CN107595547A - 一种用于上肢康复训练的双臂机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于上肢康复训练的双臂机器人，包括底座、设置在所述底座上的视觉传感器机构和两个机械臂，所述机械臂均包括设置在底座上的底部旋转机构、依次连接底部旋转机构的肩关节旋转机构、机器人大臂、肘关节旋转机构、机器人小臂、腕关节旋转机构和末端穿戴组件，所述末端穿戴组件穿戴于使用者上肢的大臂或小臂上，所述视觉传感器机构用于记录使用者上肢的运动，提取使用者上肢空间位置信息，并反馈控制机器人的运动。本发明的双臂机器人分别和人体的大臂和小臂相连接，辅助病人上肢同时进行肩关节和肘关节的康复训练，降低康复治疗师的工作强度；采用近端康复，外力辅助的方式，降低患者康复训练的难度和提高康复的效率。

Description

一种用于上肢康复训练的双臂机器人

技术领域

本发明涉及康复医疗设备领域，具体涉及一种用于上肢康复训练的双臂机器人。

背景技术

对上肢进行康复训练，国内现行的主要方法是通过康复治疗师1对1地辅助患者进行训练，康复治疗师劳动强度大，患者康复效率低，而现有的大部分上肢康复设备均是对患者上肢的远端进行康复训练，需要患者控制上肢的运动完成训练任务，虽然其中一些设备具有平衡重力的功能，但训练难度还是相当大，导致患者训练意愿低，训练效率不高。从上肢康复治疗的顺序来看，康复效果较好的训练过程应该是从近端到远端，即从肩关节到肘关节，再到腕关节。因此，有必要寻找一种新的康复设备，能代替康复治疗师的工作，辅助病人上肢进行肩关节和肘关节的康复训练，以降低患者康复训练的难度和提高康复的效率。

发明内容

为解决上述问题，提出了一种用于上肢康复训练的双臂机器人，该发明具有双臂结构，每个臂上设置有末端穿戴组件，分别连接患者上肢的大臂和小臂，通过控制机器人双臂的协调运动，带动与之相连的患者上肢的大臂和小臂运动，辅助患者上肢完成康复训练。

本发明的具体技术方案是：

一种用于上肢康复训练的双臂机器人，包括底座、通过调节支架设置在所述底座上的视觉传感器机构、两个活动设置在所述底座上的机械臂，所述的机械臂均包括设置在所述底座上的底部旋转机构、依次连接所述底部旋转机构的肩关节旋转机构、机器人大臂、肘关节旋转机构、机器人小臂、腕关节旋转机构和末端穿戴组件，所述的末端穿戴组件穿戴于使用者上肢的大臂或小臂上，所述的视觉传感器机构用于记录使用者上肢的运动，提取使用者上肢空间位置信息，并反馈控制机器人的运动。

进一步地，所述的底部旋转机构包括竖直设置的底传动轴电机、底传动轴减速器、底传动轴，所述的传动轴电机集成有角度传感器，其输出轴和底传动轴减速器输入端固定连接，所述底传动轴减速器通过减速器固定件安装在底座上，所述底传动轴减速器的输出轴与和底传动轴固定连接，带动肩关节旋转机构绕竖直轴转动。

进一步地，所述的肩关节旋转机构包括所述肩关节结构组件和所述肩关节带传动组件，所述肩关节结构组件包括肩关节、肩关节左板、肩关节右板和肩关节底板，所述肩关节底板和底传动轴固定连接，所述肩关节左板和肩关节右板分别固定连接在肩关节底板两侧，所述肩关节转动设置于肩关节左板和肩关节右板之间；所述肩关节带传动组件包括集成有角度传感器肩关节电机、肩关节减速器、肩关节带轮传动机构、肩关节发条弹簧机构、肩关节制动器，所述肩关节减速器通过螺钉固定在肩关节左板的内孔中，其输出端与肩关节的一端相连接；所述的肩关节电机固定在肩关节左板安装孔中，所述肩关节电机的输出轴通过肩关节联轴器连接肩关节带轮传动机构的输入轴，所述肩关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肩关节减速器的输入端相连接，另一端连接位于肩关节左板外侧的肩关节制动器，实现肩关节制动的功能；所述肩关节的另一端与位于肩关节右板外侧的肩关节发条弹簧机构相连接。

