一種左右手兩用式上肢康復(fù)機器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及的是一種康復(fù)器械，具體地說是上肢康復(fù)器械。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著偏癱和中風(fēng)患者的日益增多以及呈現(xiàn)出來的年輕化趨勢，這類人群的康復(fù)訓(xùn)練以及逐漸恢復(fù)生活能力的問題已成為國內(nèi)外研宄的重點。大量研宄表明:半數(shù)以上的肢體運動功能障礙可通過康復(fù)訓(xùn)練得到一定程度的改善，而上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置是一種減輕患者痛苦，逐漸恢復(fù)生活自理能力以及運動機能的重要手段。因此，設(shè)計一款可以幫助殘疾手臂進(jìn)行肌肉運動功能鍛煉和神經(jīng)功能恢復(fù)的、可實現(xiàn)對手臂各關(guān)節(jié)和肌肉機群的康復(fù)訓(xùn)練的機器人系統(tǒng)具有重要意義。
[0003]目前國內(nèi)外相關(guān)專利很多，功能也相似。一種三自由度混聯(lián)上肢康復(fù)機器人(申請?zhí)?01310020668.8)，提出了一種基于并聯(lián)機構(gòu)和串聯(lián)轉(zhuǎn)動副的上肢康復(fù)方法，可根據(jù)需要選擇不同的驅(qū)動方式以實現(xiàn)腕關(guān)節(jié)和小臂的康復(fù)訓(xùn)練。擁有主被動模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)(申請?zhí)?01110365004.6)，設(shè)計了一種具有主被動訓(xùn)練模式的上肢康復(fù)裝置。一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人(申請?zhí)?01210554494.9)，提出了一種移動式外骨骼上肢康復(fù)裝置，但是該手臂康復(fù)裝置僅可以實現(xiàn)右手的康復(fù)訓(xùn)練。一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機器人(申請?zhí)?01110237855.4)，提出了一種基于曲柄連桿機構(gòu)可以實現(xiàn)6個自由度的手臂康復(fù)裝置，但是康復(fù)機器人只適用于左手患者。雖然關(guān)于上肢康復(fù)訓(xùn)練的機構(gòu)或裝置不少，但是都只是針對左手或者右手的康復(fù)訓(xùn)練裝置，而同時適用于左右手的康復(fù)裝置卻很少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實用新型的目的在于提供方便不同患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，實現(xiàn)一機兩用功效的一種左右手兩用式上肢康復(fù)機器人。
[0005]本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:
[0006]本實用新型一種左右手兩用式上肢康復(fù)機器人，其特征是:包括調(diào)高立柱、肩部調(diào)整機構(gòu)、肩關(guān)節(jié)運動單元、大臂調(diào)長機構(gòu)、肘關(guān)節(jié)運動單元、前臂調(diào)長機構(gòu)、腕關(guān)節(jié)運動單元;
[0007]可調(diào)整高度的調(diào)高立柱底部安裝車輪；
[0008]肩部調(diào)整機構(gòu)包括滑軌、滑軌安裝板、滑塊、滑塊固定板、手輪、肩部安裝架，滑軌安裝板固定在調(diào)高立柱頂部，滑軌固定在滑軌安裝板上，滑塊安裝在滑軌上，中空的肩部安裝架通過滑塊固定板連接滑塊，滑軌安裝板的兩側(cè)安裝有限定滑塊極限位置的軸承座，滑塊固定板的中間開有螺紋孔，絲杠的中部穿過滑塊固定板的螺紋孔并與其配合，絲杠的兩端分別安裝在兩個軸承座上并均安裝手輪；
[0009]肩關(guān)節(jié)運動單元包括肩部回轉(zhuǎn)電機、L型減速器、L型回轉(zhuǎn)肩、U型大臂安裝架、大臂擺動電機和T型減速器，相連的肩部回轉(zhuǎn)電機和L型減速器均設(shè)置在肩部安裝架里，L型回轉(zhuǎn)肩的側(cè)面與U型大臂安裝架相固定，L型回轉(zhuǎn)肩的頂面與L型減速器的輸出法蘭相固定，大臂擺動電機與T型減速器相連，U型大臂安裝架設(shè)置容納大臂擺動電機和T型減速器的U型開口，T型減速器的輸出法蘭與U型大臂安裝架固連；
