CN206910696U

CN206910696U - 一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人

Info

Publication number: CN206910696U
Application number: CN201720002413.2U
Authority: CN
Inventors: 简卓; 易金花; 李继才; 葛书晨; 王道雨; 卢美铭
Original assignee: Shanghai Zhuodao Medical Technology Co Ltd
Current assignee: Shanghai Zhuodao Medical Technology Co Ltd
Priority date: 2017-01-03
Filing date: 2017-01-03
Publication date: 2018-01-23
Anticipated expiration: 2027-01-03

Abstract

本实用新型公开了一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，包括电动升降柱组件、工作平面、电机驱动组件、传动组件及支撑组件；所述的工作平面水平安装在所述的电动升降柱组件的顶部，所述的电机驱动组件、传动组件及支撑组件分别安装在所述的工作平面上；所述的支撑组件设置在所述的传动组件的末端，所述的传动组件与所述的电机驱动组件组成五连杆机构。本实用新型采用了柔性驱动部件，能通过弹簧的形变，计算传递扭矩，同时提供一定的顺应性，提高患者使用的安全性与舒适性；此外，上述平面上肢康复训练机器人系统的支撑组件还提供了多种训练模块，可以实现快速切换，满足不同患者的康复需求。

Description

一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人

技术领域

本实用新型涉及一种机器人，尤其涉及一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人。

背景技术

我国约有70-80%的中风病幸存者留有不同程度的残疾。中风病人对其偏瘫部位及早进行有针对性的康复练习能够提高甚至恢复独立生活和劳动能力，大大减少残疾的可能性。平面康复训练就是其中的一种训练方式。

现有的平面训练器械如磨砂板及滑板，功能简单，形式单一，仅适用于3级肌力以上的患者，为满足早期患者的康复需求，设计一款具备主被动训练结合的平面康复训练机器人十分必要。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，用柔性旋转机械关节替代扭矩传感器，可用于辅助患者上肢在平面空间内进行康复训练，能更好的监测康复训练过程，避免二次损伤，且具有优秀的反向驱动能力，实现更顺滑的人机交互。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，包括电动升降柱组件、工作平面、电机驱动组件、传动组件及支撑组件；所述的工作平面水平安装在所述的电动升降柱组件的顶部，所述的电机驱动组件、传动组件及支撑组件分别安装在所述的工作平面上；所述的支撑组件设置在所述的传动组件的末端，所述的传动组件与所述的电机驱动组件组成五连杆机构。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，所述的电机驱动组件由基座、两组电机、两组转轴及两组柔性驱动部件组成；所述的基座固定在所述的工作平面的下方，所述的两组电机分别固定在所述的基座上，并安装于所述的工作平面的下方；所述的两组转轴分别与所述的两组电机对应相连，并安装于所述的基座内；所述的两组柔性驱动部件分别安装在所述的两组转轴上。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，每组所述的柔性驱动部件包括外框、转子、第一弹簧组、第二弹簧组及端盖；所述的外框与所述的转轴连接作为扭矩的输入端；所述的转子设置在所述的外框中央，所述的转子的中心呈圆形并向外呈三角延伸，所述的转子与所述的外框相对转动；所述的第一弹簧组及第二弹簧组分别包括三个弹簧，并分别设置在所述的转子的三角延伸部两侧；所述的端盖固定在所述的转子上，作为扭矩的输出端。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，所述的传动组件由短杆、长杆、连接盘、短杆连接座、长杆连接座及长杆下弯连接座组成；所述的短杆的两端分别与所述的连接盘及短杆连接座固定连接，且所述的连接盘与所述的柔性驱动部件的端盖固定连接；所述的两根长杆的一端分别与所述的连接盘固定连接，所述的两根长杆的另一端分别连接所述的长杆连接座及长杆下弯连接座；所述的短杆与所述的长杆之间通过所述的连接盘及短杆连接座实现转动连接；两根所述的长杆之间通过所述的长杆连接座及长杆下弯连接座实现转动连接。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，所述的支撑组件包括支撑板、软垫、绑带及模块接口；所述的软垫设置在所述的支撑板的上端面一侧，所述的绑带绑在所述的支撑板及软垫上；所述的模块接口设置在所述的支撑板的上端面另一侧，所述的模块接口为柱型结构，手柄或分指板组件分别连接在所述的模块接口上。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，所述的手柄的下端为孔型结构，并与所述的模块接口适配套接。

