CN106726350A - 一种绳驱动肘腕康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上。该康复机器人针对肘腕损伤患者进行全方位的康复训练，能够实现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的转动和肘关节屈曲/伸展一个自由度的转动。既可以进行单个自由度的训练，也可以进行多自由度协同训练，满足患者舒适性、安全性、柔弹性的要求，同时具有重量轻，连续性好、运动冲击小的优点。

Description

一种绳驱动肘腕康复机器人

技术领域

本发明涉及康复医疗器械领域，具体是一种绳驱动肘腕康复机器人。

背景技术

人的大多活动需要手来完成，而手的运动通常需要腕关节、肘关节等多个关节的配合。当摔倒等意外发生时，多数人习惯用手部来进行支撑，这往往会造成腕关节和肘关节的损伤。此外，中风、交通事故、体育活动意外导致肘腕关节损伤患者大量增加，此时需要执行特定动作进行康复训练，如不能得到及时和彻底的治疗，容易造成反复扭伤和功能缺失。随着人口老龄化的加剧、自然灾害增多，肘腕关节损伤的发病率也在逐年增加。相关临床医学证明，正确、科学的上肢关节康复训练对于肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用，不仅能够维持关节活动度、防止关节挛缩和粘连，而且能明显提高患者运动功能的最终康复程度。康复机构的使用，可以减少物理治疗师的工作量，提高他们的工作效率，让他们照顾更多的病人。

目前现有的可用于肘腕关节康复的机器人可以分为两类，一类是专门用于肘关节或者腕关节单个关节康复的机器人，一类是用于整个上肢康复的机器人。用于单个关节康复的机器人，通常只有一个自由度，功能单一，无法满足对肘腕关节的全面训练。用于整个上肢康复的机器人存在体积大、重量大、惯性冲击大、柔顺性差，不能满足患者舒适性，柔弹性的需求，也无法使患者肘腕关节进行最佳训练。目前国内的上肢康复机器人采用串联机构设计，比如，机器人结构尺寸大，机械臂重量大，大部分机器人驱动系统位于机械臂上，惯性冲击大，连续性差。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种绳驱动肘腕康复机器人。该康复机器人针对肘腕损伤患者进行全方位的康复训练，能够实 现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的转动和肘关节屈曲/伸展一个自由度的转动。既可以进行单个自由度的训练，也可以进行多自由度协同训练，满足患者舒适性、安全性、柔弹性的要求，同时具有重量轻，连续性好、运动冲击小的优点。

本发明解决所述技术问题的技术方案是，提供一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上；

所述驱动系统包括肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块；肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块的结构和安装方式完全相同；

所述肘部驱动模块包括肘部电动推杆支架、肘部第一张紧装置、肘部套管第一固定架、肘部电动推杆、肘部调线组件、肘部第一调线钉、肘部第二调线钉、肘部套管第二固定支架和肘部第二张紧装置；所述肘部电动推杆支架、肘部套管第一固定架和肘部套管第二固定支架安装在驱动系统的架体上；所述肘部电动推杆安装在肘部第一电动推杆支架和肘部套管第一固定支架上；所述肘部调线组件连接安装在肘部电动推杆的输出端；所述肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一调线钉和肘部第二调线钉安装在肘部调线组件上；所述肘部第一张紧装置和肘部第二张紧装置的结构相同；

所述大臂支撑系统包括大臂支撑平台、电动推杆第一安装架、电动推杆、电动推杆第二安装架、大臂升降台调节旋钮、大臂支撑板、大臂支撑架、大臂绷带、大臂升降平台和机构支撑架；所述大臂支撑平台安装在移动支撑系统的架体上；所述机构支撑架固定在大臂支撑平台上；所述机构支撑架、大臂支撑架和U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在一起；所述电动推杆的两端分别通过电动推杆第一安装架和电动推杆第二安装架安装在大臂支撑架和大臂支 撑平台之间；所述大臂升降平台安装在大臂支撑架上；所述大臂支撑板安装在大臂升降平台上；所述大臂支撑板上安装有大臂绷带；所述大臂升降平台上具有大臂升降台调节旋钮；

