CN107854813A - 一种上肢康复机器人 - Google Patents

一种上肢康复机器人 Download PDF

Info

Publication number
CN107854813A
CN107854813A CN201711238294.1A CN201711238294A CN107854813A CN 107854813 A CN107854813 A CN 107854813A CN 201711238294 A CN201711238294 A CN 201711238294A CN 107854813 A CN107854813 A CN 107854813A
Authority
CN
China
Prior art keywords
module
connecting rod
joint module
joint
shoulder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201711238294.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107854813B (zh
Inventor
欧勇军
刘军
贺浩
颜丰华
李文山
丛明磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Weikai Medical Technology Co.,Ltd.
Original Assignee
Hunan Miaoshou Robot Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Miaoshou Robot Co Ltd filed Critical Hunan Miaoshou Robot Co Ltd
Priority to CN201711238294.1A priority Critical patent/CN107854813B/zh
Publication of CN107854813A publication Critical patent/CN107854813A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107854813B publication Critical patent/CN107854813B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0277—Elbow
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00—Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus ; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274—Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0281—Shoulder
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B21/00—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices
    • A63B21/00178—Exercising apparatus for developing or strengthening the muscles or joints of the body by working against a counterforce, with or without measuring devices for active exercising, the apparatus being also usable for passive exercising
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1245—Primarily by articulating the shoulder joint
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B23/00—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body
    • A63B23/035—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously
    • A63B23/12—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles
    • A63B23/1281—Exercising apparatus specially adapted for particular parts of the body for limbs, i.e. upper or lower limbs, e.g. simultaneously for upper limbs or related muscles, e.g. chest, upper back or shoulder muscles primarily by articulating the elbow joint
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B71/00—Games or sports accessories not covered in groups A63B1/00 - A63B69/00
    • A63B71/06—Indicating or scoring devices for games or players, or for other sports activities
    • A63B71/0619—Displays, user interfaces and indicating devices, specially adapted for sport equipment, e.g. display mounted on treadmills
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12—Driving means
    • A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/14—Special force transmission means, i.e. between the driving means and the interface with the user
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1614—Shoulder, e.g. for neck stretching
    • A61H2201/1616—Holding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16—Physical interface with patient
    • A61H2201/1602—Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635—Hand or arm, e.g. handle
    • A61H2201/1638—Holding means therefor
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5061—Force sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5064—Position sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5079—Velocity sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00—Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50—Control means thereof
    • A61H2201/5058—Sensors or detectors
    • A61H2201/5084—Acceleration sensors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06—Arms
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61H—PHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2205/00—Devices for specific parts of the body
    • A61H2205/06—Arms
    • A61H2205/062—Shoulders
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/10—Positions
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/30—Speed
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/40—Acceleration
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A63—SPORTS; GAMES; AMUSEMENTS
    • A63B—APPARATUS FOR PHYSICAL TRAINING, GYMNASTICS, SWIMMING, CLIMBING, OR FENCING; BALL GAMES; TRAINING EQUIPMENT
    • A63B2220/00—Measuring of physical parameters relating to sporting activity
    • A63B2220/50—Force related parameters
    • A63B2220/54—Torque

Abstract

本发明提供一种上肢康复机器人，包括：底座、升降台、双向滑台及第一手臂；所述第一手臂包括支座、肩胛模块、肩部模块、上臂模块和前臂模块；还包括：第一关节模块、第二关节模块、第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块、第六关节模块、第七关节模块；所述关节模块均包括直流电机、谐波减速机、制动器和编码器。本发明是一种更适合人体上肢关节活动的，更灵活的具备七自由度上肢康复机器人，该上肢康复机器人包括肩胛位置的两个自由度；肩关节的三个自由度；肘关节、前臂旋转各一个自由度，各关节均采用关节模块驱动，关节模块由直流电机、谐波减速机、制动器、编码器构成，能够实现主动、被动、阻抗三种训练模式。

