CN108113848A - 上肢及头部康复训练机器人 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了上肢及头部康复训练机器人，包括机箱组件、座椅、两个独立或者协同训练左、右肢的上肢组件、头部纠正组件以及设置于上肢组件、头部纠正组件上的传感器，座椅设置于机箱组件上，两个上肢组件分设座椅两侧，每一个上肢组件均包括锁关节组件和手臂组件，手臂组件包括依次连接的锁骨臂组件、大臂组件和小臂组件，大臂组件上设置有大臂承托组件，小臂组件上设置有小臂承托组件，头部纠正组件包括依次连接的头部摆动组件一、头部摆动组件二以及头部调节组件。本发明结构简单、能够独立或者协同对左、右肢及头部进行康复训练，训练模式多元化，安全性能高，能够对肩关节、肘关节和腕关节进行康复训练，康复训练效果好。

Description

上肢及头部康复训练机器人
技术领域
本发明涉及上肢及头部康复训练机器人。
背景技术
现代社会竞争在不断增强，人们的精神压力和生活压力不断增加,脑卒中、脑外伤、上肢外伤等引起的上肢功能障碍患者人数逐年增加，因此导致的运动功能障碍患者给患者本人带来极大的不幸，给家庭带来极大负担，社会和家庭需要花费极大的代价来治疗和护理这些患者，对于上肢功能障碍患者，必须争取早期康复治疗，尤其在发病后的前三个月内的康复治疗是获得理想康复治疗效果的最佳时机，采用康复训练及早进行干预对提高患者生活质量起着积极有效的作用。
我国康复医疗机构一般采用单上肢的康复训练机构，无法实现患者上肢及头部运动的多元化康复训练，使患者上肢的康复训练达到一定的舒适性、安全性，有效性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种结构简单、操作方便、快捷，可解决上述技术问题的上肢及头部康复训练机器人。
本发明通过以下技术方案实现：
上肢及头部康复训练机器人，包括机箱组件、座椅、两个独立或者协同训练左、右肢的上肢组件、头部纠正组件以及设置于上肢组件、头部纠正组件上的传感器，座椅设置于机箱组件上，两个上肢组件分设座椅两侧，每一个上肢组件均包括锁关节组件和手臂组件，手臂组件包括依次连接的锁骨臂组件、大臂组件和小臂组件，大臂组件上设置有大臂承托组件，小臂组件上设置有小臂承托组件，头部纠正组件包括依次连接的头部摆动组件一、头部摆动组件二以及头部调节组件。
进一步地，所述头部摆动组件一包括头架、头部驱动组件一、头架绑带安装架，头部绑带设置于头架绑带安装架上，头架绑带安装架与头部驱动组件一连接，头部驱动组件一设置于头架上，头架与所述头部摆动组件二连接，其中：头部驱动组件一包括头部舵机一、活动座和底座一，活动座一端与头架绑带安装架连接，另一端与头部舵机一连接，头部舵机一设置于底座一上。
进一步地，所述头部摆动组件二包括头部舵机二、转轴、十字转动架和底座二，头部舵机二通过转轴带动所述头部摆动组件一运动，头部舵机二设置于底座二上，底座二与十字转动架，十字转动架与所述头部调节组件连接。
进一步地，所述锁关节组件包括锁关节座一、锁关节座二、锁关节电机一、锁关节电机二，锁关节座一与锁关节座二铰接，锁关节电机一设置于锁关节座一上用于驱动所述锁骨臂组件运动，锁关节电机二设置锁关节座二上用于驱动锁关节座一运动，锁关节电机一、锁关节电机二的轴线相互垂直。
进一步地，所述锁骨臂组件包括锁骨电机和锁骨臂，锁骨臂一端与所述锁关节组件连接，另一端设置锁骨电机，锁骨电机与所述大臂组件连接。
进一步地，所述大臂组件包括肩关节套、大臂电机和大臂，肩关节套设置于大臂一端，大臂电机设置于肩关节套上用于驱动大臂运动，大臂的另一端与小臂组件连接，大臂电机、所述锁骨电机的轴线相互垂直。
进一步地，所述小臂组件包括小臂电机和小臂，小臂电机与小臂一端连接用于驱动小臂运动。
进一步地，所述大臂承托组件包括大臂滑座、直线导轨、滑块和大臂绑带组件，大臂滑座设置于所述大臂组件上，直线导轨设置于大臂滑座内，滑块与直线导轨连接，大臂绑带组件与滑块连接。