进一步地，所述的肩关节带轮传动机构包括肩关节带传动外壳、肩关节大带轮、肩关节小带轮、肩关节大带轮轴、肩关节小带轮轴、连接于肩关节大带轮和肩关节小带轮之间的肩关节传动带、肩关节传动挡板，所述肩关节电机的输出轴通过肩关节联轴器连接肩关节小带轮轴，所述肩关节小带轮轴的中部连接肩关节小带轮，两端分别通过第二轴承、第三轴承与肩关节传动挡板和肩关节带传动外壳转动连接，所述肩关节带传动外壳通过螺钉固定在所述肩关节减速器上，所述肩关节减速器的输入端通过肩关节大带轮轴依次连接肩关节大带轮、第一轴承、肩关节制动器，所述第一轴承与肩关节传动挡板的内孔相配合，所述肩关节传动挡板固定在肩关节带传动外壳上。

进一步地，所述的肩关节发条弹簧机构包括肩关节发条弹簧、肩关节发条弹簧轴、肩关节发条弹簧壳、第四轴承，所述的第四轴承固定在肩关节右板的阶梯孔内，所述肩关节发条弹簧设置在所述肩关节发条弹簧壳内，所述肩关节发条弹簧轴的一端与肩关节相连接，另一端依次穿过第四轴承、肩关节发条弹簧壳后与所述肩关节发条弹簧的最内圈固定连接，所述肩关节发条弹簧轴上设置有用于限定第四轴承轴向窜动的轴用挡圈，所述肩关节发条弹簧的最外圈与肩关节发条弹簧壳固定连接。

进一步地，所述的肘关节旋转机构包括肘关节结构组件和肘关节带传动组件，所述的肘关节结构组件包括肘关节、肘关节左板、肘关节右板和肘关节底板，所述肘关节底板通过机器人大臂和肩关节连接，所述肘关节左板和肘关节右板分别固定在肘关节底板两侧，所述肘关节转动地设置于肘关节左板和肘关节右板之间；所述的肘关节带传动组件包括集成有角度传感器的肘关节电机、肘关节减速器、肘关节带轮传动机构、肘关节发条弹簧机构、肘关节制动器，所述肘关节减速器通过螺钉固定在肘关节左板的内孔中，其输出端与肘关节的一端相连接；所述的肘关节电机固定在肘关节左板安装孔中，所述肘关节电机的输出轴连接肘关节带轮传动机构的输入轴，所述肘关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肘关节减速器的输入端相连接，另一端连接位于肘关节左板外侧的肘关节制动器，实现肘关节制动的功能；所述肘关节的另一端与位于肘关节右板外侧的肘关节发条弹簧机构相连接。

进一步地，所述肘关节带轮传动机构包括肘关节带传动外壳、肘关节大带轮、肘关节小带轮、肘关节大带轮轴、连接于肘关节大带轮和肘关节小带轮之间的肘关节传动带、肘关节传动挡板，所述肘关节电机的输出轴连接肘关节小带轮，所述肘关节带传动外壳通过螺钉固定在所述肘关节减速器上，所述肘关节减速器的输入端通过肘关节大带轮轴依次连接肘关节大带轮、第六轴承、肘关节制动器，所述第六轴承与肘关节传动挡板的内孔相配合，所述肘关节传动挡板固定在肘关节带传动外壳上。

进一步地，所述的肘关节发条弹簧机构包括肘关节发条弹簧、肘关节发条弹簧轴、肘关节发条弹簧壳、第五轴承，所述的第五轴承固定在肘关节右板的阶梯孔内，所述肘关节发条弹簧设置在所述肘关节发条弹簧壳内，所述肘关节发条弹簧轴的一端与肘关节相连接，另一端依次穿过第五轴承、肘关节发条弹簧壳后与所述肘关节发条弹簧的最内圈固定连接，所述肘关节发条弹簧轴上设置有用于限定第五轴承轴向窜动的轴用挡圈，所述肘关节发条弹簧的最外圈与肘关节发条弹簧壳固定连接。