Description

一种上肢康复机器人
技术领域
本发明涉及一种机器人，尤其涉及一种上肢康复机器人，涉及康复训练机器人领域。
背景技术
脑卒病人的康复在临床上是通过两方面的锻炼来进行恢复的，包括肢体功能恢复和语言功能恢复。其中肢体功能恢复的主要方法是：由被动活动一步一步逐渐过渡到患者自己主动活动，由健康的肢体运动来带动瘫痪一侧的锻炼，如患肢的屈伸、内旋外展等。上肢的被动训练内容包括：肩关节—肘关节—腕关节—掌指关节(内/外旋,屈曲,外展)(曲,伸)。传统的康复治疗中，受治疗人员的限制，治疗的强度、次数和时间往往不能满足患者功能恢复的需要,康复机器人代替医师完成对病人的康复训练逐渐成为一种解决方案。
目前主流上肢康复机器人分为外骨骼式和末端牵引式，其中外骨骼式因为能和手臂形成双闭环结构，从而更好地带动手臂进行运动取得良好的训练效果，成为主要发展方向。外骨骼式上肢康复机器人主要有：五自由度(CN102379793B；US20110251533A1)；六自由度(CN105997427A)；七自由度(CN102727360B)上肢康复机器人。
具体地，对比文件1：CN102379793B公开的五自由度的上肢康复机器人的技术方案为：该机器人包括第Ⅰ关节、第Ⅱ关节、第Ⅲ关节、第Ⅳ关节和第Ⅴ关节，5个关节依次串联联接，各关节的运动分别对应肩关节外展/内收、肩关节屈/伸、肘关节屈/伸、前臂内旋/外翻、腕关节屈/伸和手指屈/伸。
对比文件2：CN105997427A公开的六自由度的上肢康复机器人的技术方案为：该机器人包括有第I自由度、第II自由度、第III自由度、第IV自由度、第V自由度、第VI自由度，6个自由度依次串联联接，对应各关节的运动分别对应为肩关节内收/外展、肩关节伸/屈、肘关节伸/屈、前臂外翻/内旋、腕关节伸/曲、手指伸/屈。
对比文件3：CN102727360B公开的七自由度的上肢康复机器人的技术方案为：该机器人包括第一关节组件、第二关节组件、第三关节组件、第四关节组件、第五关节组件和第六关节组件以及第七关节组件，第一关节组件、第二关节组件和第三关节组件的三个轴线交于一点并且相互垂直，该点位于使用者肩关节的旋转中心点，第五关节组件、第六关节组件和第七关节组件的三个轴线交于一点并且相互垂直，该点位于使用者腕关节的旋转中心点。
上述对比文件公开的上肢康复机器人主要包括的自由度为肩关节的三个自由度，即：肘关节、前臂旋转、腕关节各一个自由度，均没有考虑肩胛骨，锁骨的活动而形成的自由度，不够灵活，不能全面地实现康复所需的运动。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种更适合人体上肢关节活动的，更灵活的七自由度上肢康复机器人，该上肢康复机器人包括肩胛位置的两个自由度；肩关节的三个自由度；肘关节、前臂旋转各一个自由度，各关节均采用关节模块驱动，关节模块由直流电机、谐波减速机、制动器、编码器构成，能够实现主动、被动、阻抗三种训练模式。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
提供一种上肢康复机器人，包括：
底座、升降台、双向滑台及第一手臂；所述第一手臂包括支座、肩胛模块、肩部模块、上臂模块和前臂模块；
还包括：第一关节模块、第二关节模块、第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块、第六关节模块、第七关节模块；
所述肩胛模块通过第一关节模块与支座连接；肩胛模块通过第三关节模块与肩部模块连接；肩部模块通过第五关节模块与上臂模块连接；上臂模块通过第六关节模块与前臂模块连接；
所述支座固定在双向滑台的滑座上，双向滑台和升降台固定连接，升降台固定在底座上；
所述第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块的轴线相交于一点，该点为人体的肩关节点。
因为人体的肩关节在肩胛骨和锁骨及附近的肌肉作用下能够进行上下和前后两个方向的运动(例如耸肩)，第一关节模块与第二关节模块可以让第三关节模块在任意合适的位置，因此第一关节模块和第二关节模块能使第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块的轴线的交点和人体肩关节点始终重合。
进一步地，
上述第一关节模块至第七关节模块均包括直流电机、谐波减速机、制动器和编码器；所述谐波减速机、制动器和编码器与直流电机封装在一起。
上述关节模块可以实现关节的主动驱动，并反馈力矩、速度、加速度、位置信号，辅助机器人的控制；关节模块通过CAN总线进行通讯，由电脑和CAN数据卡进行控制，机器人控制算法直接在电脑中进行编程；且由于底层驱动电路集成在关节模块中，无底层驱动器，无需自己设计，控制过程设计简便。
进一步地，
所述肩胛模块主要由肩胛支撑座、双连杆、肩胛连接座组成；其中：
双连杆包括连杆一和连杆二两组连杆，连杆一和连杆二均包括左右对称设置的左连杆座、右连杆座及螺纹杆，螺纹杆的左、右两端分别与左连杆座、右连杆座连接；
连杆一左连杆座的上端通过第一转轴、第一滑动轴承、第一连接座与肩胛支撑座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一转轴的轴向定位；右连接座的上端通过第二转轴、第二滑动轴承与肩胛连接座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第二转轴的轴向定位；
连杆二左连杆座的上端通过第一驱动轴、第三滑动轴承、第二连接座与肩胛支撑座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一驱动轴的轴向定位；右连接座通过第三转轴，第四滑动轴承与肩胛连接座连接，下端使用螺母锁紧；第二关节模块通过第一电机支座固定在肩胛支撑座上，第二关节模块的下端通过联轴器与第一驱动轴连接；
连杆一、连杆二、肩胛支撑座及肩胛连接座共同组成一四连杆机构，通过四连杆机构的运动可以调节连杆长度，从而调节肩胛至肩部的宽度；通过调节肩胛至肩部的宽度可以适用不同体型(肩宽)的人群；
第三关节模块的一端通过第一法兰与肩胛连接座固连，另一端通过第二法兰和肩部模块固连。
优选地，
螺纹杆左、右两端的螺纹分别为左旋螺纹和右旋螺纹，左、右连杆座上的螺纹分别与螺纹杆上左、右两端的螺纹相配合。
优选地，
肩胛支撑座为L型，采用加强筋加强，L型结构的一边的端部留有关节模块安装孔，另一边的端部和中部分别设有转轴孔；
肩胛连接座的一端设有关节模块安装版，另一端设有两个转轴孔，两个转轴孔的连线A与关节模块安装板平面B成一钝角。
两个转轴孔的连线A与关节模块安装板平面B成一钝角的设计是为了适应肩关节位置和肩胛运动。