[0010]大臂調(diào)長機構(gòu)包括大臂導(dǎo)向桿、大臂導(dǎo)向桿固定塊、大臂絲杠、大臂旋轉(zhuǎn)螺母、大臂絲杠定位塊和大臂肘關(guān)節(jié)，固定在T型減速器外殼上的大臂導(dǎo)向桿固定塊和大臂絲杠定位塊均開有通孔，大臂旋轉(zhuǎn)螺母包括相連的大臂螺母旋轉(zhuǎn)段和大臂螺母螺紋段，大臂螺母螺紋段位于大臂絲杠定位塊的通孔里并與大臂絲杠定位塊形成轉(zhuǎn)動副，大臂絲杠第一端固定在大臂肘關(guān)節(jié)上，大臂絲杠第二端位于大臂螺母螺紋段里并與其配合，大臂導(dǎo)向桿第一端固定在大臂肘關(guān)節(jié)上，大臂導(dǎo)向桿第二端位于大臂導(dǎo)向桿固定塊的通孔里；
[0011]前臂調(diào)長機構(gòu)包括前臂肘關(guān)節(jié)、前臂導(dǎo)向桿、前臂調(diào)節(jié)螺母、前臂絲杠、前臂腕關(guān)節(jié)，前臂肘關(guān)節(jié)上分別設(shè)置與前臂調(diào)節(jié)螺母、前臂導(dǎo)向桿配合的通孔，前臂調(diào)節(jié)螺母包括相連的前臂螺母旋轉(zhuǎn)段和前臂螺母螺紋段，前臂螺母螺紋段位于前臂調(diào)節(jié)螺母對應(yīng)的通孔里并與前臂肘關(guān)節(jié)形成轉(zhuǎn)動副，前臂絲杠的第一端固定在前臂腕關(guān)節(jié)上，前臂絲杠的第二端位于前臂調(diào)節(jié)螺母里并與其配合，前臂導(dǎo)向桿的第一端固定在前臂腕關(guān)節(jié)上，前臂導(dǎo)向桿的第二端位于與其配合的通孔里；
[0012]腕關(guān)節(jié)運動單元包括腕關(guān)節(jié)電機、第一同步帶輪、第二同步帶輪、腕關(guān)節(jié)把手，腕關(guān)節(jié)電機安裝在前臂腕關(guān)節(jié)里，第一同步帶輪和第二同步帶輪安裝在前臂腕關(guān)節(jié)外部，第二同步帶輪與腕關(guān)節(jié)把手固連，腕關(guān)節(jié)電機連接第一同步帶輪，第一同步帶輪和第二同步帶輪上纏繞第一同步帶；
[0013]肘關(guān)節(jié)運動單元包括肘關(guān)節(jié)電機、第三同步帶輪、第四同步帶輪，肘關(guān)節(jié)電機安裝在大臂肘關(guān)節(jié)里，第三同步帶輪和第四同步帶輪安裝在大臂肘關(guān)節(jié)外部，第四同步帶輪與前臂肘關(guān)節(jié)固連，肘關(guān)節(jié)電機連接第三同步帶輪，第三同步帶輪和第四同步帶輪上纏繞第二同步帶。
[0014]本實用新型還可以包括:
[0015]1、大臂絲杠定位塊上設(shè)置大臂絲杠定位孔，大臂旋轉(zhuǎn)螺母的大臂螺母螺紋段上設(shè)置至少一個與大臂絲杠定位孔配合的大臂螺母定位孔，大臂絲杠定位孔里安裝與大臂絲杠定位孔和大臂螺母定位孔配合的大臂緊定螺釘。
[0016]2、前臂肘關(guān)節(jié)上設(shè)置前臂定位孔，前臂調(diào)節(jié)螺母的前臂螺母螺紋段上設(shè)置至少一個與前臂定位孔配合的前臂螺母定位孔，前臂定位孔里安裝與前臂定位孔和前臂螺母定位配合的前臂緊定螺釘。
[0017]3、大臂肘關(guān)節(jié)、前臂肘關(guān)節(jié)、前臂腕關(guān)節(jié)里分別安裝大臂托、前臂托和手托。
[0018]本實用新型的優(yōu)勢在于:本實用新型具有左手和右手兩個模式，只要通過簡單的操作就可以實現(xiàn)左右手兩個模式的切換，方便不同患者進(jìn)行手臂康復(fù)訓(xùn)練，而且該機器人系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單緊湊，可操作性好。
【附圖說明】
[0019]圖1為本實用新型未工作時的三維示意圖；
[0020]圖2為本實用新型未工作時的主視圖；
[0021]圖3為本實用新型肩部調(diào)整機構(gòu)和肩部運動單元結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4為本實用新型右手康復(fù)模式示意圖；
[0023]圖5為本實用新型左手康復(fù)模式示意圖。
【具體實施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖舉例對本實用新型做更詳細(xì)地描述:
