CN208492610U - 一种上肢训练机械臂、上肢训练机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上肢训练机械臂、上肢训练机器人，其中，上肢训练机械臂的前臂结构件设有前臂弯轨，后臂结构件后臂弯轨，前臂弯轨、后臂弯轨分别与肘关节结构件联接；前臂结构件设有与前臂弯轨相对应的前臂绑带，前臂绑带与前臂结构件的联接处设有前臂滑动件，后臂结构件设有与后臂弯轨相对应的后臂绑带，后臂绑带与后臂结构件的联接处设有后臂滑动件。本实用新型一种上肢训练机械臂在前臂绑带与前臂结构件的联接处设有前臂滑动件和后臂绑带与后臂结构件的联接处设有后臂滑动件，前臂绑带和后臂绑带可根据手臂的运动过程，沿前臂结构件和后臂结构件相对滑动，使手臂运动更加顺畅，消除了前臂绑带和后臂绑带对手臂造成的拉扯感。

Description

一种上肢训练机械臂、上肢训练机器人

技术领域

本实用新型涉及一种上肢康复训练装置，更具体地说是一种上肢训练机械臂、上肢训练机器人。

背景技术

对于人体上肢运动功能的康复训练，传统的康复训练方式主要由治疗师根据经验手动辅助患者进行训练，训练效果受到治疗师水平的影响，治疗师的工作强度也非常大，目前，有的公司开展了上肢康复训练技术的研究，研发出了功能各异的上肢康复训练机器人和训练设备，但推广应用的并不多。

上肢康复机器人(专利号：201610294126.3)，通过运用计算机技术，结合人体上肢运动规律，可以让患者利用残余的神经肌肉进行单关节和多关节，尤其是小臂、手腕、手指的训练；而且还主动补偿重力和摩擦力带动患者进行上肢6个自由度运动，更好地实现患者与辅助驱动装置协调和同一，以达到恢复上肢正常运动功能的最佳效果。但该款产品上臂绑带和前臂绑带绑定前臂和上臂绑定之后，在肘关节的屈/伸过程中，前臂和上臂会有拉扯感，操作不流畅，长时间训练，会使手臂感到不适。

因此，有必要对机械臂的前臂、上臂与手臂的绑定部位做出改进，使手臂在训练过程中更加舒适，使运动更加流畅。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种上肢训练机械臂、上肢训练机器人。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种上肢训练机械臂，包括辅助上肢各关节运动的上肢训练装置，所述上肢训练装置包括辅助前臂内旋/外翻运动的前臂结构件、辅助后臂内旋/外翻运动的后臂结构件，及设于前臂结构件、后臂结构件之间，且辅助肘关节屈/伸运动的肘关节结构件，所述前臂结构件设有前臂驱动电机，所述前臂驱动电机的动力输出端设有前臂弯轨，所述后臂结构件设有后臂驱动电机，所述后臂驱动电机的动力输出端设有后臂弯轨，所述前臂弯轨、后臂弯轨分别与所述肘关节结构件联接；所述前臂结构件设有与所述前臂弯轨相对应的前臂绑带，所述前臂绑带与所述前臂结构件的联接处设有前臂滑动件，所述后臂结构件设有与所述后臂弯轨相对应的后臂绑带，所述后臂绑带与所述后臂结构件的联接处设有后臂滑动件。

其进一步技术方案为：所述前臂滑动件包括设于所述前臂结构件内侧的前臂直线滑轨，设于所述前臂绑带中部的前臂滑槽；所述后臂滑动件包括设于所述后臂结构件内端的后臂直线滑轨，设于所述后臂绑带中部的后臂滑槽。

其进一步技术方案为：所述前臂结构件侧面设有辅助腕关节屈/伸运动的摇柄，所述摇柄的内端与设于所述前臂结构件内的腕关节驱动电机的动力输出端联接。

其进一步技术方案为：所述上肢训练装置还包括悬梁臂，及设于悬梁臂下方的水平旋转臂，所述悬梁臂与所述水平旋转臂之间设有水平旋转电机，所述水平旋转电机的动力输出端与所述水平旋转臂的一端联接，以构成肩关节的内收/外展运动；所述水平旋转臂另一端向下延伸设有竖向联接臂，所述竖向联接臂的下端设有肩部竖向活动臂，所述竖向联接臂与所述肩部竖向活动臂之间设有竖向旋转电机，所述肩部竖向活动臂与所述后臂结构件联接，以构成肩关节的屈/伸运动。