所述肘部训练系统包括第一转轴、U形支撑板、第二转轴、输出轮、肘部第二钢丝绳、肘部第一钢丝绳、肘部套管固定件、肘部第二套管和肘部第一套管；所述U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在机构支撑架上；所述U形支撑板的一端通过轴承安装在第一转轴上；U形支撑板的另一端和输出轮安装在第二转轴上；所述大臂支撑架通过轴承安装在第一转轴和第二转轴上；所述肘部套管固定件固定在机构支撑架上；所述肘部第一套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一钢丝绳位于肘部第一套管内，其一端通过第一调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述肘部第二钢丝绳位于肘部第二套管内，其一端通过肘部第二调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；

所述小臂支撑系统包括小臂支撑第一连杆、小臂支撑板、小臂升降平台、小臂绷带和小臂支撑第二连杆；所述小臂支撑第一连杆的一端固定在U形支撑板上；所述小臂支撑第二连杆开有凹槽，小臂支撑第一连杆的另一端插入小臂支撑第二连杆的凹槽内，通过锁紧螺钉锁紧；所述小臂升降平台固定在小臂支撑第一连杆中部；所述小臂支撑板安装在小臂升降平台上；所述小臂支撑板上安装有小臂绷带；所述小臂升降平台上具有小臂升降平台旋钮；

所述腕部训练系统包括腕部第一套管、腕部第一钢丝绳、旋转内环、旋转支座、腕部第二套管、腕部第二钢丝绳、连接板、定平台、第一虎克铰、第一虎克铰安装板、弧形连接板、屈伸转轴、第一点铰、第二虎克铰、第二虎克铰安装板、第二点铰、动平台、动平台连接板、手柄、第三点铰、第三虎克铰、第三虎克铰安装板、第四点铰、收展转轴、第四虎克铰安装板、第四虎克铰、腕部第四套管、腕部第六套管、腕部第六钢丝绳、腕部第四钢丝绳、腕部第五 钢丝绳、腕部第三钢丝绳、腕部第五套管和腕部第三套管；所述旋转支座安装在小臂支撑第二连杆上；所述旋转内环通过滚针轴承安装在旋转支座上；旋转内环上开有凹槽；所述腕部第一套管和腕部第二套管的一端固定在小臂支撑第二连杆上，另一端安装在腕部第一驱动模块上；所述腕部第一钢丝绳位于腕部第一套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述腕部第二钢丝绳位于腕部第二套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述定平台通过连接板与旋转内环固定连接；所述第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰和第四虎克铰分别通过第一虎克铰安装板、第二虎克铰安装板、第三虎克铰安装板和第四虎克铰安装板均匀地安装在定平台上，相互之间间距相同；所述弧形连接板的一端通过收展转轴安装在定平台上；所述动平台连接板的一端通过屈伸转轴安装在弧形连接板的另一端；所述手柄安装在动平台连接板上，通过手柄锁紧钉锁紧；所述动平台固定在动平台连接板的另一端；所述腕部第四套管和腕部第三套管的一端分别固定在第一虎克铰和第三虎克铰上，另一端安装在腕部第二驱动模块上；所述腕部第四钢丝绳位于腕部第四套管内，其一端固定在第一点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第三钢丝绳位于腕部第三套管内，其一端固定在第三点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第六套管和腕部第五套管的一端分别固定在第二虎克铰和第四虎克铰上，另一端安装在腕部第三驱动模块上；所述腕部第六钢丝绳位于腕部第六套管内，其一端固定在第二点铰上，另一端与腕部第三驱动模块连接；所述腕部第五钢丝绳位于腕部第五套管内，其一端固定在第四点铰上，另一端与腕部第三驱动模块连接。

