一种新型上肢康复外骨骼结构设计制造技术

本发明专利技术涉及医用设备技术领域，提供了一种用于上肢康复的外骨骼机构，包括：肩关节模块、上臂和肘关节模块和前臂和手部模块。其特征在于：肩关节在完成内收

【技术实现步骤摘要】
一种新型上肢康复外骨骼结构设计


[0001]本专利技术涉及医用设备
，具体是一种拥有7个自由度和2个被动自由度的用于上肢偏瘫康复的机构。

技术介绍

[0002]机器人康复和传统人工康复比较有很多优势，一、机器人作为一种适于长时间、效率高、重复操作能力强的机械系统已经发展的很成熟，并在许多行业有了广泛应用。二、如果使用机器人，其可以将固定循环的、经医师和机器人工程师调教好的训练模式融入机器人系统中，从而将医师从繁重的肢体接触康复中解救出来，对患者科学的编制更好的康复方案。三、可以利用机器人系统的技术对整个训练模式或者单个训练动作进行数据化的监测和评估，来提高康复训练的针对性和科学性。因此研制康复机器人具有重要的意义。
[0003]上肢康复机器人可以分为两大类，一类是末端牵引式康复机器人，另一类是外骨骼式康复机器人。末端牵引式康复机器人是用连杆机构或者串联机器人机构为主体，患者手臂抓握位于机构末端的手柄，以机器人末端的位置移动来带动患者整个上肢运动，从而达到康复目的。而另一类外骨骼式康复机器人康复训练是，将整个上肢或者部分肢体固定在机器上，随着机器各关节各部分的多个自由度运动来康复相应固定在机器上的肢体。末端康复机器人的康复运动是适应于整个上肢的运动，但对于具体的某个部位或者关节时，就不能达到独立的运动。