进一步地，所述的腕关节旋转机构包括连接件外壳、连接轴、连接件顶盖、末端轴承端盖、腕关节轴承外圈挡环、腕关节轴承、腕关节轴承内圈挡环、腕关节、力传感器、末端轴承，所述腕关节的一端设置有水平阶梯安装孔，所述水平阶梯安装孔内通过腕关节轴承与机器人小臂的前端转动连接并通过腕关节轴承外圈挡环和关节轴承内圈挡环轴向定位；所述力传感器的上、下端通过螺纹轴分别连接腕关节的螺纹孔和连接轴的内螺纹孔，所述连接轴和末端轴承内圈过渡配合，连接件端盖通过螺钉固定在连接轴底部并顶住末端轴承的内圈，所述末端轴承的外圈和连接件外壳相配合，并用安装在连接件外壳底部的连接件顶盖顶住轴承的外圈，所述连接件顶盖底部中心设置有螺纹连接孔。

进一步地，所述的末端穿戴组件包括依次连接的末端滑块、穿戴器和魔术贴，所述的末端滑块顶部通过螺钉与所述的腕关节旋转机构相连接，所述穿戴器上设置有与所述末端滑块滑动配合的弧形滑槽，所述穿戴器边缘开有缝，魔术贴穿过穿戴器的缝，通电打开所述的肩关节制动器和肘关节制动器，拖动双臂机器人，将人体上肢绑紧在穿戴器上。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：

本发明能代替康复治疗师的工作，通过双臂机器人辅助病人上肢同时进行肩关节和肘关节的康复训练，降低康复治疗师的工作强度；采用近端康复，外力辅助的方式，即依次从肩关节到肘关节，再到腕关节的训练方式，降低患者康复训练的难度和提高康复的效率；机器人双臂肩关节和肘关节设置有卷簧，在人上肢穿戴设备时，使双臂机器人的初始位置协调人手的位置，提高穿戴的舒适度；通过摄像头对双臂机器人的定位，满足多起始位置的启动，通过摄像头对患者上肢位置的追踪，提高患者完成康复任务的能力。

附图说明

图1是本发明实施例的一种用于上肢康复训练的双臂机器人的结构示意图。

图2是本发明实施例的一种用于上肢康复训练的双臂机器人的另一视角结构示意图。

图3是本发明实施例中肩关节结构组件、传动组件分解结构示意图。

图4是本发明实施例中肘关节结构组件和传动组件分解结构示意图。

图5是本发明实施例中腕关节及其连接组件的剖面示意图。

图中所示：1-底传动轴；2-肩关节电机；3-肘关节电机；6-肩关节制动器；7-肘关节制动器；8-肩关节结构组件；9-肩关节带传动组件；10-肘关节结构组件；11-肘关节带传动组件；12-肩关节发条弹簧；13-肩关节发条弹簧轴；14-肩关节发条弹簧壳；15-底传动轴电机；16-肘关节发条弹簧；17-肘关节发条弹簧轴；18-肘关节发条弹簧壳；19-腕关节旋转机构；21-机器人大臂；22-机器人小臂；23-组合件；24-支撑杆；25-支撑板；26-视觉传感器；27-末端穿戴组件；29-肩关节传动挡板；30-第一轴承；31-第二轴承；32-第三轴承；33-肩关节大带轮；34-肩关节小带轮；35-肩关节传动带；36-肩关节大带轮轴；37-肩关节小带轮轴；38-肩关节带传动外壳；39-肩关节减速器；40-肩关节联轴器；41-肩关节左板；42-肩关节底板；43-肩关节右板；44-肩关节；45-第四轴承；46-肘关节传动挡板；48-肘关节大带轮；49-肘关节小带轮；50-肘关节传动带；51-肘关节大带轮轴；52-肘关节带传动外壳；53-肘关节减速器；54-肘关节左板；55-肘关节底板；56-肘关节右板；57-肘关节；58-第五轴承；59-轴用挡圈；60-连接件外壳；61-连接轴；62-连接件顶盖；63-末端滑块；64-穿戴器；65-魔术贴；66-末端轴承端盖；67-腕关节轴承外圈挡环；68-腕关节轴承；69-腕关节轴承内圈挡环；70-腕关节；71-力传感器；72-末端轴承；73-底座；74-固定件。

具体实施方式

下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明，但不限于此。

如图1至图5所示，一种用于上肢康复训练的双臂机器人，包括底座73、通过调节支架设置在所述底座73上的视觉传感器机构、两个活动设置在所述底座73上的机械臂，所述的机械臂均包括设置在所述底座73上的底部旋转机构、依次连接所述底部旋转机构的肩关节旋转机构、机器人大臂21、肘关节旋转机构、机器人小臂22、腕关节旋转机构19、末端穿戴组件27，所述的末端穿戴组件27穿戴于使用者上肢的大臂或小臂上，所述的视觉传感器机构用于记录使用者上肢的运动，提取使用者上肢空间位置信息，并反馈控制机器人的运动。