与现有技术相比，本发明有益效果在于：

1、该康复机器人能够根据不同体型的患者进行大臂和小臂支撑高度的调节，使得康复机器人的旋转中心与患者肘腕关节的旋转中心重合，更加舒适和安全。

2、该康复机器人采用套管钢丝绳的驱动方式，质量轻，惯性冲击小，而且可以将训练系统与驱动系统分离，减小患者的负载。

3、该康复机器人的腕部训练系统的旋转部分与肘部训练系统的旋转部分串联，腕部训练系统本身具有并联机构，这样构成的串并混联机构增加了康复机器人的灵活性，可以进行肘腕协同训练或者单个关节训练。

4、该康复机器人腕部采用并联机构实现腕部关节的屈曲/伸展、内收/外展的康复训练，具有更好的连续性、安全性、稳定性，采用四个虎克铰与套管固定，可以减小误差。

5、该康复机器人针对肘腕损伤患者进行全方位的康复训练，能够实现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的转动和肘关节屈曲/伸展一个自由度的转动。既可以进行单个自由度的训练，也可以进行多自由度协同训练，满足患者舒适性、安全性、柔弹性的要求，同时具有重量轻，连续性好、运动冲击小的优点。

附图说明

图1为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的整体结构轴测示意图；

图2为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的驱动系统整体结构示意图；

图3为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的肘部驱动模块的结构示意图；

图4为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的肘部第一张紧装置的结构示意图；

图5为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的大臂支撑系统的整体结构示意图；

图6为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的肘部训练系统的整体结构示意图；

图7为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的小臂支撑系统的整体结构示意图；

图8为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的腕部训练系统的整体结构示意图；

图9为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的腕部训练系统中的并联机构的结构示意图；

图10为本发明绳驱动肘腕康复机器人一种实施例的腕部训练系统的并联机构的结构示意图；(图中：1、移动支撑系统；2、驱动系统；3、大臂支撑系统；4、肘部训练系统；5、小臂支撑系统；6、腕部训练系统；20、肘部驱动模块；21、腕部第一驱动模块；22、腕部第二驱动模块；23、腕部第三驱动模块；201、肘部电动推杆支架；202、肘部第一张紧装置；203、肘部套管第一固定架；204、肘部电动推杆；205、肘部调线组件；206、肘部第一调线钉；207、肘部第二调线钉；208、肘部套管第二固定支架；209、肘部第二张紧装置；2021、调线钉；2022、调节螺母；2023、弹簧；2024、定位螺母；301、大臂支撑平台；302、电动推杆第一安装架；303、电动推杆；304、电动推杆第二安装；305、大臂升降台调节旋钮；306、大臂支撑板；307、大臂支撑平台；308、大臂绷带；309、大臂升降平台；310、机构支撑架；401、第一转轴；402、U形支撑板；403、第二转轴；404、输出轮；405、肘部第二钢丝绳；406、肘部第一钢丝绳；407、肘部套管固定件；408、肘部第二套管；409、肘部第一套管；51、小臂支撑第一连杆；52、小臂支撑板；53、小臂升降平台；54、小臂绷带；55、小臂升降平台旋钮；56、小臂支撑第二连杆；57、锁紧螺钉；601、腕部第一套管；602、腕部第一钢丝绳；603、旋转内环；604、旋转支座；605、腕部第二套管；606、腕部第二钢丝绳；607、连接板；608、定平台；609、第一虎克铰；610、第一虎克铰安装板；611、弧形连接板；612、屈伸转轴；613、第一点铰；614、第二虎克铰；615、第二虎克铰安装板；616、第二点铰；617、动平台；618、动平台连接板；619、手柄；620、第三点铰；621、第三虎克铰；622、第三虎克铰安装板；623、第四点铰；624、收展转轴；625、第四虎克铰安装板；626、第四虎克铰；627、腕部第四套管；628、腕部第六套管；629、手柄锁紧钉；630、腕部第六钢丝绳；631、腕部第四钢丝绳；632、腕部第五钢丝绳；633、腕部第三钢丝绳；634、腕部第五套管；635、腕部第三套管)

具体实施方式

下面给出本发明的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本发明，不限制本申请权利要求的保护范围。

