專利名稱：一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，屬于醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練器械技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
近年來(lái)因患腦血管疾病或神經(jīng)系統(tǒng)疾病而致中老年患者偏癱的人數(shù)不斷增多，并且在年齡上呈現(xiàn)年輕化趨勢(shì)；同時(shí)，由于一些事故而造成神經(jīng)損傷或者肢體損傷的人數(shù)也越來(lái)越多，尤其是上肢運(yùn)動(dòng)功能的喪失，極大地影響了患者日常生活的能力，對(duì)于這些偏癱和肢體受損傷的患者，進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練是十分重要和關(guān)鍵的醫(yī)療手段。隨著現(xiàn)代中樞神經(jīng)康復(fù)機(jī)理研究的進(jìn)展，國(guó)內(nèi)外研究人員基于機(jī)器人技術(shù)在運(yùn)動(dòng)功能康復(fù)方面開(kāi)展了大量研究，其研究目標(biāo)是發(fā)展具有康復(fù)治療和評(píng)價(jià)功能的機(jī)器人?？祻?fù)機(jī)器人技術(shù)是一種新的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)康復(fù)治療技術(shù)，將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)領(lǐng)域，既可提供有效的康復(fù)訓(xùn)練，又不增加臨床醫(yī)療人員的負(fù)擔(dān)和衛(wèi)生保健的成本；另外，機(jī)器人可以記錄詳實(shí)的治療數(shù)據(jù)及圖形，能提供客觀、準(zhǔn)確的治療和評(píng)價(jià)參數(shù)，有助于機(jī)器人輔助治療偏癱的進(jìn)行，能夠有效改善康復(fù)效果和提高康復(fù)效率。目前，國(guó)內(nèi)外上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人在用于上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者進(jìn)行治療和康復(fù)訓(xùn)練時(shí)存在諸多缺點(diǎn)和不足，主要有支持活動(dòng)的關(guān)節(jié)單一或較少、尤其是未把小臂旋轉(zhuǎn)和腕部指部等關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)集成于系統(tǒng)和裝置中；個(gè)體適應(yīng)性差，不能根據(jù)不同患者進(jìn)行裝置的調(diào)整或調(diào)整不方便；支持的運(yùn)動(dòng)模式單一，只能進(jìn)行被動(dòng)運(yùn)動(dòng)或者裝置不具備驅(qū)動(dòng)功能； 舒適性較差，不能較好地實(shí)現(xiàn)人機(jī)協(xié)調(diào)和統(tǒng)一；不能激發(fā)患者訓(xùn)練的興趣；不能較好地解決力量和位置過(guò)載等安全問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出了一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，該機(jī)器人可用于上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者進(jìn)行治療、康復(fù)訓(xùn)練、康復(fù)治療效果評(píng)估，結(jié)構(gòu)輕巧美觀， 個(gè)體適應(yīng)性好且調(diào)整方便，支持上肢多關(guān)節(jié)且包含手指關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練，使用操作安全有效。本發(fā)明所采用的的技術(shù)方案是
本發(fā)明涉及一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括第I關(guān)節(jié)、第II關(guān)節(jié)、第III關(guān)節(jié)、第IV 關(guān)節(jié)和第V關(guān)節(jié)，5個(gè)關(guān)節(jié)依次串聯(lián)聯(lián)接，各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)分別對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收、 肩關(guān)節(jié)屈/伸、肘關(guān)節(jié)屈/伸、前臂內(nèi)旋/外翻、腕關(guān)節(jié)屈/伸和手指屈/伸，各個(gè)關(guān)節(jié)均能單獨(dú)訓(xùn)練使用。