CN203935386U - 外骨骼式上肢康复机器人 - Google Patents

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徐文墨
陈晖�
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一种外骨骼式上肢康复机器人,涉及医疗器械领域,用于辅助脑卒中患者完成肘关节屈伸,前臂内、外旋两种运动,模拟运动疗法进行康复训练。其结构主要由伺服电机、减速器、联轴器、一对直齿轮、一对锥齿轮、电磁离合器、轴、套筒、上臂支撑板、调节螺栓、前臂支撑板、联接销、限位销、限位挡板组成,所述联轴器与减速器、第一传动轴联接;所述电磁离合器与第三传动轴、第四传动轴联接;所述套筒通过连接销联接第一传动轴、第二传动轴;所述圆柱齿轮二和齿轮支撑板构成铰链联接;所述前臂支撑板一和前臂支撑板二用调节螺栓联接;所述前臂支撑板二与第三传动轴固定联接。本装置结构紧凑,可穿戴,安全,成本低,可用于医院和家庭使用。

Description

外骨骼式上肢康复机器人
技术领域
[0001] 本发明属于医疗器械领域,它涉及一种上肢康复训练机器人,特别适用于脑卒中病人的上肢康复训练。
背景技术
[0002] 根据全国脑血管病防治办公室的估计,在存活的脑卒中患者中,75 %左右的患者不同程度地丧失劳动能力,40%重度致残,给家庭和社会造成了沉重的负担。临床医学证明,训练开始越早,脑的可塑性越大,运动功能恢复的潜力越大。人体上肢从事各种复杂、精细活动,它的运动功能直接影响人类的日常生活能力。在临床康复中,医师通常以徒手方式或机械器具对患肢进行一对一的连续被动训练,反复的引导患者患肢运动直到其能够复现正常的动作。我国患者数量多、治疗师资源缺乏,同时很多家属因不能协同完成这种高强度训练而放弃治疗,使病人错过了康复的最好时机。为此,设计安全、定量、有效、可以进行重复训练的上肢康复机器人具有实际意义。人体上肢康复主要涉及肘关节屈伸和前臂内、夕卜旋两个自由度。目前,已存在几种训练上肢康复的机构,但结构笨重,对于脑卒中患者康复效果不佳。
发明内容
[0003] 本发明针对脑卒中病人上肢康复训练过程中所遇到的问题,提供了一种结构简单、可穿戴、能够辅助患者完成肘关节屈伸,前臂内、外旋两种运动的外骨骼式上肢康复机器人,模拟运动疗法进行康复训练。
[0004] 实现上述目的采用的技术方案是:一种外骨骼式上肢康复机器人,包括驱动部分、传动部分、执行部分,所述驱动部分采用交流伺服电机;所述传动部分由减速器、联轴器、一对锥齿轮、一对直齿轮、电磁离合器、四根轴、套筒、二根联接销组成,所述联轴器与减速器、第一传动轴联接;所述电磁离合器与第三传动轴、第四传动轴联接;所述套筒使用联接销一、联接销二分别与第一传动轴、第二传动轴联接;所述圆锥齿轮一和第一传动轴固定联接;所述圆锥齿轮二和第四传动轴固定联接;所述圆柱齿轮一和第二传动轴固定联接;所述执行部分由齿轮支撑板、前臂支撑板一、前臂支撑板二、限位销一、限位销二、限位挡板、上臂支撑板组成,所述齿轮支撑板和圆柱齿轮二构成铰链联接,与前臂支撑板一固定联接;所述前臂支撑板一和前臂支撑板二用调节螺栓联接,通过调节螺栓以及联接销一的位置协同变化来调节上臂长度;所述前臂支撑板二与第三传动轴固定联接;所述限位销一与圆柱齿轮二固定联接;所述限位销二与上臂支撑板固定联接;所述限位挡板与第三传动轴固定联接;所述上臂支撑板和人体上臂固定。
[0005] 所述电磁离合器接合,断开套筒和第二传动轴的联接时,所述伺服电机通过减速器、联轴器驱动第一传动轴转动,通过圆锥齿轮一和圆锥齿轮二哨合实现第四传动轴的90°运动转换,通过所述电磁离合器把运动传给第三传动轴,带动前臂支撑板二、前臂支撑板一、齿轮支撑板、圆柱齿轮二一起运动,即实现肘关节的屈伸运动;所述电磁离合器断开,套筒和第二传动轴联接时,所述伺服电机通过减速器、联轴器驱动第一传动轴,通过联接销一把运动传给套筒,经过联接销二带动第二传动轴转动,通过圆柱直齿轮一和圆柱直齿轮二啮合,实现前臂的内、外旋运动。
[0006] 本发明的有益效果是:本发明模拟了人体肘关节屈伸,前臂内、外旋两种康复运动,当分离电磁离合器、连接套筒与第二传动轴时,进行前臂内、外旋康复训练,当接合电磁离合器、断开套筒与第二传动轴时,进行肘关节屈伸康复训练,本装置结构紧凑,可穿戴,安全,成本低,可用于医院和家庭的康复训练。