具体而言，如图1所示，所述的底部旋转机构包括竖直设置的底传动轴电机15、底传动轴减速器、底传动轴1，所述的传动轴电机15集成有角度传感器，其输出轴和底传动轴减速器输入端固定连接，所述底传动轴减速器通过减速器固定件安装在底座73上，所述底传动轴减速器的输出轴与和底传动轴1固定连接，传动轴电机15通过底传动轴减速器减速，带动底传动轴1转动，从而肩关节旋转机构绕竖直轴转动。

具体而言，如图3所示，所述的肩关节旋转机构包括所述肩关节结构组件8和所述肩关节带传动组件9，所述肩关节结构组件8包括肩关节44、肩关节左板41、肩关节右板43和肩关节底板42，所述肩关节底板42和底传动轴1固定连接，所述肩关节左板41和肩关节右板43分别固定连接在肩关节底板42两侧，所述肩关节44转动设置于肩关节左板41和肩关节右板43之间；所述肩关节带传动组件9包括集成有角度传感器的肩关节电机2、肩关节减速器39、肩关节带轮传动机构、肩关节发条弹簧机构、肩关节制动器6，所述肩关节减速器39通过螺钉固定在肩关节左板41的内孔中，其输出端与肩关节44的一端相连接，其中，所述肩关节左板41上的内孔和肩关节减速器39的外壳过渡配合，肩关节左板41端面上有螺纹孔，用螺钉将肩关节减速器39固定在肩关节左板41上；所述的肩关节电机2固定在肩关节左板41安装孔中，所述肩关节电机2的输出轴通过肩关节联轴器40连接肩关节带轮传动机构的输入轴，所述肩关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肩关节减速器39的输入端相连接，另一端连接位于肩关节左板41外侧的肩关节制动器6，实现肩关节制动的功能；所述肩关节44的另一端与位于肩关节右板43外侧的肩关节发条弹簧机构相连接。

具体而言，所述的肩关节带轮传动机构包括肩关节带传动外壳38、肩关节大带轮33、肩关节小带轮34、肩关节大带轮轴36、肩关节小带轮轴37、连接于肩关节大带轮33和肩关节小带轮34之间的肩关节传动带35、肩关节传动挡板29，所述肩关节电机2的输出轴通过肩关节联轴器40连接肩关节小带轮轴37，所述肩关节小带轮轴37的中部连接肩关节小带轮34，两端分别通过第二轴承31、第三轴承32与肩关节传动挡板29和肩关节带传动外壳38转动连接，所述肩关节带传动外壳38通过螺钉固定在所述肩关节减速器39上，所述肩关节减速器39的输入端通过肩关节大带轮轴36依次连接肩关节大带轮33、第一轴承30、肩关节制动器6，所述第一轴承30与肩关节传动挡板29的内孔相配合，所述肩关节传动挡板29固定在肩关节带传动外壳38上。本实施例利用肩关节小带轮34和肩关节大带轮33之间的肩关节传动带35传动，带动肩关节大带轮轴36转动，所述肩关节大带轮轴36连接肩关节减速器39输入端，肩关节减速器39输出端和肩关节44固定连接，如此，肩关节电机2经过肩关节减速器39和带传动传动给肩关节44，肩关节传动挡板29端面具有螺纹孔，肩关节制动器6通过螺纹连接在肩关节传动挡板29上，肩关节制动器6的输入端和肩关节大带轮轴36连接，实现肩关节制动的功能。

具体而言，所述的肩关节发条弹簧机构包括肩关节发条弹簧12、肩关节发条弹簧轴13、肩关节发条弹簧壳14、第四轴承45，所述的第四轴承45固定在肩关节右板43的阶梯孔内，所述肩关节发条弹簧12设置在所述肩关节发条弹簧壳14内，所述肩关节发条弹簧轴13的一端与肩关节44相连接，另一端依次穿过第四轴承45、肩关节发条弹簧壳14后与所述肩关节发条弹簧12的最内圈固定连接，具体是通过所述肩关节发条弹簧12的最内圈卡在所述肩关节发条弹簧轴13的槽内实现固定连接；所述肩关节发条弹簧轴13上设置有用于限定第四轴承45轴向窜动的轴用挡圈，所述肩关节发条弹簧12的最外圈卡在肩关节发条弹簧壳14的边缘槽内，实现与肩关节发条弹簧壳14固定连接。当需要调整肩关节发条弹簧12的预紧力时，通过调节肩关节发条弹簧12最外圈卡扣的位置即可。具体实现时，在所述肩关节发条弹簧壳14边缘开有若干小槽，肩关节发条弹簧12最外圈弹簧片卡入其中一个小槽中，以此固定肩关节发条弹簧12最外圈的位置；所述肩关节发条弹簧壳14中心开孔，孔径的大小使之能防止肩关节右板43中的第四轴承45的轴向窜动。本实施例的关节使用卷簧，能部分平衡设备和穿戴者的自重，节省能耗，并提高穿戴的舒适性。

