一种多自由度上肢康复机器人制造技术

本发明专利技术公开了一种多自由度上肢康复机器人，包括特制座椅、旋转平台模块、肩关节模块、上臂与肘关节模块、前臂与腕关节模块、手部模块。旋转平台模块包括可旋转平台及安装在平台上的安装柱，肩关节模块安装在安装柱上；所述肩关节模块用以驱动机器人上臂与肘关节模块及末端关节旋转；所述机器人上臂与肘关节模块末端输出部分与机器人前臂相连；所述上臂与肘关节模块用以驱动机器人前臂与腕关节模块及末端关节旋转；所述机器人前臂与腕关节模块末端输出部分与机器人手部模块相连；所述前臂与腕关节模块用以驱动机器人手部模块旋转；所述机器前臂和上臂对应设有柔性绑带。本发明专利技术降低了机器人制造成本，降低了机构复杂度，实用性强，利于推广使用。利于推广使用。利于推广使用。

【技术实现步骤摘要】
一种多自由度上肢康复机器人


[0001]本专利技术涉及医疗康复器械
，特别是涉及一种上肢康复机器人。

技术介绍

[0002]传统康复治疗方式通常由医院康复治疗师辅助患者进行康复训练。这种方式存在的局限性主要有以下几点：
[0003]①
面对大量需要康复的患者，大型医院康复中心通常人满为患，康复治疗师数量难以满足实际需求。
[0004]②
辅助患者进行康复训练的过程中，康复治疗师体力消耗大，工作强度大。
[0005]③
康复治疗师一对一辅助患者进行康复训练往往效率低下，同时占用过多的医疗资源。
[0006]④
人工辅助患者康复训练的过程中，理疗师难以精确控制训练参数。
[0007]⑤
康复治疗师依据其自身经验和业务水平辅助患者进行康复训练，导致康复训练的疗效将存在一定差异。
[0008]随着科技的不断进步，康复机器人逐渐走进康复医疗市场。相比于传统康复训练方法，康复机器人辅助患者进行康复训练具有以下优势:
[0009]①
康复机器人可以长时间工作，不受康复治疗师自身体能限制，能够辅助大量患者进行康复训练，将康复治疗师从繁重的体力劳动中解放出来。
[0010]②
一位康复治疗师可以控制多个康复机器人辅助不同患者进行康复训练，让康复治疗师有更多时间和精力为患者提供高质量服务，有利于优化医疗资源。
[0011]③
康复机器人可以辅助患者实现较为精准的康复训练，更好地满足患者的康复需求。
[0012]④
相对于康复治疗师的人力成本而言，推广使用康复机器人，有利于降低康复医疗成本。
[0013]⑤
康复机器人可以量化康复过程，有利于康复评定。
[0014]综上所述，设计研发康复机器人，有利于辅助患者进行康复训练，同时优化医疗资源配置，降低康复成本，对我国健康产业的发展具有重要意义。
[0015]目前，上肢康复机器人研究中存在以下问题尚待解决：
[0016]1、部分多自由度上肢康复机器人结构较为复杂。部分多自由度上肢康复机器人中，驱动机构数与机器人辅助实现被动训练自由度数相同，这将导致机器人结构较为复杂，不利于实际使用。
[0017]2、部分上肢康复机器人总体结构较为笨重，机器人具有一定的轻量化优化设计空间。
[0018]3、部分上肢康复机器人运动范围小，辅助患者进行的康复运动种类尚无法满足患者实际需求，关节在运动行程上的安全性有待提高。

