專利名稱:三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，屬于醫(yī)療器械技術(shù)域。包括座椅，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)，前端把手，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)置于座椅頂部，與座椅活動(dòng)連接，前端把手置于串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)前端，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)前端。現(xiàn)了X、Y、Z向的轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬肩部活動(dòng)的實(shí)際康復(fù)運(yùn)動(dòng)；通過被動(dòng)性的康復(fù)訓(xùn)練，使患者的肩部肌體得到了一定程度的恢復(fù)；能更好更全面的為患者提供康復(fù)訓(xùn)練，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)剛度大，成本低廉。
【專利說明】
三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，屬于醫(yī)療器械技術(shù)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著人口老齡化以及由疾病和災(zāi)難等造成的肩部癱瘓的患者增加，而醫(yī)學(xué)理論證明，患者不僅需要早期的手術(shù)治療和藥物治療，而且科學(xué)的、正確的康復(fù)訓(xùn)練對(duì)于恢復(fù)肩部關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)功能有著及其重要且不可代替的作用。目前針對(duì)于肩部關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練的康復(fù)機(jī)構(gòu)，主要是肩關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練，其康復(fù)訓(xùn)練活動(dòng)范圍小，只有很少部分的患者能得到充分的治療。綜上所述，肩部康復(fù)機(jī)器人存在康復(fù)訓(xùn)練的活動(dòng)空間小，機(jī)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格昂貴，制造成本高等問題。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，采用如下技術(shù)方案:
[0004]—種三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括座椅(I)，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)，前端把手(30)，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)置于座椅(I)頂部，與座椅(I)活動(dòng)連接，前端把手(30)置于串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)前端，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)前端。
[0005]采用上述技術(shù)方案的本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是:實(shí)現(xiàn)了X、Y、Z向的轉(zhuǎn)動(dòng)，模擬肩部活動(dòng)的實(shí)際康復(fù)運(yùn)動(dòng);通過被動(dòng)性的康復(fù)訓(xùn)練，使患者的肩部肌體得到了一定程度的恢復(fù);能更好更全面的為患者提供康復(fù)訓(xùn)練，并且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，相對(duì)剛度大，成本低廉。
[0006]進(jìn)一步的，本實(shí)用新型的優(yōu)化方案是:
[0007]正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括第一運(yùn)動(dòng)支鏈和第二運(yùn)動(dòng)支鏈。
[0008]第一運(yùn)動(dòng)支鏈包括第一電機(jī)(11)、第一連桿(13)、第二連桿(14)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(9)和第一可調(diào)夾具(19)，第一電機(jī)(II)固接在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(9)頂部，第一連桿(13)—端與第一電機(jī)(11)輸出軸連接，第一連桿(13)的另一端與第二連桿(14) 一端連接，第二連桿(14)另一端通過第一圓軸承(17)與第五連桿的一端連接，第五連桿的另一端與第一可調(diào)夾具(19)的連接。