上述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其中，所述的分指板组件包括底板及五个分指块；所述的底板的下部设有孔型结构，并通过所述的孔型结构与所述的模块接口适配套接；所述的底板上设有导轨，所述的五个分指块通过所述的导轨设置在所述的底板上并沿所述的导轨滑动。

本实用新型采用了柔性驱动部件，能通过弹簧的形变，计算传递扭矩，同时提供一定的顺应性，提高患者使用的安全性与舒适性；此外，上述平面上肢康复训练机器人系统的支撑组件还提供了多种训练模块，可以实现快速切换，满足不同患者的康复需求。

附图说明

图1是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的结构示意图。

图2是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的电机驱动组件的结构示意图。

图3是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的柔性驱动部件的结构示意图。

图4是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的传动组件的结构示意图。

图5是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的支撑组件的结构示意图。

图6是本实用新型一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人的分指板组件的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图进一步说明本实用新型的实施例。

请参见附图1所示，一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，包括电动升降柱组件1000、工作平面2000、电机驱动组件3000、传动组件4000及支撑组件5000；所述的工作平面2000水平安装在所述的电动升降柱组件1000的顶部，所述的电机驱动组件3000、传动组件4000及支撑组件5000分别安装在所述的工作平面2000上；所述的支撑组件5000设置在所述的传动组件4000的末端，所述的传动组件4000与所述的电机驱动组件3000组成五连杆机构。连杆机构之间为转动连接，中间有轴承，运转顺滑。

请参见附图2所示，所述的电机驱动组件3000由基座3200、两组电机3100、两组转轴3300及两组柔性驱动部件3400组成；所述的基座3200固定在所述的工作平面2000的下方，所述的两组电机3100分别固定在所述的基座3200上，并安装于所述的工作平面2000的下方；所述的两组转轴3300分别与所述的两组电机3100对应相连，并安装于所述的基座3200内；所述的两组柔性驱动部件3400分别安装在所述的两组转轴3300上。电机驱动组件3000通过控制电机3100，能为患者提供多种训练模式以适应不同肌力等级的患者，包括被动训练、阻抗训练、引导助力训练等。

请参见附图3所示，每组所述的柔性驱动部件3400包括外框3401、转子3402、第一弹簧组3403、第二弹簧组3404及端盖3405；所述的外框3401与所述的转轴3300连接作为扭矩的输入端；所述的转子3402设置在所述的外框3401中央，所述的转子3402的中心呈圆形并向外呈三角延伸，所述的转子3402与所述的外框3401相对转动；所述的第一弹簧组3403及第二弹簧组3404分别包括三个弹簧，并分别设置在所述的转子3402的三角延伸部两侧；所述的端盖3405固定在所述的转子3402上，作为扭矩的输出端；当扭矩输入到外框3401后，压缩第一弹簧组3403及第二弹簧组3404，当第一弹簧组3403及第二弹簧组3404压缩到预设的大小时，传递到转子3402和端盖3405上，转子3402随之一起转动，实现力矩的输出。

请参见附图4所示，所述的传动组件4000由短杆4001、长杆4002、连接盘4003、短杆连接座4004、长杆连接座4005及长杆下弯连接座4006组成；所述的短杆4001的两端分别与所述的连接盘4003及短杆连接座4004固定连接，且所述的连接盘4003与所述的柔性驱动部件3400的端盖3405固定连接；所述的两根长杆4002的一端分别与所述的连接盘4003固定连接，所述的两根长杆4002的另一端分别连接所述的长杆连接座4005及长杆下弯连接座4006；所述的短杆4001与所述的长杆4002之间通过所述的连接盘4003及短杆连接座4004实现转动连接；两根所述的长杆4002之间通过所述的长杆连接座4005及长杆下弯连接座4006实现转动连接；连杆连接处均为转动连接，通过两个电机3100完成平面一定范围内的运动。