本发明提供了一种绳驱动肘腕康复机器人(简称康复机器人，参见图1-10)，包括移动支撑系统1、驱动系统2、大臂支撑系统3、肘部训练系统4、小臂支撑系统5和腕部训练系统6；所述驱动系统2和大臂支撑系统3均安装在移动支撑系统1上；所述大臂支撑系统3通过肘部训练系统4与小臂支撑系统5连接；所述腕部训练系统6安装在小臂支撑系统5上；

所述驱动系统2(参见图2)包括肘部驱动模块20、腕部第一驱动模块21、腕部第二驱动模块22和腕部第三驱动模块23；肘部驱动模块20、腕部第一驱动模块21、腕部第二驱动模块22和腕部第三驱动模块23的结构和安装方式完全相同；

所述肘部驱动模块20(参见图3)包括肘部电动推杆支架201、肘部第一张紧装置202、肘部套管第一固定架203、肘部电动推杆204、肘部调线组件205、肘部第一调线钉206、肘部第二调线钉207、肘部套管第二固定支架208和肘部第二张紧装置209；所述肘部电动推杆支架201、肘部套管第一固定架203和肘部套管第二固定支架208安装在驱动系统2的架体上；所述肘部电动推杆204安装在肘部第一电动推杆支架201和肘部套管第一固定支架203上；所述肘部调线组件205通过螺栓连接安装在肘部电动推杆204的输出端；所述肘部第一张紧装置202安装在肘部套管第一固定支架203上；所述肘部第二张紧装置209安装在肘部套管第二固定支架208上；所述肘部第一调线钉206和肘部第二调线钉207安装在肘部调线组件205上，用于锁紧肘部第一钢丝绳406和肘部第二钢丝绳405；

所述肘部第一张紧装置202和肘部第二张紧装置209的结构相同；所述肘部第一张紧装置202(参见图4)由调线钉2021、调节螺母2022、弹簧2023和定位螺母2024组成；所述调线钉2021的一端中设有阶梯孔，阶梯孔将肘部第一套管409端部固定且将肘部第一套管409中的肘部第一钢丝绳406分离出来；调线钉2021的另一端通过定位螺母2024固定于肘部套管第一固定支架203上； 所述弹簧2023位于调节螺母2022和肘部套管第一固定支架203之间；调线钉2021通过定位螺母2024和调节螺母2022的配合对肘部第一钢丝绳406提供预紧力，保持肘部第一钢丝绳406处于张紧状态，并且这个预紧力是可调的，同时也给关节的运动提供了一定的缓冲；

所述大臂支撑系统3(参见图5)包括大臂支撑平台301、电动推杆第一安装架302、电动推杆303、电动推杆第二安装架304、大臂升降台调节旋钮305、大臂支撑板306、大臂支撑架307、大臂绷带308、大臂升降平台309和机构支撑架310；所述大臂支撑平台301安装在移动支撑系统1的架体上；所述机构支撑架310固定在大臂支撑平台301上；所述机构支撑架310、大臂支撑架307和U形支撑板402通过第一转轴401和第二转轴403安装在一起；所述电动推杆303的两端分别通过电动推杆第一安装架302和电动推杆第二安装架304安装在大臂支撑架307和大臂支撑平台301之间，通过升降电动推杆303可以调节大臂支撑架307的角度，从而满足患者不同情况下的需求；所述大臂升降平台309安装在大臂支撑架307上；所述大臂支撑板306安装在大臂升降平台309上；所述大臂支撑板306上安装有大臂绷带308；所述大臂升降平台309上具有大臂升降台调节旋钮305，可以通过旋转大臂升降台调节旋钮305调整大臂支撑板306的高度，从而使不同患者的肘关节能够与第一转轴401、第二转轴403同轴；