[0025]結(jié)合圖1?5，本實用新型主要由調(diào)高立柱、肩部調(diào)整機構(gòu)、肩關(guān)節(jié)運動單元、大臂調(diào)長機構(gòu)、肘關(guān)節(jié)運動單元、前臂調(diào)長機構(gòu)、腕關(guān)節(jié)運動單元等構(gòu)成。
[0026]肩部調(diào)整機構(gòu)安裝在調(diào)高立柱上，肩關(guān)節(jié)運動單元連接到肩部調(diào)整機構(gòu)，大臂調(diào)長機構(gòu)連接到肩關(guān)節(jié)運動單元，肘關(guān)節(jié)運動單元連接到大臂調(diào)長機構(gòu)上，前臂調(diào)長機構(gòu)連接到肘關(guān)節(jié)運動單元，腕關(guān)節(jié)運動單元與前臂調(diào)長機構(gòu)連接。使用者可以根據(jù)自身的身高、大臂長度和前臂長度調(diào)節(jié)上肢康復(fù)機構(gòu)的尺寸，從而使患者處于比較舒適的位置。
[0027]肩部調(diào)整機構(gòu)由滑軌安裝板、滑軌、滑塊、滑塊固定板、手輪、軸承座、絲杠、肩部安裝架等構(gòu)成?；壈惭b板通過螺栓固結(jié)在調(diào)高立柱的頂部，兩根滑軌通過螺釘固結(jié)在滑軌安裝板上；2個滑塊通過螺釘連接到滑塊固定板上，滑塊與滑軌配合安裝；滑塊固定板的上端安裝肩部安裝架，肩部安裝架是中空的矩形管，為了保證上肢康復(fù)機器人的美觀將肩部水平回轉(zhuǎn)電機安裝在中空的矩形管內(nèi)；在滑軌安裝板的兩端、兩根滑軌的中間安裝2個軸承座，軸承座一方面為絲杠旋轉(zhuǎn)提供轉(zhuǎn)動副，另一方面為滑塊提供左右限位；在滑塊固定板的中間開孔并攻螺紋與絲杠配合，絲杠的兩端穿過軸承座與手輪固結(jié)，通過轉(zhuǎn)動手輪就可以實現(xiàn)肩部安裝架在左右方向上的位置變化，從而達(dá)到改變肩寬的目的。
[0028]肩關(guān)節(jié)運動單元主要由肩部回轉(zhuǎn)電機、L型減速器、L型回轉(zhuǎn)肩、U型大臂安裝架、大臂擺動電機和T型減速器等組成。肩部回轉(zhuǎn)電機與L型減速器通過螺栓連接，L型減速器與肩部安裝架的定位孔配合，并隱藏在肩部安裝架內(nèi)部山型回轉(zhuǎn)肩是一個成90度的L型構(gòu)件，該構(gòu)件是平直的，U型大臂安裝架是U型構(gòu)件；L型回轉(zhuǎn)肩的頂側(cè)與L型減速器的輸出法蘭固結(jié)，L型回轉(zhuǎn)肩的側(cè)面與倒置的U型大臂安裝架固結(jié)。U型大臂安裝架開口端鉆光孔來為大臂擺動電機提供安裝位置，大臂擺動電機與T型減速器通過法蘭連接，T型減速器的輸出法蘭與U型大臂安裝架的光孔通過螺釘固結(jié)，T型減速器的外殼與大臂調(diào)長機構(gòu)連接，大臂擺動電機可以繞T型減速器的輸出法蘭的軸線轉(zhuǎn)動山型大臂安裝架的深度必須大于T型減速器輸出法蘭軸線到電機尾部的距離。
[0029]左右手兩用式上肢康復(fù)機器人的工作原理是這樣的:未工作時，上肢康復(fù)機器人自然下垂(與地面垂直，O度)，L型回轉(zhuǎn)肩轉(zhuǎn)動至腰部安裝架下面，并與腰部安裝架平齊(O度)；當(dāng)需要采用左手康復(fù)模式時，L型回轉(zhuǎn)肩順時針轉(zhuǎn)動90度(與肩部安裝架平面垂直)，同時大臂擺動電機逆時針旋轉(zhuǎn)90度(上肢康復(fù)裝置與地面平行)，從而切換到左手康復(fù)模式；當(dāng)需要采用右手康復(fù)模式時，L型回轉(zhuǎn)肩逆時針轉(zhuǎn)動90度(與肩部安裝架平面垂直)，同時大臂擺動電機逆時針旋轉(zhuǎn)90度(上肢康復(fù)裝置與地面平行)，從而切換到右手康復(fù)模式。該上肢康復(fù)機器人只需要設(shè)置兩個按鈕，通過肩部回轉(zhuǎn)電機和大臂擺動電機的伺服控制就可以實現(xiàn)左右手康復(fù)模式的切換，操作簡單，而且安全可靠。
[0030]本實用新型是這樣進(jìn)行實施手臂康復(fù)訓(xùn)練的。
[0031]結(jié)合圖1至圖3，肩部調(diào)整機構(gòu)由滑軌安裝板11、滑軌2、滑塊10、滑塊固定板5、手輪3、軸承座9、絲杠4、肩部安裝架6等構(gòu)成?；壈惭b板11通過螺栓固結(jié)在調(diào)高立柱I的頂部，兩根滑軌2通過螺釘固結(jié)在滑軌安裝板11上；2個滑塊10通過螺釘連接到