CN109620648B - 一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，包括：腕部换向部，包括用于支撑手腕的托板、固定于托板底部的窄连板、一端固定于窄连板上且与托板相邻设置的Z型连板和设置在Z型连板一侧的霍尔操纵杆；前臂补偿部，包括与Z型连板另一端连接的短连板、通过螺钉与短连板连接的滑块和嵌有滑块且用于滑块移动的直线导轨导槽；肘部屈伸部，包括与直线导轨导槽连接的前臂连杆、与该前臂连杆通过销钉连接的肘部拉索轮、通过销钉固定于前臂连杆底部的肘部限位定块、设置于肘部限位定块上的两根转向定位销钉、开口处放置肘部拉索轮和前臂连杆端部的C字关节接头和穿过C字关节接头顶板与底板的通孔、肘部拉索轮和前臂连杆端部的屈伸转轴。

Description

一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构
技术领域
本发明涉及一种用于绳索驱动的上肢康复机械机构，具体涉及一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构。
背景技术
随着时代的不断发展，对老年人及残疾人的健康护理工作逐渐被更加智能更加方便的康复机械臂取代，为适应家庭康复护理的理念，康复机械臂开始朝着更加智能，小巧的方向发展，索式上肢康复机械臂的出现打破了传统康复机械臂的设计思路。传统的康复机械臂的每个关节处需要加装电机，这样不仅增加了康复机械臂运转的负担，而且庞大的体积严重影响了康复机械臂走进家庭的护理理念。索式康复机械臂依靠拉索调整运动关节的运动状态，这种传动结构大大缩减了机械臂运动的附加载荷，同时也减小了康复机械臂的整体体积，为家庭康复护理的设想奠定了基础。
当下科技前沿对索式康复机械臂的研究并不多见，分析其原因可能是因为采用拉索的驱动方式在设计的难度上会有所增加，上肢康复训练机械臂的使用率不高，同一机械臂进行左/右手臂单独训练的换向结构比较复杂，基于当下面临的问题，我们设计并研发了用于绳索驱动上肢康复训练器的左/右手互换机构。该机械臂实现了驱动系统及信息检测系统的集中放置，使得机械臂小巧轻便，更加适合应用于家庭康复训练；设置在机械臂上的简易换向机构能够实现左/右方向的对称变换，从而可以达到同一机械臂对使用者进行左/右手臂单独训练的目的，提高上肢康复机械臂的使用率。
发明内容
本发明是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构。
本发明提供了一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，具有这样的特征，包括：腕部换向部，包括用于支撑手腕的托板、固定于托板底部的窄连板、一端固定于窄连板上且与托板相邻设置的Z型连板以及设置在Z型连板一侧的霍尔操纵杆；前臂补偿部，包括与Z型连板的另一端连接的短连板、通过螺钉与短连板连接的滑块以及嵌有滑块且用于该滑块移动的直线导轨导槽；以及肘部屈伸部，包括与直线导轨导槽连接的前臂连杆、与该前臂连杆通过销钉连接的肘部拉索轮、通过销钉固定于前臂连杆底部的肘部限位定块、设置于肘部限位定块上的两根转向定位销钉、开口处放置有肘部拉索轮以及前臂连杆端部的C字关节接头以及穿过C字关节接头的顶板和底板上的通孔、肘部拉索轮以及前臂连杆端部的屈伸转轴，其中，Z型连板与短连接之间贯穿有主换向轴，Z型连板与窄连板之间贯穿有辅换向轴，屈伸转轴的两端设置有限位卡簧，该限位卡簧用于限制屈伸转轴的轴向位移。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，托板通过窄连板与操纵杆收容槽连接，该操纵杆收容槽用于收容霍尔操纵杆。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，Z型连板的两折弯的内角大小一样。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，主换向轴的底端设置有主前臂旋转垫片，辅换向轴的底端设置有前臂旋转垫片。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，Z型连板与短连板之间以及Z型连板与窄连板之间均通过两个换向定位销钉连接。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，C字关节接头的底板侧面设置有两条错位双向的肘部转向限位导槽，该肘部转向限位导槽与转向定位销钉配合使用，用于转向定位销钉沿肘部转向限位导槽运动。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，C字关节接头的顶板和底板上均设置有螺纹通孔。
在本发明提供的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构中，还可以具有这样的特征：其中，C字关节接头的侧面设置有大臂连杆连接接头。
发明的作用与效果
根据本发明所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为具有由托板、窄连板、Z型连板以及霍尔操纵杆组成的腕部换向部，所以能够实现对手腕的换向。因为具有由短连板、滑块以及直线导轨导槽组成的前臂补偿部，所以能够实现对前臂的补偿。因为具有由前臂连杆、肘部拉索轮、肘部限位定块、转向定位销钉、C字关节接头以及屈伸转轴组成的肘部屈伸部，所以能够实现对肘部的屈伸。因此，本发明通过绳索驱动代替关节处的电机驱动缩减了肘部换向部的整体体积与重量，且肘部拉索轮与双向肘部转向限位导槽配合使用，实现了同一机械臂对使用者进行左右手臂单独训练模式的快速切换。另外，本发明还实现了驱动系统及信息检测系统的集中放置，使得机械臂小巧轻便，更加适合应用于家庭康复训练；设置在机械臂上的简易的腕部换向部能够实现左右机械臂的对称变换，从而可以达到对使用者进行左右手臂单独训练，提高上肢康复机械臂的使用效率。