进一步地，
肩部模块主要由第一肩部连杆、第四关节模块、第三法兰、第二肩部连杆及第五关节模块组成；第一肩部连杆和第二肩部连杆均为一弯折件，折角为一钝角；第一肩部连杆与第二肩部连杆的两端均设有关节模块安装孔，第一肩部连杆的一端与第二肩部连杆的一端通过第四关节模块连接；
第一肩部连杆的另一端与肩胛模块的肩胛支撑座通过第三关节模块连接，实现肩部模块与肩胛模块的连接；第二肩部连杆的另一端与上臂模块通过第五关节模块连接。
进一步地，
上臂模块主要由上臂下段、上臂上段、第一丝杆螺母机构、第二连接座、护臂支座、护臂滑座、护臂组成；
第一螺杆螺母机构与第二连接座之间通过第二连接件连接；通过第一螺杆螺母机构的直线运动带动第二连接座一起动；
护臂滑座包括护臂滑座一和护臂滑座二，护臂包括护臂一和护臂二；护臂滑座一与护臂一固定连接；护臂滑座二与护臂二固定连接；
上臂上段和上臂下段之间布置第一滑块和第一滑轨，实现两者相对滑动连接；
上臂上段和上臂下段远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；上臂上段与肩部模块的第二肩部连杆通过第五关节模块连接；
上臂下段通过第六关节模块与前臂模块连接；
上臂上段上开有空槽，第一丝杆螺母机构中的螺母支座穿过空槽与上臂下段连接，第一丝杆螺母机构的其余部分与上臂上段连接，通过第一丝杆螺母机构的驱动，实现上臂模块长度的调节；通过调节上臂模块长度的调节可以适用不同体型(上臂长度)的人群；
护臂滑座与护臂支座滑动连接，可以实现护臂滑座在护臂支座中滑动，以调节护臂护持的范围，调整好范围后采用螺栓将护臂滑座固定在护臂支座上；
护臂支座通过第二连接座与上臂下段连接。
优选地，
所述护臂一、护臂二为塑料材料，内部覆盖一层软性材料，并布置有绑带以便与手臂绑定。
进一步地，
前臂模块主要由前臂上段、前臂下段、第二丝杆螺母机构、驱动机构、连杆机构、握手组成；
前臂上段和前臂下段之间通过第二滑轨和第二滑座实现相对两者滑动连接，前臂上段和前臂下段远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；前臂上段与上臂模块的上臂下段通过第六关节模块连接；
第二丝杆螺母机构布置在前臂上段上，前臂上段通过第二丝杆螺母机构的丝杆螺母支座与前臂下段连接，通过第二丝杆螺母机构的驱动，实现前臂模块长度的调节；通过调节前臂模块长度的调节可以适用不同体型(前臂长度)的人群。
进一步地，
所述驱动机构包括第二电机支座、第七关节模块、第四法兰、同步带轮圈、同步带、小同步带轮及第二驱动轴；
第二电机支座与前臂下段固连，第七关节模块通过第四法兰与第二电机座固连，第七关节模块布置在同步齿轮圈前端，第二驱动轴布置在前臂下段前端一侧；第二驱动轴的一端与小同步带齿轮固连，第二驱动轴的另一端与连杆结构连接。
进一步地，
所述连杆机构包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、腕部连接件及转轴；
第一连接杆下端设驱动轴孔，中部偏上位置设有转轴孔，其上端有一突出圆柱部，中心布置有转轴孔；第二连接杆的下端设置转轴孔，转轴孔与第一连接杆的驱动轴孔的孔径不相同，其余结构与第一连接杆的结构和尺寸均相同；
第二驱动轴通过驱动轴孔与第一连接杆固连；同步齿轮圈通过同步带驱动小同步带轮转动，从而带动第一连接杆；
第三连接杆上布置有呈倒三角形布置的三个转轴孔(即：上部设有两个转轴孔、下部设有一个转轴孔)；第四连接杆和第三连杆的转轴孔的位置和尺寸大小均相同；两者区别仅在于：为避免在运动过程中的干涉，第三连接杆的顶部开有圆弧形缺口；
其中：第三连接杆的上部的两转轴孔通过销轴与第一连接杆、第二连接杆中部的转轴孔连接；第四连接杆的上部两转轴孔通过销轴和第一连接杆、第二连接杆上部的转轴孔连接。
进一步地，
所述腕部连接件的上、中部各布置有一转轴孔，两个转轴孔之间的孔距与第一连接杆上部两孔之间的孔距相同；
腕部连接件上部的转轴孔通过销轴与第四连接杆下部的转轴孔相连接；腕部连接件下部的转轴孔通过销轴和第三连接杆下部的转轴孔相连接；
腕部连接件通过第一连接件与握手连接件相连，握手连接件通过第五连接杆与握手连接。
通过连杆机构的作用，握手能绕握于握手之上的手臂的轴心转动。
进一步地，
所述上肢康复机器人采用双臂结构，还包括第二手臂，所述第二手臂与第一手臂左右对称设置，具有与第一手臂对称设置的结构，可同时实现双臂的康复训练。
工作原理：
本发明提供的上肢康复机器人具备七个自由度，具体为：肩胛位置的两个自由度；肩关节的三个自由度；肘关节、前臂各一个自由度。第一关节模块和第二关节模块用于实现肩胛位置的两个自由度；第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块配合实现肩关节的三个自由度；第六关节模块用于实现肘关节的一个自由度；第七关节模块实现前臂的一个自由度。
由于本发明的各关节均采用关节模块驱动，上述第一至第七关节模块均由直流电机、谐波减速机、制动器、编码器构成，能够实现主动、被动、阻抗三种训练模式。且由于本发明提供的上肢康复机器人具有肩胛位置的两个自由度运动，更加灵活，更符合人体的上肢活动，因此利于康复运动。且所述关节模块能实时采集关节力矩数据，在程序控制中根据采集的数据控制，实现对人体的保护，避免动作力度过大，能避免利用康复机器人进行康复的过程中由于力度过大而给人体带来损伤。
且本发明提供的上肢机器人，其肩胛到肩部的宽度、上臂的长度及前臂的长度均可进行调节，因此可以适应不同体型的人群，应用广泛，适用性强。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例上肢康复机器人的整体结构示意图；
图2为本发明实施例上肢康复机器人的关节模块分布示意图；
图3为本发明实施例上肢康复机器人的肩胛模块的立体结构示意图；
图4为本发明实施例上肢康复机器人的肩胛模块肩胛连接座的结构示意图；
图5为本发明实施例上肢康复机器人的肩部模块的立体结构示意图；
图6为本发明实施例上肢康复机器人的上臂模块的立体结构示意图；
图7为本发明实施例上肢康复机器人的上臂模块的正视图；
图8为图7的A-A剖面示意图；
图9为本发明实施例上肢康复机器人的前臂模块的立体结构示意图；
图10为本发明实施例前臂模块的前臂上段和前臂下段之间的连接结构示意图；
图11为本发明实施例前臂模块四连杆结构的结构示意图；
图12为本发明实施例的工作原理示意图。
具体实施方式
下面结合附图对发明进一步说明，但不用来限制本发明的范围。
如图1-11所示，本发明提供一种提供一种上肢康复机器人，包括：
