CN107019621A - 上肢康复机器人 - Google Patents

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李艳萍
隋首钢
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Abstract

本发明公开了一种上肢康复机器人，属于康复训练机器人领域。所述上肢康复机器人包括底座、悬梁臂和一对上肢训练装置，其中：上肢训练装置通过悬梁臂固定在底座上；上肢训练装置包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件。与现有技术相比，本发明既能实现多个关节的多个维度的运动，又能同时对患者的双臂进行康复训练。

Description

上肢康复机器人
技术领域
本发明涉及康复训练机器人领域，特别是指一种上肢康复机器人。
背景技术
随着医疗技术的快速发展，脑卒中不再是危害生命的疾病，但脑损伤引起的偏瘫等运动功能障碍给患者的家庭和社会带来了沉重的负担。正确、科学的康复训练对肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。神经康复治疗过程是一项艰苦的工作，目前主要依靠康复医师对患者进行一对一的手工操作和主观临床经验对患者肢体进行评估，限制了康复水平的提高，康复医学与机器人技术的结合提高了康复训练的效率并保证了动作训练的强度，为研究新的康复技术开辟了新的途径。
但是，目前国内外的上肢康复机器人用于对上肢运动功能障碍患者进行治疗和康复训练时存在诸多不足：(1)运动功能单一，仅支持单个关节或部分关节；(2)只能实现一维或二维运动，不能很好地实现康复训练的功能；(3)不能同时对患者的双臂进行康复训练。
发明内容
本发明提供一种上肢康复机器人，其既能实现多个关节的多个维度的运动，又能同时对患者的双臂进行康复训练。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一种上肢康复机器人，包括底座1、悬梁臂2和一对上肢训练装置3，其中：
所述上肢训练装置3通过所述悬梁臂2固定在所述底座1上；
所述上肢训练装置3包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件。
本发明具有以下有益效果：
本发明的上肢康复机器人包括一对上肢训练装置，上肢训练装置包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件，各个关节组件合理设置，能够实现肩关节外展、内收、屈伸，上臂内、外旋，肘屈伸，前臂内、外旋，腕关节屈伸六个自由度的运动，支持多个关节多个维度的运动，可以单独进行也可以各个关节协调配合完成正常运动，本发明的上肢康复机器人的一对上肢训练装置(即机械臂)，每个机械臂都可以绑定用户的行动不便的手臂，进行康复训练动作，同时两个机械臂都可以设置为主从臂，一个主臂，一个从臂，从臂可以接受主臂的动作指令进行关节动作，同时对患者的双臂进行康复训练，满足患者的运动需求，提高康复运动的科学性，并且可以针对不同时期的患者调整患者的康复运动，功能非常全面。
附图说明
图1为本发明的上肢康复机器人的整体结构示意图；
图2为本发明的上肢康复机器人的上肢训练装置装配图；
图3为本发明的上肢康复机器人的上肢训练装置的肩关节组件装配图；
图4为本发明的上肢康复机器人的上肢训练装置的上臂组件装配图；
图5为本发明的上肢康复机器人的上肢训练装置的前臂组件装配图；
图6为本发明的上肢康复机器人的底座的装配图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明提供一种上肢康复机器人，如图1～图6所示，包括底座1、悬梁臂2和一对上肢训练装置3，其中：
上肢训练装置3通过悬梁臂2固定在底座1上；
上肢训练装置3包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件。
