CN211506904U - 一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，包括驱动模块及腕踝关节模块；所述驱动模块包括集成电机、钢丝绳固定盘及钢丝绳，集成电机驱动钢丝绳固定盘转动，钢丝绳一端固定在钢丝绳固定盘上并且能够随钢丝绳固定盘转动而缠绕在钢丝绳固定盘外周。本新型能够实现踝腕关节的肌张力模拟及腕踝关节转动角度数据的输出，对康复医学具有很好的参考价值。

Description

一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构

技术领域

本实用新型涉及一种机器人领域，具体是一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构。

背景技术

作为机器人领域，仿生人体上下肢中的各关节是研究的重点和难点。在这一领域，目前，各关节的仿生只是实现一般的运动功能、结构外在特征及智能仿生，在运动功能上可以实现类似真实人体上下肢的各个自由度以及活动范围。

然而，真实人体中各个关节的活动是与肌腱群有很大关联，其活动是由肌腱群来驱动的，在驱动过程中，肌腱群同时也表现出张力特征，这种特征在医学上叫肌张力，这种特征对于近年来康复医学具有很好的参考价值，特别是处于痉挛，偏瘫等情况的病患者。但是，在此领域却很少具有模拟肌张力这种特征，难以实现类似真实人体腕踝关节的自由度以及活动范围并实时输出关节的活动角度，同时表现出关节的肌张力。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于：现有的领域内很少具有模拟肌张力这种特征，难以实现类似真实人体腕踝关节的自由度以及活动范围并实时输出关节的活动角度，同时表现出关节的肌张力。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，包括驱动模块及腕踝关节模块；

所述驱动模块包括集成电机、钢丝绳固定盘及钢丝绳，所述集成电机驱动钢丝绳固定盘转动，钢丝绳一端固定在钢丝绳固定盘上并且能够随钢丝绳固定盘转动而缠绕在钢丝绳固定盘外周；

所述腕踝关节模块包括关节组件、钢丝绳连接件，所述关节组件通过钢丝绳连接件与钢丝绳的另一端连接。

优选的，所述关节组件包括左支撑板、关节右支撑板、U型件、十字轴连接件、竖直轴承、竖直轴、水平轴及水平轴承；所钢丝绳连接件与钢丝绳另一端连接，所述钢丝绳连接件通过连接轴固定在U型件一端上，U型件中部通过水平轴与水平轴承和十字轴连接件相连接，U型件另一端与手部连接；竖直轴与十字轴连接件相连接且与水平轴呈90°布置，并在竖直轴两端装配竖直轴承；竖直轴两端对应设置有关节左支撑板及关节右支撑板，竖直轴通过竖直轴承装配于关节左支撑板及关节右支撑板上。

优选的，所述水平轴和竖直轴上还设置有磁铁，所述十字轴连接件上固定设置角度传感器座，所述角度传感器座和关节右支撑板上均设置有与磁铁匹配的角度传感器。

优选的，还包括左限位块与右限位块，所述左限位块与右限位块分别固定在U型件两侧的十字轴连接件上。

优选的，所述左限位块与右限位块的宽度大于U型件开口间距。

优选的，所述关节左支撑或关节右支撑板上固定设置有用于限制十字轴连接件转动的竖直限位件。

优选的，所述驱动模块还包括减速机、驱动模块固定座，集成电机与减速机固联后通过螺钉固定在驱动模块固定座上，钢丝绳同轴固定盘装在减速机的输出轴上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：腕踝关节模块在水平与竖直方向上运动时带动钢丝绳，钢丝绳传递集成电机拉力，从而实现踝腕关节的肌张力模拟；同时腕踝关节模块在水平与竖直方向上运动时，带动竖直轴与水平轴运动，使轴上的磁铁转动，角度传感器检测到磁铁的转动角度，从而实时输出关节转动角度数据。