底座(8)、升降台(7)、双向滑台(6)及第一手臂(本实施例中具体指的是右臂)；所述第一手臂(右臂)包括支座(5)、肩胛模块(4)、肩部模块(3)、上臂模块(2)和前臂模块(1)；
还包括：第一关节模块(I)、第二关节模块(II)、第三关节模块(III)、第四关节模块(IV)、第五关节模块(V)、第六关节模块(VI)、第七关节模块(VII)；
肩胛模块(4)通过第一关节模块(I)与支座(5)连接；肩胛模块(4)通过第三关节模块(III)与肩部模块(3)连接；肩部模块(3)通过第五关节模块(V)与上臂模块(2)连接；上臂模块(2)通过第六关节模块(VI)与前臂模块(1)连接；
支座(5)固定在双向滑台(6)的滑座上，双向滑台(6)和升降台(7)固定连连，升降台(7)固定在底座(8)上；
所述第三关节模块(III)、第四关节模块(IV)、第五关节模块(V)的轴线相交于一点，该点为人体的肩关节点。
因为康复者的肩关节在肩胛骨(62)和锁骨(61)及附近的肌肉作用下能够进行上下和前后两个方向的运动(例如耸肩)，第一关节模块(I)与第二关节模块(II)可以让第三关节模块(III)在任意合适的位置，因此第一关节模块(I)和第二关节模块(II)能使第三关节模块(III)、第四关节模块(IV)、第五关节模块(V)的轴线的交点和人体肩关节点始终重合。
上述第一至第七关节模块均包括直流电机、谐波减速机、制动器和编码器；所述谐波减速机、制动器和编码器与直流电机封装在一起。
上述关节模块可以实现关节的主动驱动，并反馈力矩、速度、加速度、位置信号，辅助机器人的控制；关节模块通过CAN总线进行通讯，由电脑和CAN数据卡进行控制，机器人控制算法直接在电脑中进行编程；且由于底层驱动电路集成在关节模块中，无底层驱动器，无需自己设计，控制过程设计简便。
具体他地，如图3所示，所述肩胛模块(4)主要由肩胛支撑座(10)、双连杆、肩胛连接座(14)组成；其中：
双连杆包括连杆一和连杆二两组连杆，连杆一和连杆二均包括左右对称设置的左连杆座、右连杆座及螺纹杆(21)，螺纹杆(21)的左、右两端分别与左连杆座、右连杆座连接；
螺纹杆(21)左、右两端的螺纹分别为左旋螺纹和右旋螺纹，左、右连杆座上的螺纹分别与螺纹杆(21)上左、右两端的螺纹相配合；
连杆一左连杆座的上端通过第一转轴(12)、第一滑动轴承、第一连接座(11)与肩胛支撑座(10)连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一转轴的轴向定位；右连接座的上端通过第二转轴、第二滑动轴承与肩胛连接座(14)连接，其下端采用螺母锁紧，实现第二转轴的轴向定位；
连杆二左连杆座(23)的上端通过第一驱动轴(22)、第三滑动轴承、第二连接座与肩胛支撑座(10)连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一驱动轴的轴向定位；右连接座(20)通过第三转轴(19)、第四滑动轴承(24)与肩胛连接座连接，下端使用螺母锁紧；第二关节模块(II)通过第一电机支座(17)固定在肩胛支撑座上，其下端通过联轴器(18)与第一驱动轴(22)连接；
连杆一、连杆二、肩胛支撑座(10)及肩胛连接座(14)共同组成一四连杆机构，通过转动连杆可以调节连杆长度，从而调节肩胛至肩部的宽度；通过调节肩胛至肩部的宽度可以适用不同体型(肩宽)的人群；
第三关节模块(III)的一端通过第一法兰(13)与肩胛连接座(14)固连，另一端通过第二法兰(15)和肩部模块(3)固连。
如图4所示，肩胛支撑座(10)为L型，采用加强筋加强，L型结构的一边的端部留有关节模块安装孔，另一边的端部和中部分别设有转轴孔；
肩胛连接座的一端设有关节模块安装版，另一端设有两个转轴孔，两个转轴孔的连线A与关节模块安装板平面B成一钝角。
两个转轴孔的连线A与关节模块安装板平面B成一钝角的设计是为了适应肩关节位置和肩胛运动。
如图5所示，肩部模块(3)由第一肩部连杆(27)、第四关节模块(IV)、第三法兰(26)、第二肩部连杆(25)、第五关节模块(V)组成；第一肩部连杆(27)和第二肩部连杆(25)均为一弯折件，折角为钝角；第一肩部连杆(27)与第二肩部连杆(25)的两端均设有关节模块安装孔，第一肩部连杆(27)的一端与第二肩部连杆(25)的一端通过第四关节模块(IV)连接；
第一肩部连杆(27)的另一端与肩胛模块(4)的肩胛支撑座(10)通过第三关节模块(III)连接，实现肩部模块(3)与肩胛模块(4)的连接；第二肩部连杆的另一端与上臂模块通过第五关节模块(V)连接。
如图6-8所示，上臂模块(2)主要由上臂下段(30)、上臂上段(31)、第一丝杆螺母机构(33)、第二连接座(34)、护臂支座(35)、护臂滑座、护臂组成；
第一螺杆螺母机构(33)与第二连接座(34)之间通过第二连接件(32)连接；通过第一螺杆螺母机构(33)的直线运动带动第二连接座(34)一起动；
护臂滑座包括护臂滑座一(28)和护臂滑座二(36)，护臂包括护臂一(29)和护臂二(37)；护臂滑座一(28)与护臂一(29)固定连接；护臂滑座二(36)与护臂二(37)固定连接；
上臂上段(30)和上臂下段(31)之间布置第一滑块(38)和第一滑轨(39)，实现两者相对滑动连接；
上臂上段(30)和上臂下段(31)远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；上臂上段(30)与肩部模块(3)的第二肩部连杆(25)的关节模块安装孔通过第五关节模块(V)连接；
上臂下段(31)通过第六关节模块(VI)与前臂模块(2)连接；
上臂上段(30)上开有空槽，第一丝杆螺母机构(33)中的螺母支座穿过空槽与上臂下段(31)连接，第一丝杆螺母机构(33)的其余结构与上臂上段(30)连接，通过第一丝杆螺母机构(33)的驱动，实现上臂模块(2)长度的调节；通过调节上臂模块长度的调节可以适用不同体型(上臂长度)的人群；
护臂滑座(包括护臂滑座一(28)和护臂滑座二(36))与护臂支座(35)滑动连接，可以实现护臂滑座在护臂支座(35)中滑动，以调节护臂(包括护臂一(29)和护臂二(37))护持的范围，调整好范围后采用螺栓将护臂滑座(包括护臂滑座一(28)和护臂滑座二(36))固定在护臂支座(35)上；
护臂支座(35)通过第二连接座(34)与上臂下段(31)连接；
所述护臂一(29)、护臂二(37)为塑料材料，内部覆盖一层软性材料，并布置有绑带以便与手臂绑定。
如图9-10所示，前臂模块(1)主要由前臂上段(40)、前臂下段(41)、第二丝杆螺母机构(60)、驱动机构、连杆机构、握手(53)组成；