本实施例中，所述肩关节右板43上用于安装第四轴承45的阶梯孔，安装肩关节发条弹簧壳14的一端孔径较大，另一端面的孔径较小，以挡住其中第四轴承45的外圈。

具体而言，如图4所示，所述的肘关节旋转机构包括肘关节结构组件10和肘关节带传动组件11，所述的肘关节结构组件10包括肘关节57、肘关节左板54、肘关节右板56和肘关节底板55，所述肘关节底板55通过机器人大臂21和肩关节44连接，所述肘关节左板54和肘关节右板56分别固定在肘关节底板55两侧，所述肘关节57转动地设置于肘关节左板54和肘关节右板56之间；所述的肘关节带传动组件11包括集成有角度传感器的肘关节电机3、肘关节减速器53、肘关节带轮传动机构、肘关节发条弹簧机构、肘关节制动器7，所述肘关节减速器53与肘关节左板54的内孔过度配合，肘关节左板54端面上有螺纹孔，通过螺钉固定在肘关节左板54的内孔中，其输出端与肘关节57的一端相连接；所述的肘关节电机3固定在肘关节左板54安装孔中，所述肘关节电机3的输出轴连接肘关节带轮传动机构的输入轴，所述肘关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肘关节减速器53的输入端相连接，另一端连接位于肘关节左板54外侧的肘关节制动器7，实现肘关节制动的功能；所述肘关节57的另一端与位于肘关节右板56外侧的肘关节发条弹簧机构相连接。

具体而言，所述肘关节带轮传动机构包括肘关节带传动外壳52、肘关节大带轮48、肘关节小带轮49、肘关节大带轮轴51、连接于肘关节大带轮48和肘关节小带轮49之间的肘关节传动带50、肘关节传动挡板46，所述肘关节电机2的输出轴连接肘关节小带轮49，所述肘关节带传动外壳52通过螺钉固定在所述肘关节减速器53上，所述肘关节减速器53的输入端通过肘关节大带轮轴51依次连接肘关节大带轮48、第六轴承、肘关节制动器7，所述第六轴承与肘关节传动挡板46的内孔相配合，所述肘关节传动挡板46固定在肘关节带传动外壳52上。本实施例利用肘关节小带轮49和肘关节大带轮48之间的肘关节传动带50传动，带动肘关节大带轮轴51转动，所述肘关节大带轮轴51连接肘关节减速器53输入端，肘关节减速器53输出端和肘关节57固定连接，如此，所述肘关节电机3经过肘关节减速器53和带传动传动给肘关节57，肘关节传动挡板46端面具有螺纹孔，肘关节制动器7的壳体通过螺纹连接在肘关节传动挡板46上，肘关节制动器7的输入端和肘关节大带轮轴51连接，实现肩关节制动的功能。

具体而言，所述的肘关节发条弹簧机构包括肘关节发条弹簧16、肘关节发条弹簧轴17、肘关节发条弹簧壳18、第五轴承58，所述的第五轴承58固定在肘关节右板56的阶梯孔内，所述肘关节发条弹簧16设置在所述肘关节发条弹簧壳18内，所述肘关节发条弹簧轴17的一端与肘关节57相连接，另一端依次穿过第五轴承58、肘关节发条弹簧壳18与所述肘关节发条弹簧16的最内圈固定连接，所述肘关节发条弹簧轴17和肘关节右板56的第五轴承58内圈过渡配合，所述肘关节发条弹簧轴17上设置有用于限定第五轴承58轴向窜动的轴用挡圈59，所述肘关节发条弹簧16的最外圈与肘关节发条弹簧壳18固定连接。具体实现时，所述肘关节发条弹簧壳18边缘开有若干小槽，肘关节发条弹簧16最外圈弹簧片卡入其中一个小槽中，以此固定肘关节发条弹簧16最外圈的位置；所述肘关节发条弹簧壳18中心开孔，孔径的大小使之能防止肘关节右板中的轴承的轴向窜动。本实施例的肘关节发条弹簧机构的其他细节与原理同所述的肩关节发条弹簧机构相同，在此不再赘述。