附图说明
图1是本发明的实施例中的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的整体结构示意图；
图2是本发明的实施例中的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的机械臂内收状态结构示意图；
图3是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的腕部换向部的结构示意图；
图4是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的肘部屈伸机构的结构示意图；
图5是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的C字关节接头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段与功效易于明白了解，以下结合实施例及附图对本发明作具体阐述。
实施例：
图1是本发明的实施例中的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的整体结构示意图，图2是本发明的实施例中的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的机械臂内收状态结构示意图
如图1和图2所示，本实施例的一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构100，包括：腕部换向部10、前臂补偿部20以及肘部屈伸部30。
图3是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的腕部换向部的结构示意图。
如图3所示，腕部换向部10，包括用于支撑手腕的托板101、固定于托板101底部的窄连板102、一端固定于窄连板102上且与托板101相邻设置的Z型连板103以及设置在Z型连板103一侧的霍尔操纵杆104。
托板101通过窄连板102与操纵杆收容槽105连接，该操纵杆收容槽105用于收容霍尔操纵杆104。
Z型连板103与短连板201之间贯穿有主换向轴106，Z型连板103与窄连板102之间贯穿有辅换向轴107。
Z型连板103的两折弯的内角大小一样。
主换向轴106的底端设置有主前臂旋转垫片108，辅换向轴107的底端设置有前臂旋转垫片109。
Z型连板103与短连板201之间以及Z型连板103与窄连板102之间均通过两个换向定位销钉110连接。
前臂补偿部20，包括与Z型连板103的另一端连接的短连板201、通过螺钉与短连板201连接的滑块202以及嵌有滑块202且用于该滑块移动的直线导轨导槽203。
图4是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的肘部屈伸机构的结构示意图。
如图4所示，肘部屈伸部30，包括与直线导轨导槽203连接的前臂连杆301、与该前臂连杆301通过销钉连接的肘部拉索轮302、通过销钉固定于前臂连杆301底部的肘部限位定块303、设置于肘部限位定块303上的两根转向定位销钉304、开口处放置有肘部拉索轮302以及前臂连杆301端部的C字关节接头305以及穿过C字关节接头305的顶板和底板上的通孔306、肘部拉索轮302以及前臂连杆301端部的屈伸转轴307。
图5是本发明的实施例中的的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的C字关节接头的结构示意图。
如图5所示，C字关节接头305的底板侧面设置有两条错位双向的肘部转向限位导槽308，该肘部转向限位导槽308与转向定位销钉304配合使用，用于转向定位销钉304沿肘部转向限位导槽308运动。
C字关节接头305的顶板和底板上均设置有螺纹通孔309，两个螺纹通孔309的中心线重合。
C字关节接头305的侧面设置有大臂连杆连接接头310，该大臂连杆连接接头310用于同类型的上肢康复机械臂前臂训练部分的对接替换。
屈伸转轴307的两端设置有限位卡簧311，该限位卡簧311用于限制屈伸转轴307的轴向位移。
屈伸转轴307上设有平键键槽(图中未示出)，肘部拉索轮302通过平键与屈伸转轴307配合。
本实施例的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构的
工作原理：
本实施例的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构100在进行康复护理训练时，肘部拉索轮302在拉索的作用下做正向运动，内侧收紧拉索使前臂连杆301带动前臂做内收运动，控制肘部拉索电机改变拉索力的方向，拉索外侧收紧使前臂连杆301带动前臂做外展运动，设置在肘部限位定位块303上的转向定位销钉304沿设置在C字关节接头305底板侧面的两条错位双向的肘部转向限位导槽308运动，转向定位销钉304的运动范围不超出肘部转向限位导槽308的范围。
另外，在换臂训练过程中，将所述换向定位销钉108分别从窄连板104与短连板201中抽离，窄连板104绕辅换向轴105旋转180°、Z型连板106绕主换向轴107旋转180°，动作完成后将转向定位销钉108重新插入，完成换换臂训练动作。将所述换向定位销钉108分别从窄连板104与短连板201中抽离，窄连板104绕辅换向轴105旋转180°、Z型连板106绕主换向轴107旋转180°，动作完成后将换向定位销钉108重新插入，完成肘部换向，同时切换肘部转向定位销钉308限位方向，完成左右手臂训练模式的互换。
