本實(shí)用新型涉及機(jī)器人技術(shù)、人體生物力學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)及康復(fù)工程領(lǐng)域，尤其涉及一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。

背景技術(shù)：

隨著康復(fù)工程和智能技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人越來越多的應(yīng)用于康復(fù)領(lǐng)域。由腦血管病、運(yùn)動(dòng)損傷、術(shù)后并發(fā)癥等導(dǎo)致的上肢功能障礙，往往需要治療師進(jìn)行一對一的康復(fù)治療來幫助患者恢復(fù)上肢活動(dòng)度和肌力，然而治療師的短缺是目前康復(fù)科的一大現(xiàn)狀。但現(xiàn)有的上肢訓(xùn)練器械功能簡單，模式單一，且無法記錄患者在訓(xùn)練中的表現(xiàn)。因此，設(shè)計(jì)一款模式多樣的，能提高患者訓(xùn)練興趣且能記錄患者訓(xùn)練信息的上肢康復(fù)機(jī)器人十分必要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的：提供一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，可用于替代治療師的重復(fù)運(yùn)動(dòng)，輔助患者上肢在平面空間內(nèi)進(jìn)行被動(dòng)、助力和阻抗訓(xùn)練。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：

一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括工作平臺(tái)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件、傳動(dòng)組件及手柄組件，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件、傳動(dòng)組件及手柄組件分別安裝在所述的工作平臺(tái)上。

上述的平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件由電機(jī)架、電機(jī)、角度傳感器、螺紋軸、脹緊套、齒輪組及鋼絲繩組成；兩組所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件分別固定在基座上；所述的電機(jī)與所述的螺紋軸安裝在所述的電機(jī)架上，所述的電機(jī)架固定在所述的基座上；所述的齒輪組相互配合，并分別由所述的脹緊套固定在所述的電機(jī)的輸出端及螺紋軸的輸入端，使所述的螺紋軸與所述的電機(jī)的輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的螺紋軸的另一端裝有所述的角度傳感器；所述的鋼絲繩的中間段繞在所述的螺紋軸的螺紋上；所述的螺紋軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過所述的鋼絲繩帶動(dòng)所述的絞盤轉(zhuǎn)動(dòng)。

上述的平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的傳動(dòng)組件由基座、主軸、絞盤、鋼絲繩、鋼絲繩固定件、連桿及萬向球組成；所述的連桿與連桿之間分別通過軸承連接并相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的主軸通過軸承安裝在所述的基座上，所述的主軸的輸出端通過所述的脹緊套與所述的連桿相連，所述的主軸的輸入端通過所述的脹緊套與所述的絞盤相連，使所述的絞盤帶動(dòng)連桿與所述的主軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的絞盤的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于與所述的螺紋軸的半徑；所述的絞盤上設(shè)有所述的鋼絲繩固定件，所述鋼絲繩的兩端通過所述的鋼絲繩固定件固定；所述的萬向球固定在所述的連桿的遠(yuǎn)端底部，并在所述的工作平臺(tái)提供的工作平面上滾動(dòng)。

上述的平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的手柄組件安裝在所述的連桿的遠(yuǎn)端，所述的手柄組件由手柄、支撐板及軟墊組成；所述的手柄和軟墊分別設(shè)置在所述的支撐板的兩端。

上述的平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的支撐板上多個(gè)設(shè)有穿繩孔，位于所述的支撐板的兩端邊緣處。

本實(shí)用新型采用鋼絲繩傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速增力的作用，相比常用的齒輪減速箱來說，具有優(yōu)秀的反向驅(qū)動(dòng)能力，可以使控制系統(tǒng)更好的監(jiān)測患者的運(yùn)動(dòng)意圖，從而實(shí)現(xiàn)更順滑的人機(jī)交互體驗(yàn)；在手柄組件中設(shè)計(jì)有萬向球，將病人手部和連桿的重力轉(zhuǎn)換為平面摩擦力，避免機(jī)械臂懸空，減小機(jī)械臂及轉(zhuǎn)軸所受彎矩，可以有效增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度；可以調(diào)換所述手柄和所述軟墊的位置，從而改變用戶的有效活動(dòng)空間，擴(kuò)大患者肩部的訓(xùn)練范圍。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的傳動(dòng)組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的手柄組件的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的普通活動(dòng)范圍的使用演示圖。

圖6是本實(shí)用新型一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的擴(kuò)大活動(dòng)范圍的使用演示圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖進(jìn)一步說明本實(shí)用新型的實(shí)施例。

