包括：弧形连接架，通过弧形架固定器安装在腕部支架上；弧形齿，嵌入安装在所述弧形连接架中，所述弧形齿上设有弧形齿固定块与弧形连接架相连接；护腕挡板，安装在腕部支架上，位于弧形连接架的内侧
。
[0008]优选地，所述前臂旋转屈伸机构包括：前臂调长板，所述前臂调长板上安装有前臂夹持组件，所述前臂调长板靠近腕部扭转机构的一侧设有安装杆；前臂电机架，连接在所述安装杆上，所述前臂电机架上设有前臂减速电机，所述前臂减速电机的输出端通过前臂联轴器与前臂大直齿轮相连，所述前臂大直齿轮与前臂小直齿轮连续啮合；前臂齿轮架固定器，连接在所述安装杆上；前臂齿轮架，安装在所述前臂齿轮架固定器上，所述前臂齿轮架上的弧形凸台与所述弧形连接架上的弧形凹槽相配合，所述前臂齿轮架上连接有前臂滚轮轴，所述前臂滚轮轴上套设有前臂滚轮，所述前臂滚轮与弧形连接架内弧相切滚动，所述前臂大直齿轮和前臂小直齿轮分别安装在前臂齿轮架中，所述前臂小直齿轮与弧形齿连续啮合，用于带动前臂转动；前臂连轴架，连接在所述前臂调长板远离腕部扭转机构的一侧，所述前臂调长板的中心孔与短轴键连接；前臂旋转架，所述前臂旋转架中安装有轴承与短轴相连接，所述短轴上安装有肘部大锥齿轮；肘部屈伸轴，安装在前臂旋转架上，与上臂调整机构相连，所述肘部屈伸轴上设有轴套，所述轴套上安装有肘部小锥齿轮与肘部大锥齿轮连续啮合，所述短轴
、
肘部小锥齿轮和肘部大锥齿轮配合用于形成被动自由度，所述短轴用于带动前臂旋转屈伸机构主体部分依从前臂的旋转运动
。
[0009]优选地，所述前臂夹持组件包括：前臂夹持座，安装在所述前臂调长板上，所述前臂夹持座中设有前臂夹持轴；前臂夹持板，套设在所述前臂夹持轴上，所述前臂夹持板和前臂夹持座之间设有前臂夹持弹性件，所述前臂夹持弹性件套设在前臂夹持轴上，用于适应前臂尺寸并夹持
。
[0010]优选地，所述上臂调整机构包括：上臂杆件，所述上臂杆件上设有上臂夹持组件；上臂调长板，连接在上臂杆件的一端，安装在所述肘部屈伸轴上；肘部电机固定架，安装在所述上臂调长板上，所述肘部电机固定架上设有肘部屈伸减速电机，所述肘部屈伸减速电机的输出轴上安装有电机小带轮；
上臂驱动带，所述上臂驱动带套设在电机小带轮和前臂旋转架的端槽内，用于将转动传递给前臂旋转架，带动肘部进行屈伸运动；肩部主架，连接在上臂杆件的另一端，所述肩部主架上安装有肩部连接板，肩部连接板上连接有肩部滑块，所述肩部滑块安装在肩部滑块固定板上，所述肩部滑块固定板与肩部运动机构相连，用于形成被动自由度，带动上臂调整机构的轴心依从肩部的瞬时轴心进行调整
。
[0011]优选地，所述上臂夹持组件包括：上臂夹持座，安装在所述上臂杆件上，所述上臂夹持座中设有安装轴；上臂夹持板，套设在所述安装轴上，所述上臂夹持板和上臂夹持座之间设有上臂夹持弹性件，所述上臂夹持弹性件套设在安装轴上，用于适应上臂尺寸并夹持
。
[0012]优选地，所述肩部运动机构包括：机械臂主支座，所述机械臂主支座上安装有机械臂调高柱，所述机械臂调高柱上设有肩部主支撑横架；肩部内外旋减速电机，安装在所述肩部主支撑横架上，所述肩部内外旋减速电机的输出轴与肩部次支撑横架相连接，所述肩部次支撑横架与肩部纵向电机固定架相连接；肩部内收外展减速电机，安装在所述肩部纵向电机固定架上，所述肩部内收外展减速电机与肩部滑块固定板键连接，用于带动肩部进行内收或外展
、
内旋或外旋运动
。
[0013]本专利技术实施例提供的一种运动依从性高的上肢康复机器人，针对现有技术中的不足，设置有腕部扭转机构
、
前臂旋转屈伸机构
、
上臂调整机构和肩部运动机构，其中腕部扭转机构可实现患者腕部掌屈
、
背伸和尺偏
、
桡偏的协同运动训练，更加贴合手腕的日常活动需求，同时肘部和肩部两个被动自由度使得训练时机构具有运动依从性，能够根据患肢的运动而进行机构位置的微调，具有更高的训练质量和舒适性
。
附图说明
[0014]图1为本专利技术实施例提供的一种运动依从性高的上肢康复机器人的立体结构图；图2为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种运动依从性高的上肢康复机器人，其特征在于，包括：腕部扭转机构（1），用于带动腕部进行掌屈或背伸
、
尺偏或桡偏运动；前臂旋转屈伸机构（2），与所述腕部扭转机构（1）相连，用于带动前臂进行旋转运动，所述前臂旋转屈伸机构（2）靠近肘部处具有被动自由度，用于带动前臂旋转屈伸机构（2）主体部分依从前臂的旋转运动；上臂调整机构（3），与所述前臂旋转屈伸机构（2）相连，用于带动肘部进行屈伸运动，所述上臂调整机构（3）靠近肩部处具有被动自由度，用于带动上臂调整机构（3）的轴心依从肩部的瞬时轴心进行调整；肩部运动机构（4），与所述上臂调整机构（3）相连，用于带动肩部进行内收或外展
、
内旋或外旋运动
。2.