进一步地，所述小臂承托组件包括直线导轨、小臂固定组件、腕部旋转组件以及腕部扭转组件，小臂固定组件包括滑块组件、滑座和小臂绑带组件，腕部旋转组件包括滑座滑座轴承座和小臂旋转舵机，直线导轨设置于所述小臂组件上，滑块组件与直线导轨连接，滑座与滑块组件连接，小臂绑带组件设置于滑座上，滑座轴承座与滑座转动连接，小臂旋转舵机穿过滑座轴承座与腕部扭转组件连接。
进一步地，所述腕部扭转组件包括连接杆、扭转片、活动块和握杆，握杆设置于活动块上，活动块与扭转片铰接，扭转片与连接杆连接，连接杆穿过所述滑座轴承座与所述小臂旋转舵机连接。
本发明的有益效果：1、双上肢康复训练机制，康复训练较为灵活，即设有两个独立或者协同训练左、右肢的上肢组件，可根据患者的实际情况，针对性治疗，可单独康复训练左上肢、右上肢，也可同时康复训练左上肢和右上肢。
2、头部纠正康复训练机制，偏瘫患者脑出血与脑梗死偏瘫患者均引起了头部、肩部、髋部的姿势异常,在冠状位以肩部姿势异常最明显,且肩部的倾斜角度与患者肢体的功能康复相关，训练时，配合头部纠正措施，提高训练效果。
3、主动和助动训练，在上肢组件和头部纠正组件中均安装了传感器，可用于识别患者的运动意图，便于为患者提供主动和助力训练。
4、康复训练模式多样化，可实现肩关节，肘关节，腕关节三个关节中训练任意一个关节、三关节中训练任意二个关节、三关节共同训练以及头部纠正等康复训练模式。
附图说明
图1为本发明上肢及头部康复训练机器人结构示意图；
图2为本发明上肢及头部康复训练机器人的上肢组件结构示意图；
图3为本发明上肢及头部康复训练机器人的锁关节组件结构示意图；
图4为本发明上肢及头部康复训练机器人的锁骨臂组件结构示意图；
图5为本发明上肢及头部康复训练机器人的大臂组件结构示意图；
图6为本发明上肢及头部康复训练机器人的小臂组件结构示意图；
图7为本发明上肢及头部康复训练机器人的头部调节组件结构示意图；
图8为本发明上肢及头部康复训练机器人的头部摆动组件一结构示意图。
其中：1-机箱组件，2-座椅，3-左上肢组件，4-右上肢组件，5-头部纠正组件，40-锁关节组件，401-锁关节座一，402-锁关节座二，403-锁关节电机一，404-锁关节电机二，41-锁骨臂组件，411-锁骨电机，412-锁骨臂，42-大臂组件，421-肩关节套，422-大臂电机，423-大臂，43-小臂组件，431-小臂电机，432-小臂，44-大臂承托组件，441-大臂滑座，442-直线导轨，443-滑块，444-大臂绑带组件，45-小臂承托组件，451-直线导轨，452-小臂固定组件，4521-滑块组件，4522-滑座，453-腕部旋转组件，4531-滑座轴承座，4532-小臂旋转舵机，454-腕部扭转组件，4541-连接杆，4542-扭转片，4543-活动块，4544-握杆，51-头部摆动组件一，511-头架，512-头部驱动组件一，5121-头部舵机一，5122-活动座，5123-底座一，513-头架绑带安装架，52-头部摆动组件二，521-头部舵机二，522-转轴，523-十字转动架，524-底座二，53-头部调节组件，531-安装架一，532-重量块一，533-安装架二，534-重量块二。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此以本发明的示意性实施例及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1至图8所示，上肢及头部康复训练机器人，包括机箱组件1、座椅2、两个独立或者协同训练左、右肢的上肢组件(即左上肢组件3和右上肢组件4，左上肢组件3和右上肢组件4结构一致，因此，本实施例中只对右上肢组件4结构进行介绍)、头部纠正组件5以及设置于上肢组件(包括左上肢组件3、右上肢组件4)、头部纠正组件5上的传感器，座椅2设置于机箱组件1上，机箱组件1可作为座椅2的支撑组件，也可以作为座椅2的靠椅，安全性能高，两个上肢组件分设座椅2两侧，每一个上肢组件均包括锁关节组件40和手臂组件，手臂组件包括依次连接的锁骨臂组件41、大臂组件42和小臂组件43，大臂组件42上设置有大臂承托组件44，小臂组件43上设置有小臂承托组件45，头部纠正组件5包括依次连接的头部摆动组件一51、头部摆动组件二52以及头部调节组件53。