技术实现思路

[0019]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足，提供一种上肢康复机器人。
[0020]为了解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0021]一种上肢康复机器人，包括座件、旋转平台模块、肩关节模块、上臂与肘关节模块、前臂与腕关节模块、手部模块，所述旋转平台模块包括可旋转的旋转平台以及安装在所述旋转平台上的安装柱，所述肩关节模块安装在所述安装柱上，所述肩关节模块连接机器上臂的一端用以驱动所述机器上臂旋转，所述机器上臂另一端与所述上臂与肘关节模块相连接，所述上臂与肘关节模块连接机器前臂的一端用以驱动所述机器前臂转动，所述机器前臂的另一端与所述前臂与腕关节模块相连接，所述前臂与腕关节模块与所述手部模块连接，所述机器前臂和所述机器上臂对应设置有前臂绑带和上臂绑带。
[0022]作为优选，所述旋转平台包括旋转平台驱动电机、旋转平台盖板、旋转平台底板；所述旋转平台驱动电机以及所述旋转平台安装在所述旋转平台底板上，所述旋转平台驱动电机的输出端连接所述旋转平台，用以驱动所述旋转平台旋转，所述旋转平台安装于所述旋转平台上方，所述安装柱安装在所述旋转平台盖板上；
[0023]第一螺钉通过推力球轴承压紧所述旋转平台盖板，所述第一螺钉穿过所述旋转平台中间设置的空心部，底部拧入所述旋转平台底板对应设置的螺纹孔中；
[0024]所述旋转平台底板上设置两个机械限位块，分别实现肩关节旋内与旋外康复训练机械限位。
[0025]进一步，所述旋转平台盖板通过第二螺钉与所述旋转平台的输出面固定，所述旋转平台底部与旋转平台底板固定，所述安装立柱绕所述旋转平台中心轴线转动时的回转半径大于所述旋转平台输出面的最大半径。
[0026]进一步，所述安装立柱采用铝合金型材制造而成。
[0027]进一步，所述旋转平台底板下方铰接若干万向轮。
[0028]进一步，所述万向轮设置为4个，分别安装在所述旋转平台底板下方的四角处。
[0029]进一步，所述两个机械限位块，分别安装在所述旋转平台盖板的两侧，用以限制所述旋转平台左侧旋转最大角度至45
°
、右侧旋转最大角度至90
°
。
[0030]进一步，所述安装立柱内部中空。
[0031]进一步，所述第二螺钉为内六角螺钉。
[0032]进一步，所述安装立柱垂直地支撑在所述旋转平台盖板上。
[0033]作为优选，所述肩关节模块包括肩关节连接板，所述肩关节连接板的一端设有肩关节螺栓，其另一端通过肩关节铰制孔用肩关节螺栓与肩关节电机减速器安装板相连，所述机器上臂的一端通过所述肩关节螺栓安装在所述肩关节模块上，所述肩关节电机减速器安装板上安装电机和谐波减速器，所述肩关节电机通过传动机构将动力传输给谐波减速器的波发生器；所述谐波减速器的输出端连接机械臂下一关节，在所述连接板的两侧分别设置肩关节屈曲限位块和肩关节伸展限位块。
[0034]进一步，所述传动机构包括第一主动同步带轮，所述第一主动同步带轮通过第一同步带带动第一从动同步带轮运动；所述第一从动同步带轮与肩关节谐波减速器的减速器输入轴相连接，所述第一主动同步带轮以及所述第一从动同步带轮沿径向分别设置有两个
第一螺钉孔，紧定螺钉拧入第一螺钉孔分别压紧肩关节电机轴与肩关节谐波减速器输入轴。
[0035]进一步，所述第一从动同步带轮上键槽孔与肩关节谐波减速器输入轴的轴进行配合，实现齿轮与轴之间运动与动力的传递。
[0036]进一步，所述肩关节谐波减速器输入轴与肩关节谐波减速器的波发生器之间设置第一固定块，所述第一固定块通过第一内六角螺钉分别与所述肩关节谐波减速器的波发生器以及所述肩关节谐波减速器输入轴固定连接，使得所述波发生器与所述肩关节谐波减速器输入轴之间相对位置保持固定。
[0037]进一步，所述肩关节电机的电机轴、所述肩关节谐波减速器输入轴之间的轴中心距与所述第一主动同步带轮、所述第一从动同步带轮的传动中心距相等。
[0038]进一步，所述肩关节电机通过电机十字沉头螺钉安装在所述肩关节电机减速器安装板上。
[0039]进一步，所述肩关节电机减速器安装板与所述肩关节谐波减速器的柔轮通过内六角螺钉相连接。
[0040]进一步，在所述肩关节减速器输入轴的轴肩与所述肩关节谐波减速器的波发生器之间安装套筒，使得所述肩关节谐波减速器的波发生器与所述肩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种上肢康复机器人，其特征在于，包括特制康复座椅、旋转平台模块、肩关节模块、上臂与肘关节模块、前臂与腕关节模块、手部模块；所述旋转平台模块包括可旋转的旋转平台以及安装在所述旋转平台上的安装柱，所述肩关节模块安装在所述安装柱上，所述肩关节模块连接机器人上臂的一端用以驱动所述机器人上臂及末端关节旋转，所述机器人上臂另一端与所述上臂与肘关节模块相连接，所述上臂与肘关节模块连接机器前臂的一端用以驱动所述机器前臂转动，所述机器前臂的另一端与所述前臂与腕关节模块相连接，所述前臂与腕关节模块与所述手部模块连接，所述机器前臂和所述机器上臂对应设置有前臂绑带和上臂绑带。2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述旋转平台包括旋转平台驱动电机、旋转平台盖板、旋转平台底板；所述旋转平台驱动电机以及所述旋转平台安装在所述旋转平台底板上，所述旋转平台驱动电机的输出端连接所述旋转平台，用以驱动所述旋转平台旋转，所述旋转平台安装于所述旋转平台上方，所述安装柱安装在所述旋转平台盖板上；第一螺钉通过推力球轴承压紧所述旋转平台盖板，所述第一螺钉穿过所述旋转平台中间设置的空心部，底部拧入所述旋转平台底板对应设置的螺纹孔中；所述旋转平台底板上设置两个机械限位块，分别实现肩关节旋内与旋外康复训练机械限位。3.根据权利要求2所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述旋转平台盖板通过第二螺钉与所述旋转平台的输出面固定，所述旋转平台底部与旋转平台底板固定，所述安装立柱绕所述旋转平台中心轴线转动时的回转半径大于所述旋转平台输出面的最大半径。4.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述肩关节模块包括肩关节连接板，所述肩关节连接板的一端设有肩关节螺栓，其另一端通过肩关节铰制孔用肩关节螺栓与肩关节电机减速器安装板相连，所述机器上臂的一端通过所述肩关节螺栓安装在所述肩关节模块上，所述肩关节电机减速器安装板上安装电机和谐波减速器，所述肩关节电机通过传动机构将动力传输给谐波减速器的波发生器；所述谐波减速器的输出端连接机械臂下一关节，在所述连接板的两侧分别设置肩关节屈曲限位块和肩关节伸展限位块。5.根据权利要求4所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述传动机构包括第一主动同步带轮，所述第一主动同步带轮通过第一同步带带动第一从动同步带轮运动；所述第一从动同步带轮与肩关节谐波减速器的减速器输入轴相连接，所述第一主动同步带轮以及所述第一从动同步带轮沿径向分别设置有两个第一螺钉孔，紧定螺钉拧入第一螺钉孔分别压紧肩关节电机轴与肩关节谐波减速器输入轴。6.根据权利要求5所述的上肢康复机器人，其特征在于，所述肩关节谐波减速器输入轴与肩关节谐波减速器的波发生器之间设置第...

【专利技术属性】
技术研发人员：王贵学，刘政，袁绩乾，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：