CN104970943A - 上肢康复机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种上肢康复机器人，所述上肢康复机器人包括：能上下垂直移动并能绕轴中心线转动的升降主轴（24）；安装在主轴顶端的能沿水平方向伸缩的伸缩臂（23），垂直连接所述升降主轴（24）；能在水平面内转动的手托装置（25），铰接在所述伸缩臂（23）上。本发明通过升降主轴下垂直移动并转动、以及伸缩臂的水平移动，可以实现四个自由度的运动，因而可以实现灵活多变的康复训练。
Description
技术领域
本发明涉及一种上肢康复机器人。
背景技术
由中风、头部伤害或者脊髓手术导致的损伤经常导致病人多个肌肉群运动功能的受损。神经重塑行理论已经证明重复运动和康复训练能使病人重新恢复部分或者大部分运动功能。重复性训练十分枯燥，并且对于治疗师来说是劳动密集及无效率的工作，对于治疗师来说,重复的对病人进行训练是非常枯燥,高强度和低效的,因为治疗师只对病人进行治疗，协助病人进行全方位的康复训练。
综上所述，现有技术中存在以下问题：没有能够帮助康复训练的具有多个自由度的上肢康复机器人。
发明内容
本发明提供一种上肢康复机器人，以解决现有技术没有能够帮助康复训练的具有多个自由度的上肢康复机器人。
为此，本发明提出一种上肢康复机器人，所述上肢康复机器人包括：
能上下垂直移动并能绕主轴中心线转动的升降主轴24，升降主轴垂直水平面；
能沿水平方向伸缩的伸缩臂23，垂直连接所述升降主轴24，例如，伸缩臂23在伸缩臂支架16中移动，伸缩臂支架16连接升降主轴24；
能在水平面内转动的手托装置25，铰接在所述伸缩臂23上。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴24并驱动所述升降主轴24上下垂直移动的升降电机59。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴24并驱动所述升降主轴24转动的旋转电机57。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：连接所述伸缩臂23并驱动所述伸缩臂23伸缩的伸缩电机56。
进一步地，所述升降主轴24为丝杠，所述上肢康复机器人还包括：与所述升降主轴24连接的升降丝杠导轨58。
进一步地，所述伸缩电机56通过丝杠传动驱动所述伸缩臂23。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：位置传感器，连接在手托装置25上。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：多维的力传感器，连接所述伸缩臂。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：支撑所述升降主轴24的底座55、以及包围在所述底座55外并连接所述底座55的外壳20，所述外壳20的底部设有脚轮21。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：设置在所述外壳20上的面向用户的第一显示器17和/或背向用户的第二显示器19。
本发明通过升降主轴24上下垂直移动并能在水平面内转动、以及伸缩臂23的水平移动，可以实现四个自由度的运动，因而可以实现灵活多变的康复训练。
附图说明
图1为本发明实施例的上肢康复机器人的整体结构示意图；
图2为本发明实施例的上肢康复机器人的内部结构。
附图标号说明：
16伸缩臂支架 17第一显示器 19第二显示器 20外壳 21脚轮 23伸缩臂24升降主轴 25手托装置 55底座 56伸缩电机 57旋转电机 58丝杠导轨 59升降电机 53力传感器 60线性滑块 63手托基座
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明。
如图2所示，本发明实施例的上肢康复机器人包括：
能上下垂直移动并能绕轴中心线转动的升降主轴24，升降主轴垂直水平面；
能沿水平方向伸缩的伸缩臂23，垂直连接在所述升降主轴24的顶端；
能在水平面内转动的手托装置25，铰接在所述伸缩臂23上，手托装置25例如为圆弧形或圆环形，用于将人手托住。康复训练时，人手放在手托装置25上，通过升降主轴24上下垂直移动并能在水平面内转动、以及伸缩臂23的水平移动，可以实现四个自由度的运动，因而可以实现灵活多变的康复训练。
进一步地，如图2所示，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴24并驱动所述升降主轴24上下垂直移动的升降电机59。通过升降电机59的驱动，可以方便快速的实现升降主轴24上下垂直移动。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴24并驱动所述升降主轴24转动的旋转电机57，旋转电机57设置在升降主轴24的下端，以方便快速的实现升降主轴24的快速转动。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：连接所述伸缩臂23并驱动所述伸缩臂23伸缩的伸缩电机56，伸缩电机56位于伸缩臂23远离手托装置25的一端，以快速驱动伸缩臂23水平方向的伸缩。
进一步地，所述升降主轴24为丝杠，所述上肢康复机器人还包括：与所述升降主轴24连接的升降丝杠导轨58，升降主轴24固定于随导轨滑动的线性滑块60块上，沿着升降丝杠导轨58滑动，限定了升降主轴24上下垂直移动。