本实施例中，锁关节组件40包括锁关节座一401、锁关节座二402、锁关节电机一403、锁关节电机二404，锁关节座一401与锁关节座二402铰接，锁关节电机一403设置于锁关节座一401上用于驱动锁骨臂组件41及与锁骨臂组件41连接的手臂组件运动，锁关节电机二404设置锁关节座二402上用于驱动锁关节座一401运动，锁关节电机一403、锁关节电机二404的轴线相互垂直。该锁关节电机一403和锁关节电机二404可驱动锁关节，实现前臂外翻/内旋、内收/外展。
本实施例中，锁骨臂组件41包括锁骨电机411和锁骨臂412，锁骨臂412一端与锁关节组件40连接，另一端通过锁骨电机411与大臂组件42连接。大臂组件42包括肩关节套421、大臂电机422和大臂423，肩关节套421设置于大臂423一端，大臂电机422设置于肩关节套421上用于驱动大臂423运动，大臂423的另一端与小臂组件43连接，大臂电机422、锁骨电机411的轴线相互垂直。该锁骨电机411和大臂电机422用于驱动肩关节运动，可实现肩关节内收/外展、肩关节伸/屈。
本实施例中，小臂组件43包括小臂电机431和小臂432，小臂电机431与小臂432一端连接用于驱动小臂432运动。该小臂电机431用于驱动肘关节运动，可实现肘关节伸/屈。
本实施例中，大臂承托组件44包括大臂滑座441、直线导轨442、滑块443和大臂绑带组件444，大臂滑座441设置于大臂组件42上，直线导轨442设置于大臂滑座441内，滑块443与直线导轨442连接，大臂绑带组件444与滑块443连接。该大臂承托组件便于承托大臂，并可实现手臂前后移动。
本实施例中，小臂承托组件45包括直线导轨451、小臂固定组件452、腕部旋转组件453以及腕部扭转组件454，小臂固定组件452包括滑块组件4521、滑座4522和小臂绑带组件(图中未示)，腕部旋转组件453包括滑座轴承座4531和小臂旋转舵机4532，该设置可实现腕关节内旋/外旋，直线导轨451设置于小臂组件43上，滑块组件4521与直线导轨451连接，滑座4522与滑块组件4521连接，小臂绑带组件设置于滑座4522上，滑座轴承座4531与滑座4522转动连接，小臂旋转舵机4532穿过滑座轴承座4531与腕部扭转组件454连接。小臂承托组件45便于承托小臂，并可实现手臂前后移动，小臂旋转舵机4532可实现腕关节内旋/外旋。
本实施例中，腕部扭转组件454包括连接杆4541、扭转片4542、活动块4543和握杆4544，握杆4544设置于活动块4543上，活动块4543与扭转片4542铰接，扭转片4542与连接杆4541连接，连接杆4541穿过滑座轴承座4531与小臂旋转舵机4532连接。该设置可实现腕关节伸/曲。
本实施例中，头部摆动组件一51包括头架511、头部驱动组件一512、头架绑带安装架513，头部绑带设置于头架绑带安装架513上，头架绑带安装架513与头部驱动组件一512连接，头部驱动组件一512设置于头架511上，头架511与头部摆动组件二52连接，其中：头部驱动组件一512包括头部舵机一5121、活动座5122和底座一5123，活动座5122一端与头架绑带安装架513连接，另一端与头部舵机一5121连接，头部舵机一5121设置于底座一5123上。该头部摆动组件一51可带动头架绑带安装架513上下转动，实现头部上下纠正。优先地，头部驱动组件一512设置有两套，该设置使得头部纠正更加平稳、安全，纠正效果更加好。
本实施例中，头部摆动组件二52包括头部舵机二521、转轴522、十字转动架523和底座二524，头部舵机二521通过转轴522带动所述头部摆动组件一51运动，头部舵机二521设置于底座二524上，底座二524与十字转动架523，十字转动架523与头部调节组件53连接。该头部摆动组件二52带动头部组件一51左右转动可实现头部左右纠正，纠正效果更加好。
本实施例中，头部调节组件53包括安装架一531、重量块一532、安装架二533和重量块二534，安装架一531的一端与所述头部摆动组件二52固定连接，另一端与重量块一532铰接，重量块一532设置于安装架二533上部，安装架二533底部与重量块二534铰接。该头部调节组件3可满足不同患者的头部固定。