[0009]第二條運(yùn)動(dòng)支鏈包括第二電機(jī)(12)、第三連桿(15)、第三連桿(16)和第一可調(diào)夾具(19)，第二電機(jī)(12)固接在第二轉(zhuǎn)動(dòng)架(10)的外側(cè)，第三連桿(15)—端與第二電機(jī)(12)輸出軸連接，另一端與第四連桿(16)—端連接，第四連桿(16)另一端與第一可調(diào)夾具(19)通過第二圓軸承(18)連接。
[0010]第一可調(diào)夾具(19)與第二可調(diào)夾具(20)連接。
[0011]第一可調(diào)夾具(19)的兩端分別設(shè)置有第一滑槽結(jié)構(gòu)(21)和第二滑槽結(jié)構(gòu)(22)，第二可調(diào)夾具(20)的兩端分別設(shè)置有第三滑槽結(jié)構(gòu)(41)和第四滑槽結(jié)構(gòu)(42)，第一滑槽結(jié)構(gòu)[21]與第三滑槽結(jié)構(gòu)(41)通過第一雙向滑塊(32)連接，第二滑槽結(jié)構(gòu)(22)與第四滑槽結(jié)構(gòu)
(42)通過第二雙向滑塊(52)連接。
[0012]齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承座(23)、第一支承桿(24)、第二支承桿(25)、主動(dòng)齒輪(27)、從動(dòng)齒輪(26)、第三電機(jī)(31)和從動(dòng)齒輪支架(34);支承座(23)與第一支承桿(24)連接，從動(dòng)齒輪支架(34)與第二支承桿25連接;第三電機(jī)(31)與支承座(23)固接，第三電機(jī)
(31)輸出軸設(shè)置有主動(dòng)齒輪(27)，從動(dòng)齒輪(26)與從動(dòng)齒輪支架(34)連接，主動(dòng)齒輪(27)與從動(dòng)齒輪(26)嚙合。
[0013]從動(dòng)齒輪(26)與從動(dòng)齒輪支架(34)分別為中空結(jié)構(gòu)。
[0014]座椅(I)頂部設(shè)置有燕尾槽導(dǎo)軌(2)，燕尾槽(3)與燕尾槽導(dǎo)軌(2)配合，燕尾槽(3)與第三轉(zhuǎn)動(dòng)架(4)連接。
[0015]座椅(I)中心設(shè)置有坐墊(6)，坐墊(6)置于自鎖形氣彈簧總成中的支桿(35)上，支桿(35 )與搖桿(7 )的一端連接，自鎖型氣彈簧總成中的支管(36)與座椅(I)的底板連接。
【附圖說明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖2為座椅機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3為正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4為齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖中:座椅I;燕尾槽導(dǎo)軌2;燕尾槽3;第三轉(zhuǎn)動(dòng)架4;第四轉(zhuǎn)動(dòng)架5;坐墊6;搖桿7;搖桿頭8;第一轉(zhuǎn)動(dòng)架9;第二轉(zhuǎn)動(dòng)架10;第一電機(jī)11;第二電機(jī)12;第一連桿13;第二連桿14;第三連桿15;第三連桿16;第一圓軸承17;第二圓軸承18;第一可調(diào)夾具19;第二可調(diào)夾具20;第一滑槽結(jié)構(gòu)21;第二滑槽結(jié)構(gòu)22;支承座23;第一支承桿24;第二支承桿25;從動(dòng)齒輪26;主動(dòng)齒輪27;第三支承桿28;第四支承桿29;前端把手30;第三電機(jī)31;第一雙向滑塊32;從動(dòng)齒輪支架34;支桿35;支管36;第三滑槽結(jié)構(gòu)41;第四滑槽結(jié)構(gòu)42;第二雙向滑塊52、第五連桿53。
【具體實(shí)施方式】
[0021 ] 本實(shí)施例包括座椅I，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)，前端把手30，座椅I座椅I中心設(shè)置有坐墊6，坐墊6置于置于自鎖形氣彈簧總成中的支桿35上，支桿35與搖桿7的一端連接，自鎖型氣彈簧總成中的支管36與座椅I的底板連接;搖桿7的另一端裝有利于手動(dòng)操作的搖桿頭8，坐墊6可通過搖桿7和搖桿頭8在座椅I上進(jìn)行高度可調(diào)的改變，可使不同身高的患者滿足儀器要求。也可以根據(jù)實(shí)際需要，設(shè)計(jì)成蝸輪蝸桿結(jié)構(gòu)或其他能夠自鎖、并且能夠調(diào)節(jié)任意高低的結(jié)構(gòu)等等。
[0022]座椅I頂部設(shè)置有燕尾槽3、燕尾槽導(dǎo)軌2，燕尾槽3與燕尾槽導(dǎo)軌2連接，燕尾槽3與第三轉(zhuǎn)動(dòng)架4連接，使轉(zhuǎn)動(dòng)架4在導(dǎo)軌上做高精度、高穩(wěn)定性的運(yùn)動(dòng)。第三轉(zhuǎn)動(dòng)架4與第四轉(zhuǎn)動(dòng)架5固定連接，第四轉(zhuǎn)動(dòng)架5與串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)連接。