附图说明
[0007] 图1是本发明整体结构示意图。
[0008] 图2是肘关节屈伸安全限位示意图。
[0009] 图3是齿轮支撑板和圆柱齿轮二连接示意图。
[0010] 图中:1_伺服电机;2_减速器;3_联轴器;4_圆锥齿轮一 ;5_第一传动轴;6-下极限定位销;7_联接销一 ;8_套筒;9_联接销二 ;10_第二传动轴;11_圆柱齿轮一 ;12_齿轮支撑板;13_圆柱齿轮二 ;14_限位销一 ;15_前臂支撑板一 ;16-调节螺栓;17_前臂支撑板二 ;18_限位销二 ;19_限位挡板;20_第三传动轴;21_电磁离合器;22_第四传动轴;23_圆锥齿轮二 ;24_上臂支撑板;25_前臂内、外旋运动;26_肘关节屈伸运动。
具体实施方式
[0011] 下面结合附图对本发明做进一步说明。
[0012] 参见附图1、附图2和附图3,本发明的外骨骼式上肢康复机器人,包括驱动部分、传动部分、执行部分。其结构由伺服电机1、减速器2、联轴器3、圆锥齿轮一 4、圆锥齿轮二23、圆柱齿轮一 11、圆柱齿轮二 13、电磁离合器21、前臂支撑板一 15、调节螺栓16、前臂支撑板二 17、齿轮支撑板12、套筒8、第一传动轴5、第二传动轴10、第三传动轴20、第四传动轴22、联接销一 7、联接销二 9、下极限定位销6、限位挡板19、限位销一 14、限位销二 18、上臂支撑板24组成。
[0013] 联轴器3,一端联接减速器2,一端联接第一传动轴5 ;电磁离合器21安装在第三传动轴20和第四传动轴22之间,其结合和分离用于控制在肘关节屈伸和前臂内、外旋两种运动之间的切换;机构中的四根传动轴5、10、20、22由耐磨轴套支撑,其中传动轴5、20、22的轴套安装在上臂支撑板24的轴孔中,第二传动轴10的轴套安装在前臂支撑板一 15的轴孔中;套筒8 —端与第一传动轴5用联接销一 7联接,另一端与第二传动轴10用联接销二 9联接,套筒8与第二传动轴10通过联接销二 9的联接和断开用于控制在前臂内、外旋和肘关节屈伸两种运动之间的切换;前臂支撑板二 17与第三传动轴20固定联接;前臂支撑板一 15与前臂支撑板二 17用调节螺栓16固定联接,通过调节螺栓16以及联接销一 7的位置协同变化来调节上臂长度;下极限定位销6和第一传动轴5固定联接,用于限定套筒8的下极限位置;前臂支撑板一 15与齿轮支撑板12固定联接;圆柱齿轮二 13与齿轮支撑板12构成铰链联接;圆锥齿轮一 4和第一传动轴5固定联接;圆锥齿轮二 23和第四传动轴22固定联接;圆柱齿轮一 11和第二传动轴10固定联接;限位销一 14与圆柱齿轮二 13固定联接,用于前臂内、外旋运动的安全限位;限位销二 18与上臂支撑板24固定联接,用于肘关节屈伸的安全限位;限位挡板19与第三传动轴20固定联接;上臂支撑板24和人体上臂固定。
[0014] 本发明的具体工作过程:
[0015] 调整调节螺栓16,实现前臂支撑板一 15与前臂支撑板二 17之间的相对位置变化,同时调整联接销一 7,实现第一传动轴5与第二传动轴10之间的相对位置变化,且这两者相对位置变化的调节刻度相同,以适应不同患者个体的前臂长度,下极限定位销6为调节的下极限位置。
[0016] 当电磁离合器21接合,通过拔出联接销一 7、联接销二 9来断开套筒8和第二传动轴10的联接时,伺服电机I通过减速器2、联轴器3驱动第一传动轴5转动,通过圆锥齿轮一 4和圆锥齿轮二 23啮合实现第四传动轴22的90°运动转换,通过电磁离合器21把运动传给第三传动轴20,经过第三传动轴20带动前臂支撑板二 17、前臂支撑板一 15和齿轮支撑板12 —起运动,人的手腕固定在圆柱齿轮二 13的齿圈内,即实现肘关节的屈伸运动。
[0017] 当电磁离合器21断开,套筒8通过联接销一 7、联接销二 9分别和第一传动轴5与第二传动轴10联接时,伺服电机I通过减速器2、联轴器3驱动第一传动轴5,通过联接销一 7把运动传给套筒8,经过联接销二 9带动第二传动轴10转动,圆柱直齿轮一 11和第二传动轴10固定联接,通过圆柱直齿轮一 11和圆柱直齿轮二 13啮合,实现前臂的内、外旋运动。