对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，本发明的具体实施方式不拘泥于上述实例，在本发明的具体实施过程中，具体实施方式还可以做出若干推演或优化，这些推演或优化都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：包括机箱组件、座椅、两个独立或者协同训练左、右肢的上肢组件、头部纠正组件以及设置于上肢组件、头部纠正组件上的传感器，座椅设置于机箱组件上，两个上肢组件分设座椅两侧，每一个上肢组件均包括锁关节组件和手臂组件，手臂组件包括依次连接的锁骨臂组件、大臂组件和小臂组件，大臂组件上设置有大臂承托组件，小臂组件上设置有小臂承托组件，头部纠正组件包括依次连接的头部摆动组件一、头部摆动组件二以及头部调节组件。
2.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述头部摆动组件一包括头架、头部驱动组件一、头架绑带安装架，头部绑带设置于头架绑带安装架上，头架绑带安装架与头部驱动组件一连接，头部驱动组件一设置于头架上，头架与所述头部摆动组件二连接，其中：头部驱动组件一包括头部舵机一、活动座和底座一，活动座一端与头架绑带安装架连接，另一端与头部舵机一连接，头部舵机一设置于底座一上。
3.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述头部摆动组件二包括头部舵机二、转轴、十字转动架和底座二，头部舵机二通过转轴带动所述头部摆动组件一运动，头部舵机二设置于底座二上，底座二与十字转动架，十字转动架与所述头部调节组件连接。
4.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述锁关节组件包括锁关节座一、锁关节座二、锁关节电机一、锁关节电机二，锁关节座一与锁关节座二铰接，锁关节电机一设置于锁关节座一上用于驱动所述锁骨臂组件运动，锁关节电机二设置锁关节座二上用于驱动锁关节座一运动，锁关节电机一、锁关节电机二的轴线相互垂直。
5.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述锁骨臂组件包括锁骨电机和锁骨臂，锁骨臂一端与所述锁关节组件连接，另一端设置锁骨电机，锁骨电机与所述大臂组件连接。
6.根据权利要求5所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述大臂组件包括肩关节套、大臂电机和大臂，肩关节套设置于大臂一端，大臂电机设置于肩关节套上用于驱动大臂运动，大臂的另一端与小臂组件连接，大臂电机、所述锁骨电机的轴线相互垂直。
7.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述小臂组件包括小臂电机和小臂，小臂电机与小臂一端连接用于驱动小臂运动。
8.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述大臂承托组件包括大臂滑座、直线导轨、滑块和大臂绑带组件，大臂滑座设置于所述大臂组件上，直线导轨设置于大臂滑座内，滑块与直线导轨连接，大臂绑带组件与滑块连接。
9.根据权利要求1所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述小臂承托组件包括直线导轨、小臂固定组件、腕部旋转组件以及腕部扭转组件，小臂固定组件包括滑块组件、滑座和小臂绑带组件，腕部旋转组件包括滑座滑座轴承座和小臂旋转舵机，直线导轨设置于所述小臂组件上，滑块组件与直线导轨连接，滑座与滑块组件连接，小臂绑带组件设置于滑座上，滑座轴承座与滑座转动连接，小臂旋转舵机穿过滑座轴承座与腕部扭转组件连接。
10.根据权利要求9所述的上肢及头部康复训练机器人，其特征在于：所述腕部扭转组件包括连接杆、扭转片、活动块和握杆，握杆设置于活动块上，活动块与扭转片铰接，扭转片与连接杆连接，连接杆穿过所述滑座轴承座与所述小臂旋转舵机连接。
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