前臂上段(40)和前臂下段(41)之间通过第二滑轨(58)和第二滑座(59)实现相对两者滑动连接，前臂上段(40)和前臂下段(41)远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；前臂上段(40)与上臂模块(2)的上臂下段(31)的关节模块安装孔通过第六关节模块(VI)连接；
第二丝杆螺母机构(60)布置在前臂上段(40)上，前臂上段(40)通过第二丝杆螺母机构(60)的丝杆螺母支座与前臂下段(41)连接，通过第二丝杆螺母机构(60)的驱动，实现前臂模块(1)长度的调节；通过调节前臂模块长度的调节可以适用不同体型(前臂长度)的人群。
上述驱动机构包括第二电机座(42)、第七关节模块(VII)、第四法兰(44)、同步带轮圈(46)、同步带(45)、小同步带轮(57)、第二驱动轴(56)；
第二电机座(42)与前臂下段(41)固连、第七关节模块(VII)通过第四法兰(44)与第二电机座(42)固连、第七关节模块(VII)布置在同步齿轮圈(46)前端、第二驱动轴(56)布置在前臂下段(41)前端一侧；第二驱动轴(56)的一端与小同步带齿轮(57)固连，第二驱动轴的(56)另一端与连杆结构连接；
具体地，如图11所示，所述连杆机构包括第一连接杆(55)、第二连接杆(47)、第三连接杆(54)、第四连接杆(48)、腕部连接件(49)及转轴；
第一连接杆(55)下端设驱动轴孔，中部偏上位置设有转轴孔，其上端有一突出圆柱部，中心布置有转轴孔；第二连接杆(47)的下端设置转轴孔，转轴孔与第一连接杆(55)的驱动轴孔的孔径不相同，其余结构与第一连接杆的结构和尺寸均相同；
第二驱动轴通过驱动轴孔与第一连接杆(55)固连；同步齿轮圈(46)通过同步带(45)驱动小同步带轮(57)转动，从而带动第一连接杆(55)；
第三连接杆(54)上布置有呈倒三角形布置的三个转轴孔(即：上部设有两个转轴孔、下部设有一个转轴孔)；第四连接杆(48)和第三连杆(54)的转轴孔的位置和尺寸大小均相同；两者区别仅在于：为避免在运动过程中的干涉，第三连接杆(54)的顶部开有圆弧形缺口；
其中：第三连接杆(54)的上部两转轴孔通过销轴与第一连接杆(55)、第二连接杆(57)中部的转轴孔连接；第四连接杆(48)的上部两转轴孔通过销轴和第一连接杆(55)、第二连接杆(57)上部转轴孔连接。
腕部连接件(49)的上、中部分别布置有一转轴孔，两转轴孔之间的孔距与第一连接杆(55)上部两孔之间的孔距相同；
腕部连接件(49)上部的转轴孔通过销轴与第四连接杆(48)下部的转轴孔相连接，腕部连接件(49)下部的转轴孔通过销轴和第三连接杆(54)下部的转轴孔相连接；
腕部连接件(49)通过手腕连接件(50)与握手连接件(51)相连，握手连接件(51)通过第五连接杆(52)与握手(53)连接。
通过连杆机构的作用，握手(53)能绕握于握手(53)之上的手臂的轴心转动。
本实施例提供的上肢康复机器人采用双臂结构，还包括第二手臂(本实施例中具体指的是左臂)，所述第二手臂(左臂)与第一手臂(右臂)左右对称设置，具有与第一手臂(右臂)对称设置的结构，可同时实现双臂的康复训练。
工作原理：
如图12所示，本发明提供的上肢康复机器人，每条手臂均具备七个自由度，具体为：肩胛位置的两个自由度；肩关节的三个自由度；肘关节、前臂各一个自由度。第一关节模块(I)和第二关节模块(II)用于实现肩胛位置的两个自由度；第三关节模块(III)、第四关节模块(IV)、第五关节模块(V)配合实现肩关节的三个自由度；第六关节模块(VI)用于实现肘关节的一个自由度；第七关节模块(VII)实现前臂的一个自由度。
以下具体说明本发明提供的上肢康复机器人的康复训练过程：
根据不同康复者的体型进行肩宽、上臂及前臂的调节后，将上肢康复机器人与康复者进行固定，康复训练时(本实施例以左臂为例)：
第一关节模块(I)绕其轴线逆时针旋转，带动肩胛模块(4)的肩胛支撑座(10)靠近左臂的一侧从左臂外侧往上翻转，带动康复者的肩胛骨(62)往上动作，从而带动左臂从外侧向上抬起；相应地，第一关节模块(I)绕其轴线顺时针旋转，康复者的肩胛骨(62)往下动作，左臂落下；
第二关节模块(II)绕其轴线顺时针旋转(往前推动)，肩胛模块(4)的双连杆带动肩胛连接座(14)往前动作，从而带动康复者的肩胛骨(62)往前动作，左臂往前推动；相应地，第二关节模块(II)绕其轴线逆时针旋转(往后推动)，带动肩胛骨(62)往后动作，左臂往后拉；
第一关节模块(I)和第二关节模块(II)保证肩胛位置的两个自由度，同时也能保证第三关节模块(III)、第四关节模块(IV)和第五关节模块(V)的轴线交点始终位于康复者的肩关节(65)点上(两者重合)；
第三关节模块(III)绕其轴线顺时针(左外)旋转，肩部模块(3)的第一肩部连杆带动康复者的肩关节(65)往外推动；相应地，其往绕其轴线顺时针(左内)旋转，带动肩关节(65)内收；
第四关节模块(IV)绕其轴线逆时针(往内)旋转，肩部模块(3)的第二肩部连杆带动康复者的肩关节(65)内收；第四关节模块(IV)能让康复者做到前耸肩，同时通过第二肩部连杆带动第五关节模块(V)转到合适的位置；
第五关节模块(V)绕其轴线逆时针旋转，带动康复者的肩关节(65)外展，从而带动康复者左上臂(63)外展；
第四关节模块(IV)和第五关节模块(V)共同完成肩关节(65)的外展/内收(扩胸运动)，因此，第三、四、五三个关节模块的旋转能配合实现肩关节的三个自由度：肩关节外展/内收、肩关节屈/伸及前耸肩；
第五关节模块(V)动作的时候第六关节模块(VI)同时动作，第六关节模块(VI)绕其轴心顺时针旋转，带动康复者的肘关节(66)内屈，同时康复者左前臂(64)内收；第六关节模块(VI)绕其轴心逆时针旋转，带动康复者的肘关节(66)外伸，同时同时康复者左前臂(64)外展；实现肘关节(66)的一个自由度：肘关节的伸/屈。
前臂的一个自由度对应前臂的旋转，依靠第七关节模块(VII)带动前臂连杆机构和握手旋转实现，从而可以带动康复者左前臂(64)及手掌旋转。
由于本发明的各关节均采用关节模块驱动，上述第一至第七关节模块均由直流电机、谐波减速机、制动器、编码器构成，能够实现主动、被动、阻抗三种训练模式，运动也更加灵活。且由于本发明提供的上肢康复机器人具有肩胛位置的两个自由度运动，更加灵活，更符合人体的上肢活动，因此利于康复运动。且所述关节模块能实时采集关节力矩数据，在程序控制中根据采集的数据控制，实现对人体的保护，避免动作力度过大，能避免利用康复机器人进行康复的过程中由于力度过大而给人体带来损伤。
且本发明提供的上肢机器人，其肩胛到肩部的宽度、上臂的长度及前臂的长度均可进行调节，因此可以适应不同体型的人群，应用广泛，适用性强。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。