附图说明

图1为实施例的结构示意图。

图2为实施例中腕踝关节模块的结构示意图。

图中：1-集成电机、2-减速机、3-驱动模块固定座、4-钢丝绳固定盘、5-钢丝绳、6-关节左支撑板、7-关节右支撑板、8-钢丝绳连接件、9-连接轴、10-竖直限位块、11-角度传感器座、12-角度传感器压板、13-角度传感器、14-U型件、15-十字轴连接件、16-竖直轴承、17-竖直轴、18-磁铁、19-水平轴、20-水平轴承、21-左限位块、22-右限位块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-2，一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，包括驱动模块及腕踝关节模块；

所述驱动模块包括集成电机1、减速机2、驱动模块固定座3、钢丝绳固定盘4及钢丝绳5，集成电机1与减速机2固联后通过螺钉固定在驱动模块固定座3上，钢丝绳固定盘4装在减速机2的输出轴上，钢丝绳5一端固定在钢丝绳固定盘4上并且能够随钢丝绳固定盘4转动而缠绕在钢丝绳固定盘4外周；

所述腕踝关节模块包括关节左支撑板6、关节右支撑板7、钢丝绳连接件8、连接轴9、U型件14、十字轴连接件15、竖直轴承16、竖直轴17、水平轴19及水平轴承20；所钢丝绳连接件8与钢丝绳5另一端连接，所述钢丝绳连接件8通过连接轴9固定在U型件14一端上，U型件14中部通过水平轴19与水平轴承20和十字轴连接件15相连接，U型件14另一端与手部(未示出)连接；竖直轴17与十字轴连接件15相连接且与水平轴19呈90°布置，并在竖直轴17两端装配竖直轴承16；竖直轴17两端对应设置有关节左支撑板6及关节右支撑板7，竖直轴17通过竖直轴承16装配于关节左支撑板6及关节右支撑板7上。

本实用新型的工作原理是：腕踝关节模块在水平与竖直方向上运动时带动钢丝绳5，钢丝绳5传递集成电机1拉力，从而实现踝腕关节的肌张力模拟；同时腕踝关节模块在水平与竖直方向上运动时，带动竖直轴17与水平轴19运动，使轴上的磁铁18转动，角度传感器12检测到磁铁18的转动角度，从而实时输出关节转动角度数据。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (7)

1.一种用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，包括驱动模块及腕踝关节模块；

所述驱动模块包括集成电机、钢丝绳固定盘及钢丝绳，所述集成电机驱动钢丝绳固定盘转动，钢丝绳一端固定在钢丝绳固定盘上并且能够随钢丝绳固定盘转动而缠绕在钢丝绳固定盘外周；

所述腕踝关节模块包括关节组件、钢丝绳连接件，所述关节组件通过钢丝绳连接件与钢丝绳的另一端连接。

2.根据权利要求1所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，所述关节组件包括左支撑板、关节右支撑板、U型件、十字轴连接件、竖直轴承、竖直轴、水平轴及水平轴承；所钢丝绳连接件与钢丝绳另一端连接，所述钢丝绳连接件通过连接轴固定在U型件一端上，U型件中部通过水平轴与水平轴承和十字轴连接件相连接，U型件另一端与手部连接；竖直轴与十字轴连接件相连接且与水平轴呈90°布置，并在竖直轴两端装配竖直轴承；竖直轴两端对应设置有关节左支撑板及关节右支撑板，竖直轴通过竖直轴承装配于关节左支撑板及关节右支撑板上。

3.根据权利要求2所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，所述水平轴和竖直轴上还设置有磁铁，所述十字轴连接件上固定设置角度传感器座，所述角度传感器座和关节右支撑板上均设置有与磁铁匹配的角度传感器。

4.根据权利要求2所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，还包括左限位块与右限位块，所述左限位块与右限位块分别固定在U型件两侧的十字轴连接件上。

5.根据权利要求4所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，所述左限位块与右限位块的宽度大于U型件开口间距。

6.根据权利要求2所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，所述关节左支撑或关节右支撑板上固定设置有用于限制十字轴连接件转动的竖直限位件。

7.根据权利要求1至6任一所述的用于康复教学模拟人的腕踝关节结构，其特征在于，所述驱动模块还包括减速机、驱动模块固定座，集成电机与减速机固联后通过螺钉固定在驱动模块固定座上，钢丝绳同轴固定盘装在减速机的输出轴上。

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