請參見附圖1所示，一種平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括工作平臺(tái)1000、電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件2000、傳動(dòng)組件3000及手柄組件4000，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件2000、傳動(dòng)組件3000及手柄組件4000分別安裝在所述的工作平臺(tái)1000上。

請參見附圖2及附圖3所示，所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件2000由電機(jī)架2001、電機(jī)2002、角度傳感器2003、螺紋軸2004、脹緊套2005、齒輪組2006及鋼絲繩2007組成；兩組所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件2000分別固定在基座3001上；所述的電機(jī)2002與所述的螺紋軸2004安裝在所述的電機(jī)架2001上，所述的電機(jī)架2001固定在所述的基座3001上；所述的齒輪組2006相互配合，并分別由所述的脹緊套2005固定在所述的電機(jī)2002的輸出端及螺紋軸2004的輸入端，使所述的螺紋軸2004與所述的電機(jī)2002的輸出軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的螺紋軸2004的另一端裝有所述的角度傳感器2003；所述的鋼絲繩2007的中間段繞在所述的螺紋軸2004的螺紋上；所述的螺紋軸2004轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過所述的鋼絲繩2007帶動(dòng)所述的絞盤3003轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述的傳動(dòng)組件3000由基座3001、主軸3002、絞盤3003、鋼絲繩2007、鋼絲繩固定件3004、連桿3005、3006、3007、3008及萬向球3009組成；所述的連桿3005與連桿3006、連桿3006與連桿3007、連桿3007與連桿3008、連桿3008與連桿3009之間分別通過軸承連接并相對轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的主軸3002通過軸承安裝在所述的基座3001上，所述的主軸3002的輸出端通過所述的脹緊套2005與所述的連桿3005、3008相連，所述的主軸3002的輸入端通過所述的脹緊套2005與所述的絞盤3003相連，使所述的絞盤3003帶動(dòng)連桿3005、3008與所述的主軸3002同步轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的絞盤3003的轉(zhuǎn)動(dòng)半徑大于與所述的螺紋軸2004的半徑；所述的絞盤3003上設(shè)有所述的鋼絲繩固定件3004，所述鋼絲繩2007的兩端通過所述的鋼絲繩固定件3004固定；所述的萬向球3009固定在所述的連桿3006、3007的遠(yuǎn)端底部，并可在所述的工作平臺(tái)1000提供的工作平面上滾動(dòng)。

請參見附圖4至附圖6所示，所述的手柄組件4000安裝在所述的連桿3006、3007的遠(yuǎn)端，所述的手柄組件4000由手柄4001、支撐板4002及軟墊4003組成；所述的手柄4001和軟墊4003分別設(shè)置在所述的支撐板4002的兩端。支撐板4002可以旋轉(zhuǎn)，手柄4001和軟墊4003的位置可以互換，從而改變用戶的有效活動(dòng)空間，擴(kuò)大患者肩部的訓(xùn)練范圍。

所述的支撐板4002上多個(gè)設(shè)有穿繩孔4004，位于所述的支撐板4002的兩端邊緣處，可將病人腕部固定在支撐板4002上，減少訓(xùn)練時(shí)出現(xiàn)其他部位輔助用力的情況。

工作平臺(tái)1000為平面上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人提供一個(gè)工作平面，電機(jī)驅(qū)動(dòng)組件2000、傳動(dòng)組件3000和手柄組件4000均在工作平臺(tái)1000上，且不會(huì)超出工作平臺(tái)1000范圍。

綜上所述，本實(shí)用新型采用鋼絲繩傳動(dòng)，實(shí)現(xiàn)減速增力的作用，相比常用的齒輪減速箱來說，具有優(yōu)秀的反向驅(qū)動(dòng)能力，可以使控制系統(tǒng)更好的監(jiān)測患者的運(yùn)動(dòng)意圖，從而實(shí)現(xiàn)更順滑的人機(jī)交互體驗(yàn)；在手柄組件中設(shè)計(jì)有萬向球，將病人手部和連桿的重力轉(zhuǎn)換為平面摩擦力，避免機(jī)械臂懸空，減小機(jī)械臂及轉(zhuǎn)軸所受彎矩，可以有效增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性和控制精度；可以調(diào)換所述手柄和所述軟墊的位置，從而改變用戶的有效活動(dòng)空間，擴(kuò)大患者肩部的訓(xùn)練范圍。

以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例，并非因此限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡是利用本實(shí)用新型說明書內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變換，或直接或間接運(yùn)用附屬在其他相關(guān)產(chǎn)品的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍內(nèi)。