其进一步技术方案为：所述肩部竖向活动臂与所述后臂结构件之间设有调节两者相对位置的调节螺杆。

其进一步技术方案为：所述前臂结构件设有前臂长度调节器，所述后臂结构件设有后臂长度调节器。

其进一步技术方案为：所述水平旋转电机下方设有第一激光定位头，所述竖向联接臂下端的侧面设有第二激光定位头，所述肘关节结构件的联接处设有第三激光定位头。

上肢训练机器人，包括所述的上肢训练机械臂、底座及设于上肢训练机械臂、底座之间的升降柱，所述升降柱的上端与上肢训练机械臂旋转式联接，下端与所述底座固定联接；所述底座上表面设有可前后移动的座椅，所述底座下方设有万向轮及用于锁紧万向轮的锁紧件。

本实用新型与现有技术相比的有益效果是：本实用新型一种上肢训练机械臂在前臂绑带与前臂结构件的联接处设有前臂滑动件和后臂绑带与后臂结构件的联接处设有后臂滑动件，前臂绑带和后臂绑带可根据手臂的运动过程，沿前臂结构件和后臂结构件相对滑动，使手臂运动更加顺畅，消除了前臂绑带和后臂绑带对手臂造成的拉扯感；另外，设有的第一激光定位头、第二激光定位头、第三激光定位头，可帮助训练者快速调整与机械臂之间的位置，避免了多次重复调整，使用更加方便、快捷。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其它目的、特征及优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型上肢训练机器人具体实施例的立体图；

图2为图1的局部放大图；

图3为本实用新型上肢训练机器人具体实施例中上肢训练机械的局部视图；

图4为本实用新型上肢训练机器人具体实施例另一视角的立体图；

附图标记

1、上肢训练机器人；11、上肢训练机械臂；111、悬梁臂；112、水平旋转臂；1121、水平旋转电机；113、竖向联接臂；114、肩部竖向活动臂；1141、竖向旋转电机；115、后臂结构件；1151、后臂驱动电机；1152、后臂弯轨；1153、后臂绑带；11531、后臂滑槽；1154、后臂直线滑轨；116、肘关节结构件；117、前臂结构件；1171、前臂弯轨；1172、摇柄；1173、前臂绑带；11731、前臂滑槽；1174、前臂直线滑轨；12、升降柱；13、底座；131、座椅；132、万向轮；14、第一激光定位头；15、第二激光定位头；16、第三激光定位头。

具体实施方式

为了更充分理解本实用新型的技术内容，下面结合具体实施例对本实用新型的技术方案进一步介绍和说明，但不局限于此。

如图1-图4所示的具体实施例，本实用新型一种上肢训练机器人包括上肢训练机械臂11、底座13及设于上肢训练机械臂11、底座13之间的升降柱 12，其中，上肢训练机械臂11，包括辅助上肢各关节运动的上肢训练装置，上肢训练装置包括辅助前臂内旋/外翻运动的前臂结构件117、辅助后臂内旋/外翻运动的后臂结构件115，及设于前臂结构件117、后臂结构件115之间，且辅助肘关节屈/伸运动的肘关节结构件116，前臂结构件117设有前臂驱动电机，前臂驱动电机的动力输出端设有前臂弯轨1171，后臂结构件115 设有后臂驱动电机1151，后臂驱动电机1151的动力输出端设有后臂弯轨 1152，前臂弯轨1171、后臂弯轨1152分别与肘关节结构件116联接；前臂结构件117设有与前臂弯轨1171相对应的前臂绑带，前臂绑带1173与前臂结构件117的联接处设有前臂滑动件，后臂结构件115设有与后臂弯轨1152相对应的后臂绑带1153，后臂绑带与后臂结构件115的联接处设有后臂滑动件。上肢训练装置还包括悬梁臂111，及设于悬梁臂111下方的水平旋转臂112，悬梁臂111与水平旋转臂112之间设有水平旋转电机1121，水平旋转电机 1121的动力输出端与水平旋转臂112的一端联接，以构成肩关节的内收/外展运动；水平旋转臂112另一端向下延伸设有竖向联接臂113，竖向联接臂 113的下端设有肩部竖向活动臂114，竖向联接臂113与肩部竖向活动臂114 之间设有竖向旋转电机1141，肩部竖向活动臂114与后臂结构件115联接，以构成肩关节的屈/伸运动。升降柱的上端与悬梁臂111一端旋转式联接，下端与底座13固定联接；底座13上表面设有可前后移动的座椅131，底座13 下方设有万向轮132及用于锁紧万向轮132的锁紧件，锁紧方式可采用卡扣锁紧的方式。