所述肘部训练系统4(参见图6)包括第一转轴401、U形支撑板402、第二转轴403、输出轮404、肘部第二钢丝绳405、肘部第一钢丝绳406、肘部套管固定件407、肘部第二套管408和肘部第一套管409；所述U形支撑板402通过第一转轴401和第二转轴403安装在机构支撑架310上；所述U形支撑板402的一端通过轴承安装在第一转轴401上；U形支撑板402的另一端和输出轮404通过花键安装在第二转轴403上；所述大臂支撑架307通过轴承安装在第一转轴401和第二转轴403上，并且可以相对第一转轴401和第二转轴403转动；所述肘部套管固定件407固定在机构支撑架310上；所述肘部第一套管409的一端固定在肘部套管固定件407上，另一端通过肘部第一张紧装置202安装在肘部套管第一固定支架203上；所述肘部第二套管408的一端固定在肘部套管 固定件407上，另一端通过肘部第二张紧装置209安装在肘部套管第二固定支架208上；所述肘部第一钢丝绳406位于肘部第一套管409内，其一端通过第一调线钉206锁紧在肘部调线组件205上，另一端固定在输出轮404上；所述肘部第二钢丝绳405位于肘部第二套管408内，其一端通过肘部第二调线钉207锁紧在肘部调线组件205上，另一端固定在输出轮404上；当驱动肘部第一电动推杆204时，可以带动肘部调线组件205移动，从而拉动肘部第一钢丝绳406和肘部第二钢丝绳405带动输出轮404转动，从而带动U形支撑板402转动，从而带动小臂支撑系统5相对于大臂支撑系统3转动；通过改变肘部第一电动推杆204的方向可以改变肘部第一钢丝绳406和肘部第二钢丝绳405的运动方向，从而改变输出轮404的转动方向；

所述小臂支撑系统5(参见图7)包括小臂支撑第一连杆51、小臂支撑板52、小臂升降平台53、小臂绷带54和小臂支撑第二连杆56；所述小臂支撑第一连杆51的一端用螺钉固定在U形支撑板402上；所述小臂支撑第二连杆56开有凹槽，小臂支撑第一连杆51的另一端插入小臂支撑第二连杆56的凹槽内，可以相对小臂支撑第二连杆56伸缩，调节好长度后通过锁紧螺钉57锁紧；所述小臂升降平台53固定在小臂支撑第一连杆51中部；所述小臂支撑板52安装在小臂升降平台53上；所述小臂支撑板52上安装有小臂绷带54；所述小臂升降平台53上具有小臂升降平台旋钮55，可以通过旋转小臂升降平台旋钮55调整小臂支撑板52的高度，使患者的肘关节和腕关节与机器人的第一转轴401、第二转轴403同轴；

