CN220046416U - 一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，主要由腕部扭转机构，长度调节机构，夹持机构和肩部保持机构组成；腕部扭转机构主要包括腕部主架、手杆维持环、球齿轮手杆和齿盘底座；长度调节机构主要包括调长齿条板、调长齿轮和调长定位器；夹持机构主要包括夹持座和夹持板；肩部保持机构主要包括肩部主架和顶部支架；腕部主架末端由螺栓连接固定在调长齿条板前端，长度调节机构通过调长定位器的螺纹孔内顶丝固定在主架上，夹持机构通过夹持座螺纹孔内顶丝固定在主架一侧，上臂的调长齿条板末端与肩部主架前端转动连接，肩部主架末端与顶部支架底端转动连接；可满足不同臂长患者进行被动的手臂、肩部活动训练，腕部扭转训练。

Description

一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人

技术领域

本实用新型涉及医疗康复技术领域，特别涉及一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人。

背景技术

一些关于大脑可塑性的研究能够表明，持续反复的对人体某一部位进行运动能够激活大脑皮层中的功能代表区，而且还能够促使大脑皮层进行恢复，所以，持续反复的进行康复训练可以加快大脑皮层中功能区域的重塑，使失去行动能力的部位重新获得行动能力。

当前我国在上肢运动障碍患者康复医疗领域所采取的治疗方案主要是通过以治疗医师对病患进行直接的推拿与按摩，或通过辅助医师对患者进行辅助康复训练。这训练模式存在人力资源成本高、医师经验水平层次不齐以及简单大量的重复性练习易使患者在训练中感到疲劳等问题；且一些康复设备涉及腕部运动的训练较少，或只可以对腕部进行单一的掌屈、背伸、尺偏或者桡偏运动训练，而实际生活中腕部的运用是十分灵活的，这种单一方向的训练不贴合实际生活中患者的腕部运动。

实用新型内容

本实用新型目的在于解决上述现有技术中存在的缺点和不足，提供一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，该上肢康复装置能够满足不同臂长的病人进行被动物理康复治疗，该上肢康复机器人包含可进行多方向综合运动的腕部康复装置。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，主要由腕部扭转机构，长度调节机构，夹持机构和肩部保持机构组成；腕部扭转机构主要包括腕部主架、手杆维持环、球齿轮手杆和齿盘底座；前臂长度调节机构主要包括前臂调长齿条板、前臂调长间歇齿轮和前臂调长定位器；前臂夹持机构主要包括前臂夹持座和前臂夹持板；上臂长度调节机构主要包括上臂调长齿条板、上臂调长间歇齿轮和上臂调长定位器；上臂夹持机构主要包括上臂夹持座和上臂夹持板；肩部保持机构主要包括肩部主架、顶部支架和支撑架；腕部大齿轮通过轴上轴套和轮毂顶丝定位和固定在腕部主架的底端，轴穿过腕部大齿轮固定于齿盘底座下方的偏心圆柱筒内，手杆维持环通过轴固定在腕部主架前端方槽中心，球齿轮手杆通过轴固定在手杆维持环中心，球齿轮手杆底部的凸齿圈与齿盘底座上的凹齿圈啮合，腕部主架末端由螺栓连接固定在前臂调长齿条板前端，前臂调长齿条板通过前臂调长定位器的螺纹孔内顶丝固定在前臂主架一侧，前臂调长间歇齿轮通过键连接固定于前臂主架面向前臂调长齿条板的一侧，前臂调长间歇齿轮初始位置居中，不与前臂调长齿条板啮合，前臂夹持座通过座上螺纹孔内顶丝固定在前臂主架上方，两片前臂夹持板曲面侧相对，分别由轴固定于前臂夹持座上方的两侧方槽内，前臂主架与上臂主架转动连接，上臂调长齿条板通过上臂调长定位器的螺纹孔内顶丝固定在上臂主架一侧，上臂调长间歇齿轮通过与轴的键连接固定于上臂主架面向上臂调长齿条板的一侧，上臂调长间歇齿轮初始位置居中，不与前臂调长齿条板啮合，上臂夹持座通过座上螺纹孔内顶丝固定在上臂主架上方，两片上臂夹持板曲面侧相对，分别由轴固定于上臂夹持座上方的两侧方槽内，在上臂调长齿条板末端与肩部主架前端转动连接，肩部主架末端与顶部支架底端转动连接,顶部支架与支撑架转动连接；该上肢康复机器人能够满足不同臂长的病人进行被动物理康复治疗，包含可进行多方向综合运动的腕部康复装置。