Claims (10)

1.一种上肢康复机器人，其特征在于，包括：
底座、升降台、双向滑台及第一手臂；所述第一手臂包括支座、肩胛模块、肩部模块、上臂模块和前臂模块；
还包括：第一关节模块、第二关节模块、第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块、第六关节模块、第七关节模块；
所述肩胛模块通过第一关节模块与支座连接；肩胛模块通过第三关节模块与肩部模块连接；肩部模块通过第五关节模块与上臂模块连接；上臂模块通过第六关节模块与前臂模块连接；
所述支座固定在双向滑台的滑座上，双向滑台和升降台固定连接，升降台固定在底座上；
所述第三关节模块、第四关节模块、第五关节模块的轴线相交于一点，该点为人体的肩关节点；
上述第一关节模块至第七关节模块均包括直流电机、谐波减速机、制动器和编码器；所述谐波减速机、制动器和编码器与直流电机封装在一起。
2.根据权利要求1所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，包括：
所述肩胛模块主要由肩胛支撑座、双连杆、肩胛连接座组成；其中：
双连杆包括连杆一和连杆二两组连杆，连杆一和连杆二均包括左右对称设置的左连杆座、右连杆座及螺纹杆，螺纹杆的左、右两端分别与左连杆座、右连杆座连接；
连杆一左连杆座的上端通过第一转轴、第一滑动轴承、第一连接座与肩胛支撑座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一转轴的轴向定位；右连接座的上端通过第二转轴、第二滑动轴承与肩胛连接座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第二转轴的轴向定位；
连杆二左连杆座的上端通过第一驱动轴、第三滑动轴承、第二连接座与肩胛支撑座连接，其下端采用螺母锁紧，实现第一驱动轴的轴向定位；右连接座通过第三转轴，第四滑动轴承与肩胛连接座连接，下端使用螺母锁紧；第二关节模块通过第一电机支座固定在肩胛支撑座上，第二关节模块的下端通过联轴器与第一驱动轴连接；
连杆一、连杆二、肩胛支撑座及肩胛连接座共同组成一四连杆机构，通过四连杆机构的运动可以调节连杆长度，从而调节肩胛至肩部的宽度；
第三关节模块的一端通过第一法兰与肩胛连接座固连，另一端通过第二法兰和肩部模块固连。
3.根据权利要求2所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述肩胛支撑座为L型，采用加强筋加强，L型结构的一边的端部留有关节模块安装孔，另一边的端部和中部分别设有转轴孔；
肩胛连接座的一端设有关节模块安装版，另一端设有两个转轴孔，两个转轴孔的连线A与关节模块安装板平面B成一钝角。
4.根据权利要求2-3任意一项所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述肩部模块主要由第一肩部连杆、第四关节模块、第三法兰、第二肩部连杆及第五关节模块组成；第一肩部连杆和第二肩部连杆均为一弯折件，折角为一钝角；第一肩部连杆与第二肩部连杆的两端均设有关节模块安装孔，第一肩部连杆的一端与第二肩部连杆的一端通过第四关节模块连接；
第一肩部连杆的另一端与肩胛模块的肩胛支撑座通过第三关节模块连接，实现肩部模块与肩胛模块的连接；第二肩部连杆的另一端与上臂模块通过第五关节模块连接。
5.根据权利要求4所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
上臂模块主要由上臂下段、上臂上段、第一丝杆螺母机构、第二连接座、护臂支座、护臂滑座、护臂组成；
第一螺杆螺母机构与第二连接座之间通过第二连接件连接；通过第一螺杆螺母机构的直线运动带动第二连接座一起动；
护臂滑座包括护臂滑座一和护臂滑座二，护臂包括护臂一和护臂二；护臂滑座一与护臂一固定连接；护臂滑座二与护臂二固定连接；
上臂上段和上臂下段之间布置第一滑块和第一滑轨，实现两者相对滑动连接；
上臂上段和上臂下段远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；上臂上段与肩部模块的第二肩部连杆通过第五关节模块连接；
上臂下段通过第六关节模块与前臂模块连接；
上臂上段上开有空槽，第一丝杆螺母机构中的螺母支座穿过空槽与上臂下段连接，第一丝杆螺母机构的其余部分与上臂上段连接，通过第一丝杆螺母机构的驱动，实现上臂模块长度的调节；
护臂滑座与护臂支座滑动连接，可以实现护臂滑座在护臂支座中滑动，以调节护臂护持的范围，调整好范围后采用螺栓将护臂滑座固定在护臂支座上；
护臂支座通过第二连接座与上臂下段连接。
6.根据权利要求5所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
前臂模块主要由前臂上段、前臂下段、第二丝杆螺母机构、驱动机构、连杆机构、握手组成；
前臂上段和前臂下段之间通过第二滑轨和第二滑座实现相对两者滑动连接，前臂上段和前臂下段远离两者连接位置的一端均设有关节模块安装孔；前臂上段与上臂模块的上臂下段通过第六关节模块连接；
第二丝杆螺母机构布置在前臂上段上，前臂上段通过第二丝杆螺母机构的丝杆螺母支座与前臂下段连接，通过第二丝杆螺母机构的驱动，实现前臂模块长度的调节。
7.根据权利要求6所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述驱动机构包括第二电机支座、第七关节模块、第四法兰、同步带轮圈、同步带、小同步带轮及第二驱动轴；
第二电机支座与前臂下段固连，第七关节模块通过第四法兰与第二电机座固连，第七关节模块布置在同步齿轮圈前端，第二驱动轴布置在前臂下段前端一侧；第二驱动轴的一端与小同步带齿轮固连，第二驱动轴的另一端与连杆结构连接。
8.根据权利要求7所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述连杆机构包括第一连接杆、第二连接杆、第三连接杆、第四连接杆、腕部连接件及转轴；
第一连接杆下端设驱动轴孔，中部偏上位置设有转轴孔，其上端有一突出圆柱部，中心布置有转轴孔；第二连接杆的下端设置转轴孔，转轴孔与第一连接杆的驱动轴孔的孔径不相同，其余结构与第一连接杆的结构和尺寸均相同；
第二驱动轴通过驱动轴孔与第一连接杆固连；同步齿轮圈通过同步带驱动小同步带轮转动，从而带动第一连接杆；
第三连接杆上布置有呈倒三角形布置的三个转轴孔；除第三连接杆的顶部开有圆弧形缺口；第四连接杆和第三连杆的转轴孔的位置和尺寸大小均相同；
第三连接杆的上部的两转轴孔通过销轴与第一连接杆、第二连接杆中部的转轴孔连接；第四连接杆的上部两转轴孔通过销轴和第一连接杆、第二连接杆上部的转轴孔连接。
9.根据权利要求8所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述腕部连接件的上、中部各布置有一转轴孔，两个转轴孔之间的孔距与第一连接杆上部两孔之间的孔距相同；
腕部连接件上部的转轴孔通过销轴与第四连接杆下部的转轴孔相连接；腕部连接件下部的转轴孔通过销轴和第三连接杆下部的转轴孔相连接；
腕部连接件通过第一连接件与握手连接件相连，握手连接件通过第五连接杆与握手连接。
10.根据权利要求1-3或5-9任意一项所述的一种上肢康复机器人，其特征在于，
所述上肢康复机器人采用双臂结构，还包括第二手臂，所述第二手臂与第一手臂左右对称设置，具有与第一手臂对称设置的结构，可同时实现双臂的康复训练。
CN201711238294.1A 2017-11-30 2017-11-30 一种上肢康复机器人 Active CN107854813B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711238294.1A CN107854813B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种上肢康复机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201711238294.1A CN107854813B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种上肢康复机器人

