CN111067752A - 基于ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构 - Google Patents

基于ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构 Download PDF

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薛娜
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Abstract

基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，属于机械设备技术领域，包括机架、支座Ⅰ、原动杆Ⅰ、原动杆Ⅱ、手柄杆、手柄、连杆、连架杆及支座Ⅱ，所述机架的一端固定在支座Ⅰ，机架的另一端固定在支座Ⅱ；所述原动杆Ⅰ的首端与支座Ⅰ转动连接，原动杆Ⅰ的尾端与原动杆Ⅱ的首端转动连接，原动杆Ⅱ的尾端与连杆的首端转动连接，连杆的尾端与连架杆的首端转动连接，连架杆的尾端与支座Ⅱ转动连接，机架、原动杆Ⅰ、原动杆Ⅱ、连杆及连架杆形成一个闭合的结构；所述手柄杆的一端与连架杆的首端转动连接，手柄杆的另一端与手柄固定连接。所有转动连接均采用螺钉与螺母配合装配在一起实现的。本发明提出的基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，其为单自由度机构，适用于多位置、任意给定设计区间，可以实现患者康复任意的运动路径。

Description

基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构
技术领域
本发明属于机械设备技术领域，特别是涉及到一种基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构。
背景技术
随着人口的老龄化、生活节奏加快、不良生活方式以及环境等因素的影响，由脑卒中造成的上肢末端导引式功能障碍人口迅速增长。由于机器人系统在肢体康复训练中具有很多独特的优势，近年来，国内外众多学者和科研机构对基于机器人系统实现患者肢体康复训练涉及到的不同研究方向进行了不同层次的研究，开发出了多种适用于不同康复部位的机器人系统。现有康复机器人相关技术研究仍存在机器人机械结构与人体生理结构差距较大、康复舒适性差、康复资源利用率低等问题。如何解决康复过程中康复机器人与患者之间的运动匹配性和最优康复训练路径的规划（即康复资源有效利用方法）是当前研究的热点。
因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，本发明设计的基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构其为单自由度的机构，其适用于多位置、任意给定设计区间，可有效避免不同康复阶段康复运动的不匹配给患者带来的不适。康复过程健康管理方法可以对患者康复过程进行实时评估和康复方案优化，保证患者康复安全，提高康复效率，实现康复资源最优配置。
本发明采用如下的技术方案：基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，其特征在于，包括机架、支座Ⅰ、原动杆Ⅰ、原动杆Ⅱ、手柄杆、手柄、连杆、连架杆及支座Ⅱ，所述机架的一端固定在支座Ⅰ，机架的另一端固定在支座Ⅱ；所述原动杆Ⅰ的首端与支座Ⅰ转动连接，原动杆Ⅰ的尾端与原动杆Ⅱ的首端转动连接，原动杆Ⅱ的尾端与连杆的首端转动连接，连杆的尾端与连架杆的首端转动连接，连架杆的尾端与支座Ⅱ转动连接，机架、原动杆Ⅰ、原动杆Ⅱ、连杆及连架杆形成一个闭合的结构；所述手柄杆的一端与连架杆的首端转动连接，手柄杆的另一端与手柄固定连接。
进一步，所有转动连接均采用螺钉与螺母配合装配在一起实现的。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，适用于多位置、任意给定设计区间，可以实现患者康复任意的运动路径。本发明对提高康复机器人性能，实现康复过程的健康管理提供了新的途径，同时为智能医疗提供重要的理论支持。本发明的研究成果具有重要的理论意义和应用价值。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明实施例中基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构的示意图。
图中各标记如下：1-机架、2-支座Ⅰ、3-原动杆Ⅰ、4-原动杆Ⅱ、5-手柄杆、6-手柄、7-连杆、8-连架杆、9-支座Ⅱ。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明，下面结合优选实施例和附图对本发明做进一步的说明。本领域技术人员应当理解。下面所具体描述的内容是说明性的而非限制性的，不应以此限制本发明的保护范围。
请参照图1，本发明提出了一种基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，包括机架1、支座Ⅰ2、原动杆Ⅰ3、原动杆Ⅱ4、手柄杆5、手柄6、连杆7、连架杆8及支座Ⅱ9，所述机架1的一端固定在支座Ⅰ2，机架1的另一端固定在支座Ⅱ9；所述原动杆Ⅰ3的首端与支座Ⅰ2转动连接，原动杆Ⅰ3的尾端与原动杆Ⅱ4的首端转动连接，原动杆Ⅱ4的尾端与连杆7的首端转动连接，连杆7的尾端与连架杆8的首端转动连接，连架杆8的尾端与支座Ⅱ9转动连接；机架1、原动杆Ⅰ3、原动杆Ⅱ4、连杆7及连架杆8形成一个闭合的结构；所述手柄杆5的一端与连架杆8的首端转动连接，手柄杆5的另一端与手柄6固定连接。所有转动连接均通过螺钉与螺母配合装配在一起实现的。
本发明是通过如下方法实现任意康复路径的，根据康复路径的特点，原动杆Ⅰ3和连架杆8按照一定的传动比，传动比一般取值为-1,±3, ±2, ±5, ±0.1, ±0.2, ±0.3, ±0.5, ±1.5进行转动，患者手部放在手柄6上，通过原动杆Ⅰ3和原动杆Ⅱ4的转动，带动患者手部即可完成预定的康复路径。

Claims (2)

1.本发明提出了一种基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，包括机架(1)、支座Ⅰ(2)、原动杆Ⅰ(3)、原动杆Ⅱ(4)、手柄杆(5)、手柄(6)、连杆(7)、连架杆(8)及支座Ⅱ(9)，所述机架(1)端固定在支座Ⅰ(2)，机架(1)的另一端固定在支座Ⅱ(9)；所述原动杆Ⅰ(3)的首端与支座Ⅰ(2)转动连接，原动杆Ⅰ(3)的尾端与原动杆Ⅱ(4)的首端转动连接，原动杆Ⅱ(4)的尾端与连杆(7)的首端转动连接，连杆(7)的尾端与连架杆(8)的首端转动连接，连架杆(8)的尾端与支座Ⅱ(9)转动连接，机架(1)、原动杆Ⅰ(3)、原动杆Ⅱ(4)、连杆(7)及连架杆(8)形成一个闭合的结构；所述手柄杆(5)的一端与连架杆(8)的首端转动连接，手柄杆(5)的另一端与手柄(6)固定连接。
2.根据权利要求1所述的基于Ⅱ类齿轮平面五杆机构的上肢末端导引式康复结构，所有转动连接均采用螺钉与螺母配合装配在一起实现的。
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