进一步的，所述球齿轮手杆的同心圆上均匀排布若干个所述凸齿圈，齿盘底座的同心圆上均匀排布若干个所述凹齿圈，所述凸齿圈和凹齿圈的大小、形状和齿的数量相匹配；

进一步的，所述凸齿圈与凹齿圈的齿壁前端啮合部分的截面宽度为上窄下宽，由最高点处向下端面处逐渐变大；

进一步的，所述前臂夹持座上，在两片前臂夹持板外侧的轴上加上前臂夹持器弹簧；

进一步的，所述上臂夹持座上,在两片上臂夹持板外侧的轴上加上上臂夹持器弹簧28；

进一步的，在所述腕部主架前端圆柱槽内安装腕部驱动电机、前臂主架肘关节处安装肘部驱动电机、上臂主架肩关节处安装前屈后伸驱动电机、肩部主架末端处安装内收外展驱动电机、顶部支架顶端，支撑架上安装内旋外旋驱动电机；

综上所述，本实用新型一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，该装置以转动前臂调长手柄和上臂调长手柄来调成装置的臂长与患者臂长相匹配，前臂夹持器弹簧和上臂夹持器弹簧使得前臂夹持板和上臂夹持板被动张开至患者手臂宽度，球齿轮手杆底部的凸齿与齿盘底座上的凹齿啮合转动可实现手杆的偏摆和俯仰的综合运动进而实现患者腕部扭转运动。该上肢康复装置能够满足不同臂长的病人进行被动物理康复治疗，包含可进行多方向综合运动的腕部康复装置。

附图说明

图1为本实用新型整体的前方三维轴测图

图2为本实用新型扭转机构的前方三维轴测图及局部放大图

图3为本实用新型扭转机构的后方三维轴测图及局部放大图

图4为本实用新型前臂调长机构的前方三维轴测图

图5为本实用新型前臂调长机构的后方三维轴测图

图6为本实用新型前臂夹持机构的前方三维轴测图

图7为本实用新型前臂夹持机构的后方三维轴测图

图8为本实用新型上臂调长和夹持机构的前方三维轴测图

图9为本实用新型上臂调长和夹持机构的后方三维轴测图

图10为本实用新型肩部保持机构的前方三维轴测图

附图中，标号所代表的各部件如下：

1、腕部大齿轮，2、齿盘底座，3、手杆维持环，4、球齿轮手杆，5、腕部主架，6、腕部驱动电机，7、前臂调长齿条板，8、前臂调长间歇齿轮，9、前臂调长手柄，10、前臂调长定位器，11、前臂夹持座背部螺栓，12、前臂夹持座，13、前臂夹持器弹簧，14、前臂夹持板，15、前臂主架，16、肘部驱动电机，17、内旋外旋驱动电机，18、顶部支架，19、前屈后伸驱动电机，20、内收外展驱动电机，21、肩部主架，22、上臂调长手柄，23、上臂调长定位器，24、上臂调长间歇齿轮，25、上臂调长齿轮板，26、上臂夹持板，27、上臂夹持座，28、上臂夹持器弹簧，29、上臂主架，30、支撑架。

具体实施方式

为了使本实用新型所实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和图示，进一步阐述本实用新型。

如图1所示，本实用新型一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，包括腕部大齿轮1、齿盘底座2、手杆维持环3、球齿轮手杆4、腕部主架5、腕部驱动电机6、前臂调长齿条板7、前臂调长间歇齿轮8、前臂调长手柄9、前臂调长定位器10、前臂夹持座背部螺栓11、前臂夹持座12、前臂夹持器弹簧13、前臂夹持板14、前臂主架15、肘部驱动电机16、内旋外旋驱动电机17、顶部支架18、前屈后伸驱动电机19、内收外展驱动电机20、肩部主架21、上臂调长手柄22、上臂调长定位器23、上臂调长间歇齿轮24、上臂调长齿轮板25、上臂夹持板26、上臂夹持座27、上臂夹持器弹簧28、上臂主架29和支撑架30。