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107854813A true CN107854813A (zh) 2018-03-30
CN107854813B CN107854813B (zh) 2022-12-02

Family

ID=61704198

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201711238294.1A Active CN107854813B (zh) 2017-11-30 2017-11-30 一种上肢康复机器人

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107854813B (zh)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108768001A (zh) * 2018-08-21 2018-11-06 东莞茂雄电子有限公司 无线电源收发器及其扩充支撑结构
CN109044730A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 张建华 患者立卧两用式肩关节康复训练医疗机器人
CN109363811A (zh) * 2018-11-15 2019-02-22 上海理工大学 一种基于轮椅的上肢外骨骼机器人
CN110123588A (zh) * 2019-06-25 2019-08-16 北京石油化工学院 上肢康复系统
CN110181486A (zh) * 2019-06-25 2019-08-30 知因(台州)机器人科技有限公司 人体上半身外骨骼的手臂活动支架及人体上半身外骨骼
CN110181485A (zh) * 2019-06-25 2019-08-30 知因(台州)机器人科技有限公司 人体上半身外骨骼
CN111110513A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 燕山大学 一种四自由度肘腕关节康复机器人
CN111513990A (zh) * 2020-05-25 2020-08-11 燕山大学 一种柔性前臂康复训练装置
CN111588591A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 燕山大学 一种八自由度上肢康复训练臂及装置
CN111588590A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 燕山大学 一种六自由度上肢康复训练臂及机器人
CN112545836A (zh) * 2020-12-09 2021-03-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所 穿戴式肩关节自主康复训练机构
CN112888405A (zh) * 2018-10-23 2021-06-01 奥托·博克保健产品有限公司 矫形外科技术关节和矫形外科技术装置
CN114367092A (zh) * 2022-01-17 2022-04-19 宜昌市中心人民医院(三峡大学第一临床医学院、三峡大学附属中心人民医院) 辅助扩胸运动心肺康复训练装置
CN114470661A (zh) * 2022-01-23 2022-05-13 陈庆洋 一种具有牵引功能的肩关节固定支架

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223844A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-04 Organisation Intergouvernementale Dite Agence Spatiale Europeenne Exoskeleton for the human arm, in particular for space applications
US20070225620A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Carignan Craig R Portable Arm Exoskeleton for Shoulder Rehabilitation
CN102379793A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 付风生 一种上肢康复训练机器人
CN105662783A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN105662782A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN106924013A (zh) * 2017-04-15 2017-07-07 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN107019621A (zh) * 2017-05-19 2017-08-08 山东建筑大学 上肢康复机器人
CN207654626U (zh) * 2017-11-30 2018-07-27 湖南妙手机器人有限公司 一种上肢康复机器人