本发明的上肢康复机器人包括一对上肢训练装置，上肢训练装置包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件，各个关节组件合理设置，能够实现肩关节外展、内收、屈伸，上臂内、外旋，肘屈伸，前臂内、外旋，腕关节屈伸六个自由度的运动，支持多个关节多个维度的运动，可以单独进行也可以各个关节协调配合完成正常运动，本发明的上肢康复机器人的一对上肢训练装置(即机械臂)，每个机械臂都可以绑定用户的行动不便的手臂，进行康复训练动作，同时两个机械臂都可以设置为主从臂，一个主臂，一个从臂，从臂可以接受主臂的动作指令进行关节动作，同时对患者的双臂进行康复训练，满足患者的运动需求，提高康复运动的科学性，并且可以针对不同时期的患者调整患者的康复运动，功能非常全面。
优选的，如图3所示，肩关节外展、内收组件可以包括第一电机减速机组件401、减速机保护套402、旋转梁404和第一限位装置403，其中：
第一电机减速机组件401的一端通过螺栓固定在悬梁臂2上，第一电机减速机组件401的另一端外侧套设有减速机保护套402，第一电机减速机组件401的输出轴驱动连接旋转梁404的一端，旋转梁404的另一端与肩关节屈伸组件连接，减速机保护套402通过螺栓固定在悬梁臂2上，第一限位装置403焊接在减速机保护套402上，第一电机减速机组件401的电机旋转带动旋转梁404运动，实现肩部外展、内收运动。
本发明可以通过第一限位装置403来控制肩部运动范围，通过控制第一电机减速机组件401转动速度，可以实现肩部的运动频率。
进一步的，如图3所示，肩关节屈伸组件可以包括固定件405、第二电机减速机组件406、连接件408和屈伸梁409，其中：
固定件405的上端通过螺栓与肩关节外展、内收组件连接，具体地，如图3所示，固定件405的上端通过螺栓可以与旋转梁404连接，第二电机减速机组件406通过螺栓连接在固定件405的下端，第二电机减速机组件406的输出轴与连接件408连接，屈伸梁409的一端通过螺栓固设在连接件408上，屈伸梁409上固设有丝杠长度调节装置410，固定件405上在屈伸梁409的两侧固设有第二限位装置407，屈伸梁409的另一端与上臂内、外旋组件连接。第二电机减速机组件406的电机旋转带动屈伸梁409运动，实现肩关节屈伸运动。
本发明中，第二电机减速机组件406中的电机旋转带动连接件408运动，连接件408带动屈伸梁409运动，通过丝杠长度调节装置410可以调节屈伸梁409的长度，保证不同人群的适应长度，第二限位装置407可以控制屈伸梁409的活动范围。
本发明中，如图4所示，上臂内、外旋组件可以包括上臂固定板412、第三电机减速机组件411、弯轨组件414、上臂保护外壳434、上臂绑带组件420(具体可以为固定手臂的绑带)、上臂上连接板415和上臂下连接板418，其中：
上臂固定板412通过螺栓固定在肩关节屈伸组件上，具体地，如图4所示，上臂固定板412通过螺栓可以固定在屈伸梁409上，第三电机减速机组件411通过螺栓固定在上臂固定板412上，第三电机减速机组件411的输出轴驱动连接弯轨组件414，上臂保护外壳434通过螺栓固设在上臂固定板412上，上臂绑带组件420通过螺栓固设在上臂保护外壳434上，弯轨组件414的上端与上臂上连接板415的一端连接，弯轨组件414的下端与上臂下连接板418的一端连接，上臂上连接板415与上臂下连接板418上固设有第三限位装置416，上臂上连接板415和上臂下连接板418的另一端分别与肘屈伸组件连接。第三电机减速机组件411的电机旋转带动弯轨组件414运动，实现上臂内、外旋运动。
本发明中，可以通过第三限位装置416控制弯轨组件414的运动范围，限定上臂内、外旋的训练程度。
优选的，如图4所示，肘屈伸组件可以包括第四电机减速机组件419、肘屈伸上连接板421和肘屈伸下连接板422，其中：
第四电机减速机组件419通过螺栓固定连接在上臂上连接板415上，第四电机减速机组件419的输出轴驱动连接肘屈伸上连接板421的一端，肘屈伸下连接板422的一端与上臂下连接板418铰接，肘屈伸上连接板421和肘屈伸下连接板422的另一端分别与前臂内、外旋组件连接。第四电机减速机组件419的电机旋转带动肘屈伸上连接板421运动，实现肘屈伸运动。
本发明中，肘屈伸下连接板422与前臂内、外旋组件铰接，第四电机减速机组件419带动肘屈伸上连接板421运动，可以将小臂组件整体跟随运动。