实施例的作用与效果
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为具有由托板、窄连板、Z型连板以及霍尔操纵杆组成的腕部换向部，所以能够实现对手腕的换向。因为具有由短连板、滑块以及直线导轨导槽组成的前臂补偿部，所以能够实现对前臂的补偿。因为具有由前臂连杆、肘部拉索轮、肘部限位定块、转向定位销钉、C字关节接头以及屈伸转轴组成的肘部屈伸部，所以能够实现对肘部的屈伸。因此，本实施例通过绳索驱动代替关节处的电机驱动缩减了肘部换向部的整体体积与重量，且肘部拉索轮与双向肘部转向限位导槽配合使用，实现了同一机械臂对使用者进行左右手臂单独训练模式的快速切换。另外，本实施例还实现了驱动系统及信息检测系统的集中放置，使得机械臂小巧轻便，更加适合应用于家庭康复训练；设置在机械臂上的简易的腕部换向部能够实现左右机械臂的对称变换，从而可以达到对使用者进行左右手臂单独训练，提高上肢康复机械臂的使用效率。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的托板通过窄连板连接有操纵杆收容槽，所以能够收容霍尔操纵杆以减少使用空间。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的Z型连板的两折弯的内角大小一样，所以可以确保Z型连板上下板面保持平行，以达到与机械臂保持平行的状态，还能够确保设置在Z型连板自由端的托板与机械臂保持空间平行，错位平行的空间结构不会在换向的过程中跟机械臂干涉。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的主换向轴的底端设置有与其配合使用的主前臂旋转垫片且在辅换向轴的底端设置有与其配合使用的前臂旋转垫片，所以能够起固定作用，并且因为减重的原因板件都比较薄，所以采用这样的配合方式能够确保连接的稳定。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的C字关节接头的底板侧面设置有两条错位双向肘部转向限位导槽，能够用于转向定位销钉沿双向肘部转向限位导槽运动，所以能够使得转向定位销钉的运动范围不超出肘部转向限位导槽的范围，还能够用于机构屈伸运动范围的设定与调节。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的C字关节接头的顶板和底板上均设置有螺纹通孔，所以能够通过螺栓连接的方式与上肢康复类机械臂进行置换。
根据本实施例所涉及的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，因为采用的C字关节接头的侧面设置有大臂连杆连接接头，所以能够用于对接替换同类型的上肢康复机械臂前臂训练部分。
上述实施方式为本发明的优选案例，并不用来限制本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于，包括：
腕部换向部，包括用于支撑手腕的托板、固定于所述托板底部的窄连板、一端固定于所述窄连板上且与所述托板相邻设置的Z型连板以及设置在所述Z型连板一侧的霍尔操纵杆；
前臂补偿部，包括与所述Z型连板的另一端连接的短连板、通过螺钉与所述短连板连接的滑块以及嵌有所述滑块且用于该滑块移动的直线导轨导槽；以及
肘部屈伸部，包括与所述直线导轨导槽连接的前臂连杆、与该前臂连杆通过销钉连接的肘部拉索轮、通过销钉固定于所述前臂连杆底部的肘部限位定块、设置于所述肘部限位定块上的两根转向定位销钉、开口处放置有所述肘部拉索轮以及所述前臂连杆端部的C字关节接头以及穿过所述C字关节接头的顶板和底板上的通孔、所述肘部拉索轮以及所述前臂连杆端部的屈伸转轴，
其中，所述Z型连板与所述短连接之间贯穿有主换向轴，所述Z型连板与所述窄连板之间贯穿有辅换向轴，
所述屈伸转轴的两端设置有限位卡簧，该限位卡簧用于限制所述屈伸转轴的轴向位移，
所述C字关节接头的底板侧面设置有两条错位双向的肘部转向限位导槽，该肘部转向限位导槽与所述转向定位销钉配合使用，用于所述转向定位销钉沿所述肘部转向限位导槽运动。
2.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述托板通过所述窄连板与操纵杆收容槽连接，该操纵杆收容槽用于收容所述霍尔操纵杆。
3.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述Z型连板的两折弯的内角大小一样。
4.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述主换向轴的底端设置有主前臂旋转垫片，
所述辅换向轴的底端设置有前臂旋转垫片。
5.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述Z型连板与所述短连板之间以及所述Z型连板与所述窄连板之间均通过两个换向定位销钉连接。
6.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述C字关节接头的顶板和底板上均设置有螺纹通孔。
7.根据权利要求1所述的用于绳索驱动上肢康复训练器的左右手互换机构，其特征在于：
其中，所述C字关节接头的侧面设置有大臂连杆连接接头。
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