[0023]串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)位于正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)前端，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)中心與肩關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)中心很好的重合性和對(duì)中性。正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括第一運(yùn)動(dòng)支鏈和第二運(yùn)動(dòng)支鏈。
[0024]第一運(yùn)動(dòng)支鏈包括第一電機(jī)11、第一連桿13、第二連桿14、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(9)和第一可調(diào)夾具19，第一電機(jī)11固接在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架9頂部，第一連桿13—端與第一電機(jī)11輸出軸連接，第一連桿13的另一端與第二連桿14 一端連接，第二連桿14另一端通過第一圓軸承17所在的安裝軸與第五連桿53的一端連接，第五連桿53的另一端與第一可調(diào)夾具19的中間位置連接。
[0025]第二條運(yùn)動(dòng)支鏈包括第二電機(jī)12、第三連桿15、第三連桿16、第一可調(diào)夾具19和第三可調(diào)夾具20，第二電機(jī)固接在第二轉(zhuǎn)動(dòng)架10的外側(cè)，第三連桿15—端與第二電機(jī)12輸出軸連接，另一端與第四連桿16—端連接，第四連桿16另一端與第一可調(diào)夾具19通過第二圓軸承18所在的安裝軸連接。
[0026]第一連桿13、第二連桿14、第三連桿15、第四連桿16和第五連桿53分別呈弧形結(jié)構(gòu)，其中:第二連桿14和第二連桿15的弧度基本上一致，且呈平行狀態(tài)設(shè)置。
[0027]第一可調(diào)夾具19的兩端分別設(shè)置有第一滑槽結(jié)構(gòu)21和第二滑槽結(jié)構(gòu)22，第二可調(diào)夾具20的兩端分別設(shè)置有第三滑槽結(jié)構(gòu)41和第四滑槽結(jié)構(gòu)42，第一滑槽結(jié)構(gòu)21與第三滑槽結(jié)構(gòu)41通過第一雙向滑塊32連接，第二滑槽結(jié)構(gòu)22與第四滑槽結(jié)構(gòu)42通過第二雙向滑塊52連接。其中，第一雙向滑塊32和第二雙向滑塊52上分別設(shè)置有螺紋結(jié)構(gòu)，并通過螺母進(jìn)行鎖緊固定;可使肩關(guān)節(jié)穩(wěn)穩(wěn)卡住，避免機(jī)構(gòu)與人體轉(zhuǎn)動(dòng)中心不一致而導(dǎo)致的二次損傷。
[0028]齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承座23、第一支承桿24、第二支承桿25、主動(dòng)齒輪27、從動(dòng)齒輪26、第三電機(jī)31、從動(dòng)齒輪支架34，支承座23與第一支承桿24連接，從動(dòng)齒輪支架34與第二支承桿25連接，第三電機(jī)31與支承座23固接，第三電31輸出軸設(shè)置有主動(dòng)齒輪27，從動(dòng)齒輪26與從動(dòng)齒輪支架34連接，主動(dòng)齒輪27與從動(dòng)齒輪26嚙合。從動(dòng)齒輪26與從動(dòng)齒輪支架34分別為中空結(jié)構(gòu)。第三支承桿28和第四支承桿29兩者的一端分別與從動(dòng)齒輪26的內(nèi)側(cè)面固定連接，兩者的另一端分別與把手30固定連接;第三支承桿28和第四支承桿29呈平行狀態(tài)設(shè)置。第一電機(jī)11和第二電機(jī)12和第三電機(jī)31三者的軸線呈X、Y、Z三軸的空間結(jié)構(gòu)關(guān)系。
[0029]本實(shí)用在使用時(shí)，患者手臂穿過從動(dòng)齒輪26固定在把手30上面，第一運(yùn)動(dòng)支鏈中，第一電機(jī)11帶動(dòng)第一連桿13、第二連桿14和第一可調(diào)夾具19和第二可調(diào)夾具20實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的外展、內(nèi)收;第二條運(yùn)動(dòng)支鏈中第二電機(jī)12帶動(dòng)第三連桿15、第四連桿16、第一可調(diào)夾具19和第二可調(diào)夾具20實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的前屈、后伸。第三電機(jī)31驅(qū)動(dòng)主動(dòng)齒輪27，在主動(dòng)齒輪27的帶動(dòng)下從動(dòng)齒輪26進(jìn)行正反轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了肩關(guān)節(jié)的內(nèi)旋、外旋運(yùn)動(dòng)。