请参见附图5所示，所述的支撑组件5000包括支撑板5001、软垫5002、绑带5003及模块接口5004；所述的软垫5002设置在所述的支撑板5001的上端面一侧，所述的绑带5003绑在所述的支撑板5001及软垫5002上；所述的模块接口5004设置在所述的支撑板5001的上端面另一侧，所述的模块接口5004为柱型结构，手柄5100或分指板组件5200分别连接在所述的模块接口5004上。利用支撑板5001、软垫5002和绑带5003可以将患者的前臂与支撑组件5000固定，在训练时既提供了舒适的支撑，又可以防止患者使用腕部助力，从而避免意外受伤；模块接口5004可分别与多种抓握模块连接（如手柄模块5100、分指板组件5200）连接，适应不同手部状况的患者的抓握需求。

所述的手柄5100的下端为孔型结构，并与所述的模块接口5004适配套接，通过设计过盈量，只需直接套在模块接口5004上便能完成模块安装；同样，拆卸时只需直接拔出；其上端作为患者训练时的抓握部分，可以让患者在时舒适抓握，高效地进行康复训练任务。

请参见附图6所示，所述的分指板组件5200包括底板5201及五个分指块5202；所述的底板5201的下部设有孔型结构，和手柄5100上的孔型结构相同，并通过所述的孔型结构与所述的模块接口5004适配套接；所述的底板5201上设有导轨，所述的五个分指块5202通过所述的导轨设置在所述的底板5201上并沿所述的导轨滑动，以适配不同手型（包括左右手）。

电动升降柱组件1000为整个系统提供支撑，可安装在移动平台或地面上，且高度可调。

两组柔性驱动部件3400能根据弹簧的形变，在进行被动训练时，时刻检测患者上肢的训练情况，有效防止痉挛的发生；在进行主动训练时，预测患者的运动意图，为训练提供一定的助力和阻尼，帮助患者更好的进行上肢康复。

本实用新型对抓握模块的形式不作限定，凡是能在训练时让病人舒适抓握的，且可以通过所述模块接口安装在所述支撑组件上的抓握模块，均在本实用新型的保护范围内。

综上所述，本实用新型采用了柔性驱动部件，能通过弹簧的形变，计算传递扭矩，同时提供一定的顺应性，提高患者使用的安全性与舒适性；此外，上述平面上肢康复训练机器人系统的支撑组件还提供了多种训练模块，可以实现快速切换，满足不同患者的康复需求。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用附属在其他相关产品的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims

1.一种带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：包括电动升降柱组件、工作平面、电机驱动组件、传动组件及支撑组件；所述的工作平面水平安装在所述的电动升降柱组件的顶部，所述的电机驱动组件、传动组件及支撑组件分别安装在所述的工作平面上；所述的支撑组件设置在所述的传动组件的末端，所述的传动组件与所述的电机驱动组件组成五连杆机构。

2.根据权利要求1所述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：所述的电机驱动组件由基座、两组电机、两组转轴及两组柔性驱动部件组成；所述的基座固定在所述的工作平面的下方，所述的两组电机分别固定在所述的基座上，并安装于所述的工作平面的下方；所述的两组转轴分别与所述的两组电机对应相连，并安装于所述的基座内；所述的两组柔性驱动部件分别安装在所述的两组转轴上。

3.根据权利要求2所述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：每组所述的柔性驱动部件包括外框、转子、第一弹簧组、第二弹簧组及端盖；所述的外框与所述的转轴连接作为扭矩的输入端；所述的转子设置在所述的外框中央，所述的转子的中心呈圆形并向外呈三角延伸，所述的转子与所述的外框相对转动；所述的第一弹簧组及第二弹簧组分别包括三个弹簧，并分别设置在所述的转子的三角延伸部两侧；所述的端盖固定在所述的转子上，作为扭矩的输出端。

4.根据权利要求1所述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：所述的支撑组件包括支撑板、软垫、绑带及模块接口；所述的软垫设置在所述的支撑板的上端面一侧，所述的绑带绑在所述的支撑板及软垫上；所述的模块接口设置在所述的支撑板的上端面另一侧，所述的模块接口为柱型结构，手柄或分指板组件分别连接在所述的模块接口上。

5.根据权利要求4所述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：所述的手柄的下端为孔型结构，并与所述的模块接口适配套接。

6.根据权利要求4所述的带柔性关节的平面上肢康复训练机器人，其特征在于：所述的分指板组件包括底板及五个分指块；所述的底板的下部设有孔型结构，并通过所述的孔型结构与所述的模块接口适配套接；所述的底板上设有导轨，所述的五个分指块通过所述的导轨设置在所述的底板上并沿所述的导轨滑动。