进一步的，如图4和图5所示，前臂内、外旋组件可以包括前臂弯轨组件423、第五电机减速机组件432、前臂固定板433、前臂保护外壳425和前臂绑带组件424，其中：
前臂弯轨组件423的上下两端通过螺栓分别与肘屈伸上连接板421和肘屈伸下连接板422连接，第五电机减速机组件432通过螺栓固定在前臂固定板433上，第五电机减速机组件432的输出轴驱动连接前臂弯轨组件423的中部，前臂保护外壳425通过螺栓固设在前臂固定板433上，前臂绑带组件424通过螺栓固设在前臂保护外壳425上，前臂保护外壳425与前臂固定板433连接，前臂固定板433与腕关节屈伸组件连接。第五电机减速机组件432的电机旋转带动前臂弯轨组件423运动，实现前臂内、外旋运动。
本发明可以通过第五电机减速机组件432带动前臂弯轨组件423运动，可以保证其余部位不动的情况下，只是前臂的局部内、外旋运动。
作为本发明的一种改进，如图4所示，腕关节屈伸组件可以包括腕关节固定板426、第六电机减速机组件428、旋转杆429、把手430、第四限位装置427，其中：
腕关节固定板426通过螺栓固定在前臂内、外旋组件上，具体地，如图4和图5所示，腕关节固定板426通过螺栓可以固定在前臂固定板433上，第六电机减速机组件428通过螺栓固定在腕关节固定板426上，第六电机减速机组件428的输出轴驱动连接旋转杆429的一端，旋转杆429的另一端通过螺栓与把手430连接，腕关节固定板426上在旋转杆429的两侧分别固设有第四限位装置427。第六电机减速机组件428的电机旋转带动旋转杆429运动，实现腕关节屈伸运动。
本发明可以通过第四限位装置427控制腕部组件的运动范围，实现腕关节局部屈伸运动。
本发明中，如图6所示，底座1可以包括底盘105、脚轮103、座椅104、主机箱101和升降柱102，其中：
脚轮103设置在底盘105的底面，座椅104设置在底盘105的上面，主机箱101设置在底盘105的上面且位于座椅104的后方，底盘105上还设置有升降柱102，悬梁臂2设置在升降柱102上。
本发明可以通过脚轮103，进行位置移动，同时升降柱102可以调节装置的高度，适应不同人群。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种上肢康复机器人，其特征在于，包括底座(1)、悬梁臂(2)和一对上肢训练装置(3)，其中：
所述上肢训练装置(3)通过所述悬梁臂(2)固定在所述底座(1)上；
所述上肢训练装置(3)包括肩关节外展、内收组件，肩关节屈伸组件，上臂内、外旋组件，肘屈伸组件，前臂内、外旋组件，腕关节屈伸组件。
2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述肩关节外展、内收组件包括第一电机减速机组件(401)、减速机保护套(402)、旋转梁(404)和第一限位装置(403)，其中：
所述第一电机减速机组件(401)的一端通过螺栓固定在所述悬梁臂(2)上，所述第一电机减速机组件(401)的另一端外侧套设有所述减速机保护套(402)，所述第一电机减速机组件(401)的输出轴驱动连接所述旋转梁(404)的一端，所述旋转梁(404)的另一端与所述肩关节屈伸组件连接，所述减速机保护套(402)通过螺栓固定在所述悬梁臂(2)上，所述第一限位装置(403)焊接在所述减速机保护套(402)上。
3.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述肩关节屈伸组件包括固定件(405)、第二电机减速机组件(406)、连接件(408)和屈伸梁(409)，其中：
所述固定件(405)的上端通过螺栓与所述肩关节外展、内收组件连接，所述第二电机减速机组件(406)通过螺栓连接在所述固定件(405)的下端，所述第二电机减速机组件(406)的输出轴与所述连接件(408)连接，所述屈伸梁(409)的一端通过螺栓固设在所述连接件(408)上，所述屈伸梁(409)上固设有丝杠长度调节装置(410)，所述固定件(405)上在所述屈伸梁(409)的两侧固设有第二限位装置(407)，所述屈伸梁(409)的另一端与所述上臂内、外旋组件连接。