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型較佳可行的實(shí)施例而已，并非因此局限本實(shí)用新型的權(quán)利范圍，凡運(yùn)用本實(shí)用新型說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)變化，均包含于本實(shí)用新型的權(quán)利范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括座椅(I)，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)，前端把手(30)，串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)置于座椅(I)頂部，與座椅(I)活動(dòng)連接，前端把手(30)置于串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)前端，其特征在于:串并混聯(lián)機(jī)構(gòu)包括正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)和齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)置于正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)前端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:正交5R并聯(lián)機(jī)構(gòu)包括第一運(yùn)動(dòng)支鏈和第二運(yùn)動(dòng)支鏈。3.據(jù)權(quán)利要求2所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:第一運(yùn)動(dòng)支鏈包括第一電機(jī)(11)、第一連桿(13)、第二連桿(14)、第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(9)和第一可調(diào)夾具(19)，第一電機(jī)(I I)固接在第一轉(zhuǎn)動(dòng)架(9)頂部，第一連桿(13)—端與第一電機(jī)(I I)輸出軸連接，第一連桿(13)的另一端與第二連桿(14) 一端連接，第二連桿(14)另一端通過第一圓軸承(17)與第五連桿的一端連接，第五連桿的另一端與第一可調(diào)夾具(19)的連接。4.據(jù)權(quán)利要求2所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:第二條運(yùn)動(dòng)支鏈包括第二電機(jī)(12)、第三連桿(15)、第三連桿(16)和第一可調(diào)夾具(19)，第二電機(jī)(12)固接在第二轉(zhuǎn)動(dòng)架(10)的外側(cè);第三連桿(15)—端與第二電機(jī)(12)輸出軸連接，第三連桿(15)的另一端與第四連桿(16)—端連接，第四連桿(16)另一端與第一可調(diào)夾具(19)通過第二圓軸承(18)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:第一可調(diào)夾具(19)與第二可調(diào)夾具(20)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:第一可調(diào)夾具(19)的兩端分別設(shè)置有第一滑槽結(jié)構(gòu)(21)和第二滑槽結(jié)構(gòu)(22)，第二可調(diào)夾具(20)的兩端分別設(shè)置有第三滑槽結(jié)構(gòu)(41)和第四滑槽結(jié)構(gòu)(42)，第一滑槽結(jié)構(gòu)(21)與第三滑槽結(jié)構(gòu)(41)通過第一雙向滑塊(32)連接，第二滑槽結(jié)構(gòu)(22)與第四滑槽結(jié)構(gòu)(42)通過第二雙向滑塊(52)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)包括支承座(23)、第一支承桿(24)、第二支承桿(25)、主動(dòng)齒輪(27)、從動(dòng)齒輪(26)、第三電機(jī)(31)和從動(dòng)齒輪支架(34);支承座(23)與第一支承桿(24)連接，從動(dòng)齒輪支架(34)與第二支承桿25連接；第三電機(jī)(31)與支承座(23)固接，第三電機(jī)(31)輸出軸設(shè)置有主動(dòng)齒輪(27)，從動(dòng)齒輪(26)與從動(dòng)齒輪支架(34)連接，主動(dòng)齒輪(27)與從動(dòng)齒輪(26)嚙合。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:從動(dòng)齒輪(26)與從動(dòng)齒輪支架(34)分別為中空結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:座椅(I)頂部設(shè)置有燕尾槽導(dǎo)軌(2)，燕尾槽(3)與燕尾槽導(dǎo)軌(2)配合，燕尾槽(3)與第三轉(zhuǎn)動(dòng)架(4)連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三自由度肩部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:座椅(I)中心設(shè)置有坐墊(6)，坐墊(6)置于自鎖形氣彈簧總成中的支桿(35)上，支桿(35)與搖桿(7)的一端連接，自鎖型氣彈簧總成中的支管(36)與座椅(I)的底板連接。
【文檔編號(hào)】A61H1/02GK205698426SQ201620360165
【公開日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年4月26日
【發(fā)明人】陳麗文, 孟令潮, 趙元浩, 崔冰艷
【申請(qǐng)人】華北理工大學(xué)