所述腕部训练系统6(参见图8-10)包括腕部第一套管601、腕部第一钢丝绳602、旋转内环603、旋转支座604、腕部第二套管605、腕部第二钢丝绳606、连接板607、定平台608、第一虎克铰609、第一虎克铰安装板610、弧形连接板611、屈伸转轴612、第一点铰613、第二虎克铰614、第二虎克铰安装板615、第二点铰616、动平台617、动平台连接板618、手柄619、第三点铰620、第三虎克铰621、第三虎克铰安装板622、第四点铰623、收展转轴624、第四虎克铰安装板625、第四虎克铰626、腕部第四套管627、腕部第六套管628、腕部 第六钢丝绳630、腕部第四钢丝绳631、腕部第五钢丝绳632、腕部第三钢丝绳633、腕部第五套管634和腕部第三套管635；所述旋转支座604安装在小臂支撑第二连杆56上；所述旋转内环603通过滚针轴承安装在旋转支座604上，可以相对于旋转支座604旋转；旋转内环603上开有凹槽用来缠绕腕部第一钢丝绳602和腕部第二钢丝绳606；所述腕部第一套管601和腕部第二套管605的一端固定在小臂支撑第二连杆56上，另一端安装在腕部第一驱动模块21上；所述腕部第一钢丝绳602位于腕部第一套管601内，其一端固定在旋转内环603的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块21连接；所述腕部第二钢丝绳606位于腕部第二套管605内，其一端固定在旋转内环603的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块21连接；腕部第一钢丝绳602和腕部第二钢丝绳606可以驱动旋转内环603旋转；所述定平台608通过连接板607与旋转内环603固定连接，旋转内环603转动时可以带动定平台608一起转动；所述第一虎克铰609、第二虎克铰614、第三虎克铰621和第四虎克铰626分别通过第一虎克铰安装板610、第二虎克铰安装板615、第三虎克铰安装板622和第四虎克铰安装板625均匀地安装在定平台608上，相互之间间距相同；所述弧形连接板611的一端通过收展转轴624安装在定平台608上，可以绕着收展转轴624相对定平台608转动；所述动平台连接板618的一端通过屈伸转轴612安装在弧形连接板611的另一端，可以绕着屈伸转轴612相对弧形连接板611转动；所述手柄619安装在动平台连接板618上，可以在动平台连接板618上沿轴向移动，调节患者的握持距离，调节完成后用手柄锁紧钉629锁紧；所述动平台617固定在动平台连接板618的另一端；所述腕部第四套管627和腕部第三套管635的一端分别固定在第一虎克铰609和第三虎克铰621上，另一端安装在腕部第二驱动模块22上；所述腕部第四钢丝绳631位于腕部第四套管627内，其一端固定在第一点铰613上，另一端与腕部第二驱动模块22连接；所述腕部第三钢丝绳633位于腕部第三套管635内，其一端固定在第三点铰620上，另一端与腕部第二驱动模块22连接；所述腕部第六套管628和腕部第五套管634的一端分别固定在第二虎克铰614和第四虎克铰626上，另一端安装在腕部第三驱动模块23上；所述腕部 第六钢丝绳630位于腕部第六套管628内，其一端固定在第二点铰616上，另一端与腕部第三驱动模块23连接；所述腕部第五钢丝绳632位于腕部第五套管634内，其一端固定在第四点铰623上，另一端与腕部第三驱动模块23连接。

文中所述并联机构主要包括定平台608、弧形连接板611、动平台617、动平台连接板618、腕部第四套管627、腕部第六套管628、腕部第六钢丝绳630、腕部第四钢丝绳631、腕部第五钢丝绳632、腕部第三钢丝绳633、腕部第五套管634和腕部第三套管635；

本发明绳驱动肘腕康复机器人的工作原理和工作流程是：

该康复机器人可以实现腕关节的旋内/旋外、屈内/伸展，内收/外展三个自由度的训练和肘关节屈曲/伸展一个自由度的训练，可以对肘关节和腕关节的单个自由度进行康复训练，也可以多个关节协调训练。

患者进行康复训练时，首先通过电动推杆303调整大臂支撑架307到合适的角度，患者将大臂放在大臂支撑板306上，小臂放在小臂支撑板52上，通过旋转小臂升降平台旋钮55和大臂升降台调节旋钮305调整小臂支撑板52的高度和大臂支撑板306的高度，使患者的肘关节与第一转轴401、第二转轴403同轴，调整小臂第一支撑连杆51和小臂第二支撑连杆56之间的伸缩长度，使患者的腕关节与612、624同轴，用小臂绷带54固定患者小臂，大臂绷带308固定患者大臂，调整手柄619到合适的握持距离，患者用手握着手柄619；

患者进行肘关节的屈曲/伸展的康复训练时，通过肘部驱动模块20驱动输出轮404转动，输出轮404带动第二转轴403转动，第二转轴403带动U形支撑板402转动，从而带动整个小臂支撑系统5和腕部训练系统6转动，实现肘部关节的屈曲和伸展；

患者进行腕关节的旋内/旋外的康复训练时，通过腕部第一驱动模块21驱动旋转内环603转动，带动定平台608转动，从而带动整个腕部并联机构的转动，从而带动腕关节的旋内/旋外；