如图2至图3所示,一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人的腕部扭转机构，包括腕部大齿轮1、腕部主架5、手杆维持环3、球齿轮手杆4和齿盘底座2，腕部大齿轮1通过轴上轴套和轮毂顶丝定位和固定在腕部主架5的底端，轴穿过腕部大齿轮1固定于齿盘底座2下方的偏心圆柱筒内，手杆维持环3通过轴固定在腕部主架5前端方槽中心，球齿轮手杆4通过轴固定在手杆维持环3中心，球齿轮手杆4底部的凸齿圈与齿盘底座2上的凹齿圈啮合，凸齿圈与凹齿圈互相接触来传递运动，具有传动灵活的优点，可实现手杆的空间灵活综合运动，腕部驱动电机6通过齿轮传动使腕部大齿轮1转动，进而带动偏心的齿盘底座2转动，使得与之啮合的球齿轮手杆4做扭转运动，最终带动患者手腕做扭转训练。

如图4至图5所示，一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人的前臂调长机构，主要包括前臂调长齿条板7、前臂调长间歇齿轮8和前臂调长定位器10，前臂调长齿条板7通过前臂调长定位器10的螺纹孔内顶丝固定在前臂主架15一侧，前臂调长间歇齿轮8通过键连接固定于前臂主架15面向前臂调长齿条板7的一侧，前臂调长间歇齿轮初始位置居中，不与前臂调长齿条板7啮合，以半圈为转动周期转动前臂调长手柄9可使前臂伸长和缩短。

如图6至图7所示，一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人的前臂夹持机构，前臂夹持机构主要包括前臂夹持座12和前臂夹持板14，上臂夹持座27通过座上螺纹孔内顶丝固定在上臂主架29上方，两片上臂夹持板26曲面侧相对，分别由轴固定于上臂夹持座27上方的两侧方槽内，在两片前臂夹持板14外侧的轴上加上前臂夹持器弹簧13，当患者前臂套入前臂夹持板14中，前臂夹持器弹簧13受力被压缩，使得前臂夹持板14宽度符合患者前臂宽度，并产生一定的力固定前臂。

如图8至图9所示，一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人的上臂夹持机构和上臂调长机构，上臂长度调节机构主要包括上臂调长齿条板25、上臂调长间歇齿轮24和上臂调长定位器23；上臂夹持机构主要包括上臂夹持座27和上臂夹持板26；肩部保持机构主要包括肩部主架21和顶部支架18，因其装配和使用方案简易繁多且与前臂机构极为相似，因此不过多图示及赘述。

如图10所示，一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人的肩部保持机构，主要包括肩部主架21和顶部支架18，肩部主架21末端与顶部支架18底端转动连接，顶部支18与支撑架30转动连接，内旋外旋驱动电机17带动肩部的内旋外旋、前屈后伸驱动电机19带动肩部的前屈后伸、内收外展驱动电机20带动肩部的内收外展。

尽管已经给出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，包括腕部大齿轮(1)、齿盘底座(2)、手杆维持环(3)、球齿轮手杆(4)、腕部主架(5)、腕部驱动电机(6)、前臂调长齿条板(7)、前臂调长间歇齿轮(8)、前臂调长手柄(9)、前臂调长定位器(10)、前臂夹持座背部螺栓(11)、前臂夹持座(12)、前臂夹持器弹簧(13)、前臂夹持板(14)、前臂主架(15)、肘部驱动电机(16)、内旋外旋驱动电机(17)、顶部支架(18)、前屈后伸驱动电机(19)、内收外展驱动电机(20)、肩部主架(21)、上臂调长手柄(22)、上臂调长定位器(23)、上臂调长间歇齿轮(24)、上臂调长齿轮板(25)、上臂夹持板(26)、上臂夹持座(27)、上臂夹持器弹簧(28)、上臂主架(29)和支撑架(30)。

2.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述腕部扭转机构的腕部主架(5)末端使用两个螺栓与前臂主架(15)连接。

3.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述前臂调长手柄(9)和上臂调长手柄(22)的摇柄末端为正六边形。

4.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述前臂调长间歇齿轮(8)和上臂调长间歇齿轮(24)的齿数为8，调长间歇齿轮初始位置居中对称于各自主架的板面轴线，不与调长齿条板啮合。

5.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述前臂调长手柄(9)为塑料材质。

6.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述上臂调长手柄(22)为塑料材质。

7.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述前臂夹持板(14)为塑料材质。

8.根据权利要求1所述的一种带有腕部扭转机构的可调式上肢康复机器人，其特征在于：所述上臂夹持板(26)均是塑料材质。