本实施例中，所述肘关节右板56上用于安装第五轴承58的阶梯孔，安装肘关节发条弹簧壳18的一端孔径较大，另一端面的孔孔径较小，以挡住其中第五轴承58的外圈。

具体而言，如图5所示，所述的腕关节旋转机构包括连接件外壳60、连接轴61、连接件顶盖62、末端轴承端盖66、腕关节轴承外圈挡环67、腕关节轴承68、腕关节轴承内圈挡环69、腕关节70、力传感器71、末端轴承72，所述腕关节70的一端设置有水平阶梯安装孔，所述水平阶梯安装孔内通过腕关节轴承68与机器人小臂22的前端转动连接并通过腕关节轴承外圈挡环67和关节轴承内圈挡环69轴向定位，防止腕关节70和腕关节轴承68之间、以及机器人小臂22和腕关节轴承68之间发生轴向窜动；所述力传感器71的上、下端通过螺纹轴分别连接腕关节70的螺纹孔和连接轴61的内螺纹孔，所述连接轴61和末端轴承72内圈过渡配合，连接件端盖66通过螺钉固定在连接轴61底部并顶住末端轴承72的内圈，所述末端轴承72的外圈和连接件外壳60相配合，并用安装在连接件外壳60底部的连接件顶盖62顶住轴承的外圈，所述连接件顶盖62底部中心设置有螺纹连接孔。

具体而言，如图2和图5所示，所述的末端穿戴组件27包括依次连接的末端滑块63、穿戴器64和魔术贴65，所述的末端滑块63顶部通过螺钉与所述的腕关节旋转机构相连接，所述穿戴器64上设置有与所述末端滑块63滑动配合的弧形滑槽，从而使末端滑块63可以在穿戴器64的滑槽内自由滑动，所述穿戴器64边缘开有缝，魔术贴65穿过穿戴器64的缝，通电打开所述的肩关节制动器6和肘关节制动器7，拖动双臂机器人，将人体上肢绑紧在穿戴器64上.

将本实施例的双臂机器人通过末端穿戴组件27分别和人体的大臂和小臂相连接，由电机驱动，辅助偏瘫病人的上肢进行康复训练。控制各电机的转动，带动肩关节底板42、肩关节44和肘关节57的转动，并通过腕关节70、连接件外壳60、穿戴器64的协调转动，带动人体上肢完成康复训练任务。

所述的视觉传感器26安装在机器人的底座73上，视野包含使用者上肢运动空间，通过记录使用者上肢的运动，提取使用者上肢空间位置信息，并反馈控制机器人的运动。

所述腕关节轴承内圈挡环69外圆具有两个90°分布的螺纹孔，端面和腕关节轴承68内圈接触，并用紧定螺钉固定腕关节轴承内圈挡环69的位置。

所述腕关节轴承外圈挡环67的端面和腕关节轴承68外圈相接触，通过腕关节70上两个90°分布的螺纹孔，用紧定螺钉固定腕关节轴承外圈挡环67的位置。

所述视觉传感器26安装于固定在机器人底座73的调节支架上，所述调节支架包括支撑板25、支撑杆24、固定件74、组合件23，所述固定件74将支撑杆24固定在底座73上，所述固定件74装有紧定螺钉，用以固定安装其上的支撑杆24，所述组合件23连接多根固定杆24，提高支架的稳定性，所述支撑板25安装在支撑杆24上，能调节支撑板25在支撑杆24的高度，所述视觉传感器26安装在支撑板25上，通过调节所述视觉传感器26的位置以及所述支撑板25的高度，来调节视觉传感器26的视野。