Claims (2)

1.一种外骨骼式上肢康复机器人,包括驱动部分、传动部分、执行部分,其特征在于:所述驱动部分采用交流伺服电机(I);所述传动部分由减速器(2)、联轴器(3)、圆锥齿轮一(4)、圆锥齿轮二(23)、圆柱齿轮一(11)、圆柱齿轮二(13)、电磁离合器(21)、第一传动轴(5)、第二传动轴(10)、第三传动轴(20)、第四传动轴(22)、套筒(8)、联接销一(7)、联接销二(9)组成,所述执行部分由前臂支撑板一(15)、调节螺栓(16)、前臂支撑板二(17)、齿轮支撑板(12)、下极限定位销(6)、限位挡板(19)、限位销一(14)、限位销二(18)、上臂支撑板(24)组成,所述联轴器(3)与减速器(2)、第一传动轴(5)联接;所述电磁离合器(21)与第三传动轴(20)、第四传动轴(22)联接;所述套筒(8)使用联接销一(7)、联接销二(9)分别与第一传动轴(5)、第二传动轴(10)联接;所述圆锥齿轮一(4)和第一传动轴(5)固定联接;所述圆锥齿轮二(23)和第四传动轴(22)固定联接;所述圆柱齿轮一(11)和第二传动轴(10)固定联接;所述圆柱齿轮二(13)和齿轮支撑板(12)构成铰链联接;所述齿轮支撑板(12)与前臂支撑板一(15)固定联接;所述前臂支撑板一(15)和前臂支撑板二(17)用调节螺栓(16)联接;所述前臂支撑板二(17)与第三传动轴(20)固定联接;所述限位销一(14)与圆柱齿轮二(13)固定联接;所述限位销二(18)与上臂支撑板(24)固定联接;所述限位挡板(19)与第三传动轴(20)固定联接;电磁离合器(21)接合,断开套筒(8)和第二传动轴(10)的联接时,所述伺服电机(I)通过减速器(2)、联轴器(3)驱动第一传动轴(5)转动,通过圆锥齿轮一(4)和圆锥齿轮二(23)啮合实现第四传动轴(22)的90°运动转换,通过电磁离合器(21)把运动传给第三传动轴(20),带动前臂支撑板二(17)、前臂支撑板一(15)、齿轮支撑板(12)、圆柱齿轮二(13) —起运动,即实现肘关节的屈伸运动;电磁离合器(21)断开,套筒(8)和第二传动轴(10)联接时,所述伺服电机(I)通过减速器(2)、联轴器(3)驱动第一传动轴(5),通过联接销一(7)把运动传给套筒(8),经过联接销二(9)带动第二传动轴(10)转动,通过圆柱直齿轮一(11)和圆柱直齿轮二(13)啮合,实现前臂的内、夕卜旋运动。
2.根据权利要求1所述的外骨骼式上肢康复机器人,其特征在于:调整所述调节螺栓(16),实现前臂支撑板一(15)与前臂支撑板二(17)之间的相对位置变化,同时调整所述联接销一(7),实现第一传动轴(5)与第二传动轴(10)之间的相对位置变化,且这两者相对位置变化的调节刻度相同,以适应不同患者个体的前臂长度,所述下极限定位销出)为调节的下极限位置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103948485A (zh) * 2014-05-08 2014-07-30 河北联合大学 外骨骼式上肢康复机器人
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