进一步的，前臂滑动件包括设于前臂结构件117内侧的前臂直线滑轨 1174，设于前臂绑带1173中部的前臂滑槽11731；后臂滑动件包括设于后臂结构件115内端的后臂直线滑轨1154，设于后臂绑带中部的后臂滑槽11531；优选地，前臂直线滑轨1174与前臂结构件117之间采用螺钉联接，便于拆装，前臂滑槽11731与前臂绑带1173也采用螺钉联接，构成可拆卸的联接方式，便于拆装和更换；后臂直线滑轨1154与后臂结构件115之间采用螺钉联接，后臂滑槽11531和后臂绑带之间也可以采用螺钉联接，构成可拆卸的联接方式。

进一步的，前臂结构件117侧面设有辅助腕关节屈/伸运动的摇柄1172，摇柄1172的内端与设于前臂结构件117内的腕关节驱动电机的动力输出端联接，摇柄1172在腕关节驱动电机的带动下旋转，手掌握住摇柄1172，实现对腕关节及握力的训练。

优选地，肩部竖向活动臂114与后臂结构件115之间设有调节两者相对位置的调节螺杆；前臂结构件117设有前臂长度调节器，后臂结构件115设有后臂长度调节器，可根据调节上肢训练机械臂11与人体上肢的对应位置，以便于舒适的训练。

优选地，水平旋转电机1121下方设有第一激光定位头14，竖向联接臂113下端的侧面设有第二激光定位头15，肘关节结构件116的联接处设有第三激光定位头16，通过三个激光定位头，可快速调节上肢训练机械臂11与手臂的对应位置，避免了重复调整，操作更为方便、快捷。

另外，采用上述的上肢训练机器人1的上肢康复训练方法，包括以下步骤：

S10、选择人体需要训练的手臂，将手臂的前臂和后臂分别置于上肢训练机械臂设有的前臂弯轨和后臂弯轨内；

S20、调节上肢训练机械臂与手臂各关节的对应位置，将手臂固定在上肢训练机械臂上；

S30、选择不同的训练模式进行上肢训练。

S40、对训练结果进行分析和评估，并作出评估报告。

具体的，S20具体包括以下步骤：

S201、训练者坐在座椅上，调节座椅的位置和升降柱的高度，使第一激光定位头和第二激光定位头发出的红外线与人体的肩关节对齐；

S202、调节后臂长度调节器和前臂长度调节器，使第三激光定位发出的红外线与人体的肘关节对齐；

S203、前臂绑带绑在前臂中部位置，后臂绑带绑在后臂中部位置，以适应手臂运动的舒适性。

具体的，S30包括具体的步骤：根据训练者的自身情况，选择不同的训练模式，有多种模式可供选择，主要分为四种，分别为：主动训练模式、主被动训练模式、被动训练模式、处方训练模式。其中，主动训练模式中，训练者可自己引导各个上肢关节进行运动；主被动训练模式中，上肢训练机械臂11会带动训练者按照之前治疗师设置的上肢运动轨迹进行训练，同时，训练者可以自己用力带动上肢训练机械臂11做加速或者减速运动；被动训练模式中，训练者根据之前预设的运动轨迹进行训练，可个性化设置进行上肢训练；处方训练模式中，训练者可使用上肢训练机器人出厂使设置的处方进行训练，主要是针对上肢某个特定的关节进行训练。