4.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述上臂内、外旋组件包括上臂固定板(412)、第三电机减速机组件(411)、弯轨组件(414)、上臂保护外壳(434)、上臂绑带组件(420)、上臂上连接板(415)和上臂下连接板(418)，其中：
所述上臂固定板(412)通过螺栓固定在所述肩关节屈伸组件上，所述第三电机减速机组件(411)通过螺栓固定在所述上臂固定板(412)上，所述第三电机减速机组件(411)的输出轴驱动连接所述弯轨组件(414)，所述上臂保护外壳(434)通过螺栓固设在所述上臂固定板(412)上，所述上臂绑带组件(420)通过螺栓固设在所述上臂保护外壳(434)上，所述弯轨组件(414)的上端与所述上臂上连接板(415)的一端连接，所述弯轨组件(414)的下端与所述上臂下连接板(418)的一端连接，所述上臂上连接板(415)与所述上臂下连接板(418)上固设有第三限位装置(416)，所述上臂上连接板(415)和上臂下连接板(418)的另一端分别与所述肘屈伸组件连接。
5.根据权利要求4所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述肘屈伸组件包括第四电机减速机组件(419)、肘屈伸上连接板(421)和肘屈伸下连接板(422)，其中：
所述第四电机减速机组件(419)通过螺栓固定连接在所述上臂上连接板(415)上，所述第四电机减速机组件(419)的输出轴驱动连接所述肘屈伸上连接板(421)的一端，所述肘屈伸下连接板(422)的一端与所述上臂下连接板(418)铰接，所述肘屈伸上连接板(421)和肘屈伸下连接板(422)的另一端分别与所述前臂内、外旋组件连接。
6.根据权利要求5所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述前臂内、外旋组件包括前臂弯轨组件(423)、第五电机减速机组件(432)、前臂固定板(433)、前臂保护外壳(425)和前臂绑带组件(424)，其中：
所述前臂弯轨组件(423)的上下两端通过螺栓分别与所述肘屈伸上连接板(421)和肘屈伸下连接板(422)连接，所述第五电机减速机组件(432)通过螺栓固定在所述前臂固定板(433)上，所述第五电机减速机组件(432)的输出轴驱动连接所述前臂弯轨组件(423)的中部，所述前臂保护外壳(425)通过螺栓固设在所述前臂固定板(433)上，所述前臂绑带组件(424)通过螺栓固设在所述前臂保护外壳(425)上，所述前臂保护外壳(425)与所述前臂固定板(433)连接，所述前臂固定板(433)与所述腕关节屈伸组件连接。
7.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述腕关节屈伸组件包括腕关节固定板(426)、第六电机减速机组件(428)、旋转杆(429)、把手(430)、第四限位装置(427)，其中：
所述腕关节固定板(426)通过螺栓固定在所述前臂内、外旋组件上，第六电机减速机组件(428)通过螺栓固定在所述腕关节固定板(426)上，所述第六电机减速机组件(428)的输出轴驱动连接所述旋转杆(429)的一端，所述旋转杆(429)的另一端通过螺栓与所述把手(430)连接，所述腕关节固定板(426)上在所述旋转杆(429)的两侧分别固设有所述第四限位装置(427)。
8.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述底座(1)包括底盘(105)、脚轮(103)、座椅(104)、主机箱(101)和升降柱(102)，其中：
所述脚轮(103)设置在所述底盘(105)的底面，所述座椅(104)设置在所述底盘(105)的上面，所述主机箱(101)设置在所述底盘(105)的上面且位于所述座椅(104)的后方，所述底盘(105)上还设置有所述升降柱(102)，所述悬梁臂(2)设置在所述升降柱(102)上。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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