所述肩关节电机2、肘关节电机3、底传动轴电机15均为伺服电机，内置角度传感器，本实施例中为编码器，可以通过读取编码器的信息，得到各个电机运动状态，进而推导肩关节底板42、肩关节44和肘关节57的运动状态。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：包括底座(73)、通过调节支架设置在所述底座(73)上的视觉传感器(26)、两个活动设置在所述底座(73)上的机械臂，所述的机械臂均包括设置在所述底座(73)上的底部旋转机构、依次连接所述底部旋转机构的肩关节旋转机构、机器人大臂(21)、肘关节旋转机构、机器人小臂(22)、腕关节旋转机构(19)、末端穿戴组件(27)，所述的末端穿戴组件(27)穿戴于使用者上肢的大臂或小臂上，所述的视觉传感器机构用于记录使用者上肢的运动，提取使用者上肢空间位置信息，并反馈控制机器人的运动。

2.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的底部旋转机构包括竖直设置的底传动轴电机(15)、底传动轴减速器、底传动轴(1)，所述的传动轴电机(15)集成有角度传感器，其输出轴和底传动轴减速器输入端固定连接，所述底传动轴减速器通过减速器固定件安装在底座(73)上，所述底传动轴减速器的输出轴与和底传动轴(1)固定连接，带动肩关节旋转机构绕竖直轴转动。

3.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的肩关节旋转机构包括所述肩关节结构组件(8)和所述肩关节带传动组件(9)，所述肩关节结构组件(8)包括肩关节(44)、肩关节左板(41)、肩关节右板(43)和肩关节底板(42)，所述肩关节底板(42)和底传动轴(1)固定连接，所述肩关节左板(41)和肩关节右板(43)分别固定连接在肩关节底板(42)两侧，所述肩关节(44)转动设置于肩关节左板(41)和肩关节右板(43)之间；所述肩关节带传动组件(9)包括集成有角度传感器的肩关节电机(2)、肩关节减速器(39)、肩关节带轮传动机构、肩关节发条弹簧机构、肩关节制动器(6)，所述肩关节减速器(39)通过螺钉固定在肩关节左板(41)的内孔中，其输出端与肩关节(44)的一端相连接；所述的肩关节电机(2)固定在肩关节左板(41)安装孔中，所述肩关节电机(2)的输出轴通过肩关节联轴器(40)连接肩关节带轮传动机构的输入轴，所述肩关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肩关节减速器(39)的输入端相连接，另一端连接位于肩关节左板(41)外侧的肩关节制动器(6)；所述肩关节(44)的另一端与位于肩关节右板(43)外侧的肩关节发条弹簧机构相连接。

4.根据权利要求3所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的肩关节带轮传动机构包括肩关节带传动外壳(38)、肩关节大带轮(33)、肩关节小带轮(34)、肩关节大带轮轴(36)、肩关节小带轮轴(37)、连接于肩关节大带轮(33)和肩关节小带轮(34)之间的肩关节传动带(35)、肩关节传动挡板(29)，所述肩关节电机(2)的输出轴通过肩关节联轴器(40)连接肩关节小带轮轴(37)，所述肩关节小带轮轴(37)的中部连接肩关节小带轮(34)，两端分别通过第二轴承(31)、第三轴承(32)与肩关节传动挡板(29)和肩关节带传动外壳(38)转动连接，所述肩关节带传动外壳(38)通过螺钉固定在所述肩关节减速器(39)上，所述肩关节减速器(39)的输入端通过肩关节大带轮轴(36)依次连接肩关节大带轮(33)、第一轴承(30)、肩关节制动器(6)，所述第一轴承(30)与肩关节传动挡板(29)的内孔相配合，所述肩关节传动挡板(29)固定在肩关节带传动外壳(38)上。

5.根据权利要求3所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的肩关节发条弹簧机构包括肩关节发条弹簧(12)、肩关节发条弹簧轴(13)、肩关节发条弹簧壳(14)、第四轴承(45)，所述的第四轴承(45)固定在肩关节右板(43)的阶梯孔内，所述肩关节发条弹簧(12)设置在所述肩关节发条弹簧壳(14)内，所述肩关节发条弹簧轴(13)的一端与肩关节(44)相连接，另一端依次穿过第四轴承(45)、肩关节发条弹簧壳(14)后与所述肩关节发条弹簧(12)的最内圈固定连接，所述肩关节发条弹簧(12)的最外圈与肩关节发条弹簧壳(14)固定连接。