综合上述：本实用新型一种上肢训练机械臂11在前臂绑带1173与前臂结构件117的联接处设有前臂滑动件和后臂绑带与后臂结构件115的联接处设有后臂滑动件，前臂绑带1173和后臂绑带可根据手臂的运动过程，沿前臂结构件117和后臂结构件115相对滑动，使手臂运动更加顺畅，消除了前臂绑带1173和后臂绑带对手臂造成的拉扯感；另外，设有的第一激光定位头14、第二激光定位头15、第三激光定位头16，可帮助训练者快速调整与机械臂之间的位置，避免了多次重复调整，使用更加方便、快捷。

上述仅以实施例来进一步说明本实用新型的技术内容，以便于读者更容易理解，但不代表本实用新型的实施方式仅限于此，任何依本实用新型所做的技术延伸或再创造，均受本实用新型的保护。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种上肢训练机械臂，其特征在于，包括辅助上肢各关节运动的上肢训练装置，所述上肢训练装置包括辅助前臂内旋/外翻运动的前臂结构件、辅助后臂内旋/外翻运动的后臂结构件，及设于前臂结构件、后臂结构件之间，且辅助肘关节屈/伸运动的肘关节结构件，所述前臂结构件设有前臂驱动电机，所述前臂驱动电机的动力输出端设有前臂弯轨，所述后臂结构件设有后臂驱动电机，所述后臂驱动电机的动力输出端设有后臂弯轨，所述前臂弯轨、后臂弯轨分别与所述肘关节结构件联接；所述前臂结构件设有与所述前臂弯轨相对应的前臂绑带，所述前臂绑带与所述前臂结构件的联接处设有前臂滑动件，所述后臂结构件设有与所述后臂弯轨相对应的后臂绑带，所述后臂绑带与所述后臂结构件的联接处设有后臂滑动件。

2.根据权利要求1所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述前臂滑动件包括设于所述前臂结构件内侧的前臂直线滑轨，设于所述前臂绑带中部的前臂滑槽；所述后臂滑动件包括设于所述后臂结构件内端的后臂直线滑轨，设于所述后臂绑带中部的后臂滑槽。

3.根据权利要求1所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述前臂结构件侧面设有辅助腕关节屈/伸运动的摇柄，所述摇柄的内端与设于所述前臂结构件内的腕关节驱动电机的动力输出端联接。

4.根据权利要求1所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述上肢训练装置还包括悬梁臂，及设于悬梁臂下方的水平旋转臂，所述悬梁臂与所述水平旋转臂之间设有水平旋转电机，所述水平旋转电机的动力输出端与所述水平旋转臂的一端联接，以构成肩关节的内收/外展运动；所述水平旋转臂另一端向下延伸设有竖向联接臂，所述竖向联接臂的下端设有肩部竖向活动臂，所述竖向联接臂与所述肩部竖向活动臂之间设有竖向旋转电机，所述肩部竖向活动臂与所述后臂结构件联接，以构成肩关节的屈/伸运动。

5.根据权利要求4所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述肩部竖向活动臂与所述后臂结构件之间设有调节两者相对位置的调节螺杆。

6.根据权利要求1所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述前臂结构件设有前臂长度调节器，所述后臂结构件设有后臂长度调节器。

7.根据权利要求4所述的一种上肢训练机械臂，其特征在于，所述水平旋转电机下方设有第一激光定位头，所述竖向联接臂下端的侧面设有第二激光定位头，所述肘关节结构件的联接处设有第三激光定位头。

8.上肢训练机器人，其特征在于，包括权利要求1-7任意一项所述的上肢训练机械臂、底座及设于上肢训练机械臂、底座之间的升降柱，所述升降柱的上端与上肢训练机械臂旋转式联接，下端与所述底座固定联接；所述底座上表面设有可前后移动的座椅，所述底座下方设有万向轮及用于锁紧万向轮的锁紧件。