患者进行腕关节的屈曲/伸展时，可以通过腕部的并联机构部分来实现；腕部第二驱动模块22控制腕部第四钢丝绳631和腕部第三钢丝绳633的拉伸，腕 部第四钢丝绳631和腕部第三钢丝绳633在张紧装置的作用下一直处于张紧状态，当腕部第二驱动模块22拉动腕部第四钢丝绳631时，腕部第四钢丝绳631的长度缩短，腕部第三钢丝绳633长度伸长，从而带动动平台617绕着屈伸转轴612转动，实现腕关节的屈曲/伸展；患者进行腕关节的内收/外展时，腕部第二驱动模块22控制腕部第六钢丝绳630和腕部第五钢丝绳632的拉伸，腕部第六钢丝绳630和腕部第五钢丝绳632在张紧装置的作用下一直处于张紧状态，当腕部第三驱动模块23拉动腕部第六钢丝绳630时，腕部第六钢丝绳630的长度缩短，腕部第五钢丝绳632长度伸长，从而带动动平台617绕着伸展转轴624转动，实现腕关节的屈曲/伸展；患者需要进行屈曲/伸展、内收/外展的康复训练时，只需让腕部第二驱动模块22和腕部第二驱动模块22同时工作，即可实现；由于此处采用并联机构，具有很好的连续性；

患者可以选择控制肘部驱动模块20、腕部第一驱动模块21、腕部第二驱动模块22、腕部第三驱动模块23其中的一个驱动模块工作，实现肘关节或者腕关节单个自由度的康复训练，也可以多个驱动模块同时工作，实现肘关节或者腕关节多个自由度的康复训练。

本发明未述及之处适用于现有技术。

Claims (2)

1.一种绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于该康复机器人包括移动支撑系统、驱动系统、大臂支撑系统、肘部训练系统、小臂支撑系统和腕部训练系统；所述驱动系统和大臂支撑系统均安装在移动支撑系统上；所述大臂支撑系统通过肘部训练系统与小臂支撑系统连接；所述腕部训练系统安装在小臂支撑系统上；

所述驱动系统包括肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块；肘部驱动模块、腕部第一驱动模块、腕部第二驱动模块和腕部第三驱动模块的结构和安装方式完全相同；

所述肘部驱动模块包括肘部电动推杆支架、肘部第一张紧装置、肘部套管第一固定架、肘部电动推杆、肘部调线组件、肘部第一调线钉、肘部第二调线钉、肘部套管第二固定支架和肘部第二张紧装置；所述肘部电动推杆支架、肘部套管第一固定架和肘部套管第二固定支架安装在驱动系统的架体上；所述肘部电动推杆安装在肘部第一电动推杆支架和肘部套管第一固定支架上；所述肘部调线组件连接安装在肘部电动推杆的输出端；所述肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一调线钉和肘部第二调线钉安装在肘部调线组件上；所述肘部第一张紧装置和肘部第二张紧装置的结构相同；

所述大臂支撑系统包括大臂支撑平台、电动推杆第一安装架、电动推杆、电动推杆第二安装架、大臂升降台调节旋钮、大臂支撑板、大臂支撑架、大臂绷带、大臂升降平台和机构支撑架；所述大臂支撑平台安装在移动支撑系统的架体上；所述机构支撑架固定在大臂支撑平台上；所述机构支撑架、大臂支撑架和U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在一起；所述电动推杆的两端分别通过电动推杆第一安装架和电动推杆第二安装架安装在大臂支撑架和大臂支撑平台之间；所述大臂升降平台安装在大臂支撑架上；所述大臂支撑板安装在大臂升降平台上；所述大臂支撑板上安装有大臂绷带；所述大臂升降平台上具有大臂升降台调节旋钮；

所述肘部训练系统包括第一转轴、U形支撑板、第二转轴、输出轮、肘部第二钢丝绳、肘部第一钢丝绳、肘部套管固定件、肘部第二套管和肘部第一套管；所述U形支撑板通过第一转轴和第二转轴安装在机构支撑架上；所述U形支撑板的一端通过轴承安装在第一转轴上；U形支撑板的另一端和输出轮安装在第二转轴上；所述大臂支撑架通过轴承安装在第一转轴和第二转轴上；所述肘部套管固定件固定在机构支撑架上；所述肘部第一套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第一张紧装置安装在肘部套管第一固定支架上；所述肘部第二套管的一端固定在肘部套管固定件上，另一端通过肘部第二张紧装置安装在肘部套管第二固定支架上；所述肘部第一钢丝绳位于肘部第一套管内，其一端通过第一调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；所述肘部第二钢丝绳位于肘部第二套管内，其一端通过肘部第二调线钉锁紧在肘部调线组件上，另一端固定在输出轮上；