根据权利要求1所述的运动依从性高的上肢康复机器人，其特征在于，所述腕部扭转机构（1）包括：腕部支架（
108
）；腕部减速电机（
107
），安装在所述腕部支架（
108
）上，所述腕部减速电机（
107
）的输出轴与腕部小直齿轮（
110
）相连接；腕部大直齿轮（
112
），安装在所述腕部支架（
108
）上，所述腕部小直齿轮（
110
）与腕部大直齿轮（
112
）连续啮合；球齿圆盘（
111
），与所述腕部大直齿轮（
112
）同轴连接，所述球齿圆盘（
111
）的旋转中心偏置；球齿轮手柄（
106
），安装在弧形保持架（
109
）中，与所述弧形保持架（
109
）同轴配合，所述球齿轮手柄（
106
）上设有凸齿圈与球齿圆盘（
111
）上的凹齿圈啮合，所述弧形保持架（
109
）安装在腕部支架（
108
）上，用于带动腕部进行掌屈或背伸
、
尺偏或桡偏运动
。3.
根据权利要求2所述的运动依从性高的上肢康复机器人，其特征在于，所述腕部扭转机构（1）还包括：弧形连接架（
104
），通过弧形架固定器（
105
）安装在腕部支架（
108
）上；弧形齿（
102
），嵌入安装在所述弧形连接架（
104
）中，所述弧形齿（
102
）上设有弧形齿固定块（
101
）与弧形连接架（
104
）相连接；护腕挡板（
103
），安装在腕部支架（
108
）上，位于弧形连接架（
104
）的内侧
。4.
根据权利要求3所述的运动依从性高的上肢康复机器人，其特征在于，所述前臂旋转屈伸机构（2）包括：前臂调长板（
210
），所述前臂调长板（
210
）上安装有前臂夹持组件，所述前臂调长板（
210
）靠近腕部扭转机构（1）的一侧设有安装杆；前臂电机架（
211
），连接在所述安装杆上，所述前臂电机架（
211
）上设有前臂减速电机（
212
），所述前臂减速电机（
212
）的输出端通过前臂联轴器（
213
）与前臂大直齿轮（
214
）相连，所述前臂大直齿轮（
214
）与前臂小直齿轮（
216
）连续啮合；前臂齿轮架固定器（
217
），连接在所述安装杆上；前臂齿轮架（
215
），安装在所述前臂齿轮架固定器（
217
）上，所述前臂齿轮架（
215
）上的弧形凸台与所述弧形连接架（
104
）上的弧形凹槽相配合，所述前臂齿轮架（
215
）上连接有前臂滚轮轴（
218
），所述前臂滚轮轴（
218
）上套设有前臂滚轮（
219
），所述前臂滚轮（
219
）与弧
形连接架（
104
）内弧相切滚动，所述前臂大直齿轮（
214
）和前臂小直齿轮（
216
）分别安装在前臂齿轮架（
215
）中，所述前臂小直齿轮（
216
）与弧形齿（
102
）连续啮合，用于带动前臂转动；前臂连轴架（
205
），连接在所述前臂调长板（
210
）远离腕部扭转机构（1）的一侧，所述前臂调长板（
210
）的中心孔与短轴键连接；前臂旋转架（
204
），所述前臂旋转架（
204
）中安装有轴承与短轴相连接，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宪华，徐玉杰，姚玉龙，贾小宇，罗耀，
申请(专利权)人：安徽理工大学，
类型：发明
国别省市：