技术实现思路

[0004]本专利技术克服了现有的技术不足，提供了一种新型上肢康复外骨骼机器人结构。设计了7个自由度的上肢外骨骼的整体机械机构，并设计了2个导杆机构来提供另外的2个被动自由度，来补偿人体上肢运动时人体与外骨骼机器人之间的位置。
[0005]本专利技术实现专利技术目的采用如下技术方案：
[0006]一种新型上肢康复外骨骼结构设计，包括：肩关节模块Ⅰ、上臂和肘关节模块Ⅱ和前臂和手部模块Ⅲ。
[0007]进一步的，所述的肩关节模块Ⅰ的冠状机构1上的滑块4和肩关节模块安装臂的底板5通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构2上的连杆6和肩关节模块安装臂3上左支撑杆7、右支撑杆8以及连杆轴9组成的结构通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构2上的连杆10和肩关节模块安装臂3上的底板5通过螺栓进行连接，形成铰接。
[0008]进一步的，所述的上臂和肘关节模块Ⅱ的臂环活动环11和臂环固定架12通过螺栓进行连接固定；主动杆16和臂环固定架12通过螺栓进行连接固定；电机13通过电机座15和主动杆16通过螺栓进行连接固定。
[0009]进一步的，所述的前臂和手部模块Ⅲ的前臂固定环17和固定架18通过螺栓进行连接固定；电机19和固定架18通过螺栓进行连接固定；电机21和限位板机构120通过螺栓进行连接固定；限位板机构22和固定架18通过螺栓进行连接固定；主动杆23和固定架18通过螺
栓进行连接固定；手柄24和主动杆23通过螺栓进行连接固定。
[0010]有益效果：
[0011]本专利技术与现有技术相比，其有益效果体现在：
[0012]文字性描述技术方案的效果。肩关节模块Ⅰ分别在人体冠状面和矢状面采用两个导杆机构，在人体的冠状面和矢状面上分别产生肩部外展
‑
内收和屈曲
‑
伸展，解决了传统球窝肩关节无法向肩关节的旋转中心提供运动的问题。
附图说明
[0013]图1是本专利技术总体结构图；
[0014]图2是肩关节模块示意图；
[0015]图3是上臂和肘关节模块示意图；
[0016]图4是前臂和手部模块示意图；
[0017]图中1
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冠状机构、2
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矢状机构、3
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肩关节模块安装臂、4
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滑块、5
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底板、6
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连杆1、7
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左支撑杆、8
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右支撑杆、9
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连杆轴、10
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连杆2、11
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臂环活动环、12
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臂环固定架、13
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电机1、14
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电机2、15
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电机座、16
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主动杆1、17
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前臂固定环、18
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固定架、19
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电机3、20
‑
限位板机构1、21
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电机4、22
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限位板机构2、23
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主动杆2、24
‑
手柄。
具体实施方式
[0018]以下将结合附图对本专利技术进行详细说明
[0019]如图1至图4所示，本专利技术所阐述的一种上肢康复外骨骼机器人结构包括：肩关节模块I、上臂和肘关节模块II、前臂和手部模块III。
[0020]具体的，所述的肩关节模块Ⅰ的冠状机构(1)上的滑块(4)和肩关节模块安装臂的底板(5)通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构(2)上的连杆1(6)和肩关节模块安装臂(3)上左支撑杆(7)、右支撑杆(8)以及连杆轴(9)组成的结构通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构(2)上的连杆2(10)和肩关节模块安装臂(3)上的底板(5)通过螺栓进行连接，形成铰接。
[0021]具体的，所述的上臂和肘关节模块Ⅱ的臂环活动环(11)、臂环固定架(12)、电机1(13)、电机2(14)、电机座(15)、主动杆1(16)。臂环活动环(11)和臂环固定架(12)通过螺栓进行连接固定；主动杆1(16)和臂环固定架(12)通过螺栓进行连接固定；电机2(13)通过电机座(15)和主动杆1(16)通过螺栓进行连接固定。
[0022]具体的，所述的前臂和手部模块Ⅲ的前臂固定环(17)、固定架(18)、电机3(19)、限位板机构1(20)、电机4(21)、限位板机构2(22)、主动杆2(23)、手柄(24)。前臂固定环(17)和固定架(18)通过螺栓进行连接固定；电机3(19)和固定架(18)通过螺栓进行连接固定；电机4(21)和限位板机构1(20)通过螺栓进行连接固定；限位板机构2(22)和固定架(18)通过螺栓进行连接固定；主动杆2(23)和固定架(18)通过螺栓进行连接固定；手柄(24)和主动杆2(23)通过螺栓进行连接固定。
[0023]本专利技术的工作过程：
[0024]工作时，根据患者坐姿调整外骨骼位置，患者将上肢分别上臂和前臂放到上臂环和内壁环中，手握末端手柄，利用臂环上的绑带将患者上肢与外骨骼固定，使其能够随外骨
骼的活动进行康复。
[0025]当外骨骼的7个电机转动时，肩关节模块(Ⅰ)中两个电机分别带动直接连接的两个连杆B，带动其冠状面和矢状面导杆机构的滑块沿连杆B滑动从而带动连杆A运动，完成肩关节的内收
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外展、伸展
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屈曲；上臂和肘关节模块(Ⅱ)中的电机1(13)通过齿轮旋转上臂，完成肩关节的外旋
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内旋，电机2(14)完成肘关节的伸展
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型上肢康复外骨骼结构设计，包括：肩关节模块(Ⅰ)、上臂和肘关节模块(Ⅱ)和前臂和手部模块(Ⅲ)。其特征在于：上臂和肘关节模块(Ⅱ)通过肩关节模块(Ⅰ)的滑块连接器与肩关节模块(Ⅰ)的滑块铰接，前臂和手部模块(Ⅲ)通过螺钉与上臂和肘关节模块(Ⅱ)的肘关节主动件铰接。2.根据权利要求1所述的一种新型膝关节康复并联结构设计，其特征在于，所述的肩关节模块(Ⅰ)包括：冠状机构(1)、矢状机构(2)、肩关节模块安装臂(3)。冠状机构(1)上的滑块(4)和肩关节模块安装臂的底板(5)通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构(2)上的连杆1(6)和肩关节模块安装臂(3)上左支撑杆(7)、右支撑杆(8)以及连杆轴(9)组成的结构通过螺栓进行连接，形成铰接；矢状机构(2)上的连杆2(10)和肩关节模块安装臂(3)上的底板(5)通过螺栓进行连接，形成铰接。3.根据权利要求1所述的一种新型膝关节康复并联结构设计，其特征在于，所述的上臂和肘关节模块(Ⅱ)包括：臂环活动环(11...

【专利技术属性】
技术研发人员：王沫楠，吴鹏，何玉龙，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：