所述小臂支撑系统包括小臂支撑第一连杆、小臂支撑板、小臂升降平台、小臂绷带和小臂支撑第二连杆；所述小臂支撑第一连杆的一端固定在U形支撑板上；所述小臂支撑第二连杆开有凹槽，小臂支撑第一连杆的另一端插入小臂支撑第二连杆的凹槽内，通过锁紧螺钉锁紧；所述小臂升降平台固定在小臂支撑第一连杆中部；所述小臂支撑板安装在小臂升降平台上；所述小臂支撑板上安装有小臂绷带；所述小臂升降平台上具有小臂升降平台旋钮；

所述腕部训练系统包括腕部第一套管、腕部第一钢丝绳、旋转内环、旋转支座、腕部第二套管、腕部第二钢丝绳、连接板、定平台、第一虎克铰、第一虎克铰安装板、弧形连接板、屈伸转轴、第一点铰、第二虎克铰、第二虎克铰安装板、第二点铰、动平台、动平台连接板、手柄、第三点铰、第三虎克铰、第三虎克铰安装板、第四点铰、收展转轴、第四虎克铰安装板、第四虎克铰、腕部第四套管、腕部第六套管、腕部第六钢丝绳、腕部第四钢丝绳、腕部第五钢丝绳、腕部第三钢丝绳、腕部第五套管和腕部第三套管；所述旋转支座安装在小臂支撑第二连杆上；所述旋转内环通过滚针轴承安装在旋转支座上；旋转内环上开有凹槽；所述腕部第一套管和腕部第二套管的一端固定在小臂支撑第二连杆上，另一端安装在腕部第一驱动模块上；所述腕部第一钢丝绳位于腕部第一套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述腕部第二钢丝绳位于腕部第二套管内，其一端固定在旋转内环的凹槽内，另一端与腕部第一驱动模块连接；所述定平台通过连接板与旋转内环固定连接；所述第一虎克铰、第二虎克铰、第三虎克铰和第四虎克铰分别通过第一虎克铰安装板、第二虎克铰安装板、第三虎克铰安装板和第四虎克铰安装板均匀地安装在定平台上，相互之间间距相同；所述弧形连接板的一端通过收展转轴安装在定平台上；所述动平台连接板的一端通过屈伸转轴安装在弧形连接板的另一端；所述手柄安装在动平台连接板上，通过手柄锁紧钉锁紧；所述动平台固定在动平台连接板的另一端；所述腕部第四套管和腕部第三套管的一端分别固定在第一虎克铰和第三虎克铰上，另一端安装在腕部第二驱动模块上；所述腕部第四钢丝绳位于腕部第四套管内，其一端固定在第一点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第三钢丝绳位于腕部第三套管内，其一端固定在第三点铰上，另一端与腕部第二驱动模块连接；所述腕部第六套管和腕部第五套管的一端分别固定在第二虎克铰和第四虎克铰上，另一端安装在腕部第三驱动模块上；所述腕部第六钢丝绳位于腕部第六套管内，其一端固定在第二点铰上，另一端与腕部第三驱动模块连接；所述腕部第五钢丝绳位于腕部第五套管内，其一端固定在第四点铰上，另一端与腕部第三驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的绳驱动肘腕康复机器人，其特征在于所述肘部第一张紧装置由调线钉、调节螺母、弹簧和定位螺母组成；所述调线钉的一端中设有阶梯孔，阶梯孔将肘部第一套管端部固定且将肘部第一套管中的肘部第一钢丝绳分离出来；调线钉的另一端通过定位螺母固定于肘部套管第一固定支架上；所述弹簧位于调节螺母和肘部套管第一固定支架之间。