进一步地，所述伸缩电机56通过一级同步带传动带动丝杠转动，丝杠传动驱动所述固定于线性滑块上的伸缩臂23，确保伸缩臂23的移动稳定、精确。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：位置传感器，位置传感器连接在手托装置25上，以实时反馈手托装置25的位置。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：多维力传感器53，连接所述伸缩臂。手托装置25的底部具有手托基座63，手托基座63连接在伸缩臂23的端部，力传感器53位于手托基座63的下部，力传感器53检测手托装置25处的三个线性力量和三个旋转力矩，无论伸缩臂25在水平方向上如何移动，垂直方向的力总是与垂直方向上的运动一致。无论伸缩臂25如何旋转，水平方向上检测的力总是来自水平方向上伸缩臂25正确方向上的力。
进一步地，如图1，所述上肢康复机器人还包括：支撑所述升降主轴24的底座55、以及包围在所述底座55外并连接所述底座55的外壳20，如图1，所述底座的底部设有脚轮21，方便上肢康复机器人的整体移动。外壳20将升降电机59、旋转电机57、丝杠导轨58和线性滑块60等传动部件包裹起来，保护这些传动部件，也增加了上肢康复机器人的安全性。
进一步地，所述上肢康复机器人还包括：设置在所述外壳20上的面向用户的第一显示器17和/或背向用户的第二显示器19。位置传感器和力传感器53分别反馈手托装置25的位置和受力情况，所述上肢康复机器人还包括：位于外壳20内的控制器（图中未示出），控制器连接位置传感器和力传感器53，处理位置传感器和力传感器53反馈的信息，控制器还连接第一显示器17和/或背向用户的第二显示器19，将位置传感器反馈的手托装置25的位置显示在第一显示器17和/或背向用户的第二显示器19，可以使用户自己可以看到手托装置25的位置或训练效果，还可以使治疗师方便的看到手托装置25的位置或训练效果。第二显示器19上还可以为触摸屏，以便向控制器发出命令，输入操作指令。
本发明通过位置传感器和力传感器53分别反馈手托装置25的位置和受力情况，因而可以及时掌握康复训练的情况，做出相应的调整。通过第一显示器17和/或背向用户的第二显示器19，可以使用户自己可以看到手托装置25的位置或训练效果，还可以使治疗师方便的看到手托装置25的位置或训练效果，向治疗师提供命令的执行与监督。
以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。为本发明的各组成部分在不冲突的条件下可以相互组合，任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作出的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。
Claims (10)
1.一种上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人包括：
能上下垂直移动并能绕轴中心线转动的升降主轴（24），升降主轴（24）垂直水平面；
能沿水平方向伸缩的伸缩臂（23），垂直连接所述升降主轴（24）；
能在水平面内转动的手托装置（25），铰接在所述伸缩臂（23）上。
2.如权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴（24）并驱动所述升降主轴（24）上下垂直移动的升降电机（59）。
3.如权利要求2所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：连接所述升降主轴（24）并驱动所述升降主轴（24）转动的旋转电机（57）。
4.如权利要求3所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：连接所述伸缩臂（23）并驱动所述伸缩臂（23）伸缩的伸缩电机（56）。
5.如权利要求4所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述升降主轴（24）为丝杠，所述上肢康复机器人还包括：与所述升降主轴（24）连接的升降丝杠导轨（58）。
6.如权利要求5所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述伸缩电机（56）通过丝杠传动驱动所述伸缩臂（23）。
7.如权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：位置传感器，连接在手托装置（25）上。
8.如权利要求7所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：多维的力传感器，连接所述伸缩臂。
9.如权利要求8所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：支撑和连接所述升降主轴（24）的底座（55）、以及包围在所述底座（55）外并连接所述底座（55）的外壳（20），所述底座（55）的底部设有脚轮（21）。
10.如权利要求9所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上肢康复机器人还包括：设置在所述外壳（20）上的面向用户的第一显示器（17）和/或背向用户的第二显示器（19）。
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