6.根据权利要求3所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的肘关节旋转机构包括肘关节结构组件(10)和肘关节带传动组件(11)，所述的肘关节结构组件(10)包括肘关节(57)、肘关节左板(54)、肘关节右板(56)和肘关节底板(55)，所述肘关节底板(55)通过机器人大臂(21)和肩关节(44)连接，所述肘关节左板(54)和肘关节右板(56)分别固定在肘关节底板(55)两侧，所述肘关节(57)转动地设置于肘关节左板(54)和肘关节右板(56)之间；所述的肘关节带传动组件(11)包括集成有角度传感器的肘关节电机(3)、肘关节减速器(53)、肘关节带轮传动机构、肘关节发条弹簧机构、肘关节制动器(7)，所述肘关节减速器(53)通过螺钉固定在肘关节左板(54)的内孔中，其输出端与肘关节(57)的一端相连接；所述的肘关节电机(3)固定在肘关节左板(54)安装孔中，所述肘关节电机(3)的输出轴连接肘关节带轮传动机构的输入轴，所述肘关节带轮传动机构的输出轴一端与所述肘关节减速器(53)的输入端相连接，另一端连接位于肘关节左板(54)外侧的肘关节制动器(7)；所述肘关节(57)的另一端与位于肘关节右板(56)外侧的肘关节发条弹簧机构相连接。

7.根据权利要求6所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述肘关节带轮传动机构包括肘关节带传动外壳(52)、肘关节大带轮(48)、肘关节小带轮(49)、肘关节大带轮轴(51)、连接于肘关节大带轮(48)和肘关节小带轮(49)之间的肘关节传动带(50)、肘关节传动挡板(46)，所述肘关节电机(2)的输出轴连接肘关节小带轮(49)，所述肘关节带传动外壳(52)通过螺钉固定在所述肘关节减速器(53)上，所述肘关节减速器(53)的输入端通过肘关节大带轮轴(51)依次连接肘关节大带轮(48)、第六轴承、肘关节制动器(7)，所述第六轴承与肘关节传动挡板(46)的内孔相配合，所述肘关节传动挡板(46)固定在肘关节带传动外壳(52)上。

8.根据权利要求6所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的肘关节发条弹簧机构包括肘关节发条弹簧(16)、肘关节发条弹簧轴(17)、肘关节发条弹簧壳(18)、第五轴承(58)，所述的第五轴承(58)固定在肘关节右板(56)的阶梯孔内，所述肘关节发条弹簧(16)设置在所述肘关节发条弹簧壳(18)内，所述肘关节发条弹簧轴(17)的一端与肘关节(57)相连接，另一端依次穿过第五轴承(58)、肘关节发条弹簧壳(18)后与所述肘关节发条弹簧(16)的最内圈固定连接，所述肘关节发条弹簧轴(17)上设置有用于限定第五轴承(58)轴向窜动的轴用挡圈(59)，所述肘关节发条弹簧(16)的最外圈与肘关节发条弹簧壳(18)固定连接。

9.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的腕关节旋转机构(19)连接件外壳(60)、连接轴(61)、连接件顶盖(62)、末端轴承端盖(66)、腕关节轴承外圈挡环(67)、腕关节轴承(68)、腕关节轴承内圈挡环(69)、腕关节(70)、力传感器(71)、末端轴承(72)，所述腕关节(70)的一端设置有水平阶梯安装孔，所述水平阶梯安装孔内通过腕关节轴承(68)与机器人小臂(22)的前端转动连接并通过腕关节轴承外圈挡环(67)和关节轴承内圈挡环(69)轴向定位；所述力传感器(71)的上、下端通过螺纹轴分别连接腕关节(70)的螺纹孔和连接轴(61)的内螺纹孔，所述连接轴(61)和末端轴承(72)内圈过渡配合，连接件端盖(66)通过螺钉固定在连接轴(61)底部并顶住末端轴承(72)的内圈，所述末端轴承(72)的外圈和连接件外壳(60)相配合，并用安装在连接件外壳(60)底部的连接件顶盖(62)顶住轴承的外圈，所述连接件顶盖(62)底部中心设置有螺纹连接孔。

10.根据权利要求1所述的用于上肢康复训练的双臂机器人，其特征在于：所述的末端穿戴组件(27)包括依次连接的末端滑块(63)、穿戴器(64)和魔术贴(65)，所述的末端滑块(63)顶部通过螺钉与所述的腕关节旋转机构相连接，所述穿戴器(64)上设置有与所述末端滑块(63)滑动配合的弧形滑槽，所述穿戴器(64)边缘开有缝，魔术贴(65)穿过穿戴器(64)的缝，将人体上肢绑紧在穿戴器(64)上。