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030223844A1 (en) * 2002-05-22 2003-12-04 Organisation Intergouvernementale Dite Agence Spatiale Europeenne Exoskeleton for the human arm, in particular for space applications
US20070225620A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Carignan Craig R Portable Arm Exoskeleton for Shoulder Rehabilitation
CN102379793A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 付风生 一种上肢康复训练机器人
CN105662783A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN105662782A (zh) * 2016-03-21 2016-06-15 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN106924013A (zh) * 2017-04-15 2017-07-07 上海卓道医疗科技有限公司 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN107019621A (zh) * 2017-05-19 2017-08-08 山东建筑大学 上肢康复机器人
CN207654626U (zh) * 2017-11-30 2018-07-27 湖南妙手机器人有限公司 一种上肢康复机器人

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109044730A (zh) * 2018-07-26 2018-12-21 张建华 患者立卧两用式肩关节康复训练医疗机器人
CN108768001A (zh) * 2018-08-21 2018-11-06 东莞茂雄电子有限公司 无线电源收发器及其扩充支撑结构
CN112888405A (zh) * 2018-10-23 2021-06-01 奥托·博克保健产品有限公司 矫形外科技术关节和矫形外科技术装置
US20210236307A1 (en) * 2018-10-23 2021-08-05 Otto Bock Healthcare Products Gmbh Orthopaedic joint and orthopaedic device
CN109363811A (zh) * 2018-11-15 2019-02-22 上海理工大学 一种基于轮椅的上肢外骨骼机器人
CN109363811B (zh) * 2018-11-15 2021-07-13 上海理工大学 一种基于轮椅的上肢外骨骼机器人
CN110181486A (zh) * 2019-06-25 2019-08-30 知因(台州)机器人科技有限公司 人体上半身外骨骼的手臂活动支架及人体上半身外骨骼
CN110123588B (zh) * 2019-06-25 2021-05-25 北京石油化工学院 上肢康复系统
CN110181485A (zh) * 2019-06-25 2019-08-30 知因(台州)机器人科技有限公司 人体上半身外骨骼
CN110123588A (zh) * 2019-06-25 2019-08-16 北京石油化工学院 上肢康复系统
CN111110513A (zh) * 2020-01-10 2020-05-08 燕山大学 一种四自由度肘腕关节康复机器人
CN111513990A (zh) * 2020-05-25 2020-08-11 燕山大学 一种柔性前臂康复训练装置
CN111588591A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 燕山大学 一种八自由度上肢康复训练臂及装置
CN111588590A (zh) * 2020-05-25 2020-08-28 燕山大学 一种六自由度上肢康复训练臂及机器人
CN112545836A (zh) * 2020-12-09 2021-03-26 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所 穿戴式肩关节自主康复训练机构
CN112545836B (zh) * 2020-12-09 2022-08-30 中国科学院宁波材料技术与工程研究所慈溪生物医学工程研究所 穿戴式肩关节自主康复训练机构
CN114367092A (zh) * 2022-01-17 2022-04-19 宜昌市中心人民医院(三峡大学第一临床医学院、三峡大学附属中心人民医院) 辅助扩胸运动心肺康复训练装置
CN114470661A (zh) * 2022-01-23 2022-05-13 陈庆洋 一种具有牵引功能的肩关节固定支架
CN114470661B (zh) * 2022-01-23 2023-02-14 湘潭市宇通牵引电气有限公司 一种具有牵引功能的肩关节固定支架

Also Published As

Publication number Publication date
CN107854813B (zh) 2022-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107854813A (zh) 一种上肢康复机器人
CN207654626U (zh) 一种上肢康复机器人
KR102421437B1 (ko) 손 운동장치
CN106924013A (zh) 一种外骨骼式上肢康复训练机器人
CN106038175B (zh) 一种用于上肢康复训练的关节复合运动机械臂
CN105640739B (zh) 一种基于空间重力平衡的上肢康复外骨骼
CN106361537B (zh) 一种基于混合驱动的七自由度上肢康复机器人
CN202537871U (zh) 一种手部及腕部外骨骼康复训练装置
CN107432816B (zh) 一种拇指功能康复的外骨骼机器人
CN104842345B (zh) 一种基于多种人工肌肉混合驱动的仿人机械臂
CN104666049B (zh) 一种便携式上肢康复机器人
CN102579227B (zh) 手部及腕部外骨骼康复训练装置
CN102319162B (zh) 外骨骼式拇指运动功能康复机器人
CN102274107B (zh) 固定式外骨骼康复训练机械手
CN105434144B (zh) 前臂扭转与手腕弯曲康复装置及其扭转、弯曲方法
CN106214418A (zh) 一种柔性穿戴式外骨骼欠驱动全指训练康复机械手
CN105943308A (zh) 一种用于康复训练的手部外骨骼装置
CN105520819B (zh) 一种外骨骼式肩胛带与上肢协同康复机器人
CN112641598B (zh) 具有内收外展和屈曲伸展的手指康复外骨骼机器人
CN208626133U (zh) 轻量型多自由度仿生柔性外骨骼式上肢助力机器人
CN202637390U (zh) 手关节神经康复手套
CN110037890B (zh) 一种基于双四杆机构的手功能康复外骨骼机器人
CN101181175B (zh) 一种肘关节康复训练装置
CN109771222A (zh) 一种具有内收外展功能的手指康复机器人
CN109953867B (zh) 一种轻量型多自由度仿生柔性外骨骼式上肢助力机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20230725

Address after: Room 504, Building 9, Phase I, University Science Park, No. 20 Jianxiong Road, Science and Education New Town, Taicang City, Suzhou City, Jiangsu Province, 215400

Patentee after: Suzhou Weikai Medical Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 229, Guyuan Road, Yuelu District, Changsha, Hunan 410,205

Patentee before: HUNAN MIAOSHOU ROBOT Co.,Ltd.