—種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，用于上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，該機(jī)器人包括上肢訓(xùn)練機(jī)構(gòu)、底架(001)、座椅(002)，上肢訓(xùn)練機(jī)構(gòu)固定在底架(001)上，底架(001) 配置一座椅(002)，該機(jī)器人具有第I關(guān)節(jié)(100)，其對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收，其特征在于 第I關(guān)節(jié)(100)包括一驅(qū)動(dòng)裝置(101)、一水平回轉(zhuǎn)裝置(108)、一底座裝置(201)；所述底架(001)與驅(qū)動(dòng)裝置(101)的固定支撐件剛性連接，驅(qū)動(dòng)裝置(101)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)，底座裝置(201)固定在回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)的遠(yuǎn)端，隨回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)，底座裝置 (201)沿右下方傾斜，且底座裝置(201)位于回轉(zhuǎn)裝置(108)的正下方，底座裝置(201)上設(shè)有訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收時(shí)固定手臂的裝置。所述驅(qū)動(dòng)裝置(101)為電機(jī)減速機(jī)一，所述回轉(zhuǎn)裝置(108)為回轉(zhuǎn)臂，所述底座裝置(201)為叉形底座。第I關(guān)節(jié)(100)還包括驅(qū)動(dòng)軸(105)、軸承座(103)、上軸承壓蓋(102)、下軸承壓蓋(104)、連接軸(109)；所述固定支撐件為軸承座(103)，電機(jī)減速機(jī)一(101)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸 (105)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸(105)與軸承配合安裝，該軸承安裝在軸承座(103)內(nèi)，軸承座(103) 的上下兩端面分別安裝有上軸承壓蓋(102)和下軸承壓蓋(104)，電機(jī)減速機(jī)一(101)固定于上軸承壓蓋(102)上，回轉(zhuǎn)臂(108)的兩端部垂直方向分別設(shè)置有通孔一(108a)、通孔二(108c)，驅(qū)動(dòng)軸(105)的下部和連接軸(109)的上部分別插入回轉(zhuǎn)臂(108)的通孔一 (108a)、通孔二( 108c)中，并固定，連接軸(109)的下端固定在叉形底座(201)上，叉形底座在驅(qū)動(dòng)軸(105)、回轉(zhuǎn)臂(108)、連接軸(109)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收?；剞D(zhuǎn)臂(108)的左右端側(cè)面設(shè)置有垂直方向的開(kāi)槽一(108b)和開(kāi)槽二(108d)，開(kāi)槽一(108b)和開(kāi)槽二( 108d)設(shè)于回轉(zhuǎn)臂(108)的端面正中，并沿水平方向延伸至各自對(duì)應(yīng)的通孔一(108a)、通孔二( 108c),分別形成與通孔一和通孔二連通的軸向狹縫，通過(guò)緊定螺栓使得回轉(zhuǎn)臂(108)的兩端的開(kāi)槽一、開(kāi)槽二縫隙變小，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)臂(108)和驅(qū)動(dòng)軸 (105)、連接軸(109)的固定連接。在驅(qū)動(dòng)軸(105)的底端端面設(shè)有徑向凹槽一，回轉(zhuǎn)臂(108)上與驅(qū)動(dòng)軸(105)連接端的底部端面設(shè)有徑向凹槽二，徑向凹槽一與徑向凹槽二形狀尺寸相同，驅(qū)動(dòng)軸(105)裝入通孔一(108a)后，徑向凹槽一與徑向凹槽二互相對(duì)齊，回轉(zhuǎn)臂(108)定位塊一(111)安裝于該對(duì)齊后的凹槽內(nèi)，并用螺釘將回轉(zhuǎn)臂定位塊一(111)固定，該結(jié)構(gòu)用于進(jìn)一步保持回轉(zhuǎn)臂 (108)和驅(qū)動(dòng)軸(105)的相對(duì)位置。該機(jī)器人還包括第II關(guān)節(jié)(200)，其對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)上抬/下放，即屈/伸運(yùn)動(dòng)。該第II關(guān)節(jié)(200)具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(202)、一個(gè)在底座裝置下端部的沿豎直方向回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置(202)驅(qū)動(dòng)該豎直方向回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)裝置，并且該回轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有用于訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)屈/伸時(shí)固定手臂的裝置。所述第II關(guān)節(jié)(200 )的驅(qū)動(dòng)裝置(202 )為電機(jī)減速機(jī)二、所述沿豎直方向的回轉(zhuǎn)裝置為回轉(zhuǎn)軸(206)、回轉(zhuǎn)塊(203)、回轉(zhuǎn)桿(208、209)，訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)屈/伸時(shí)固定手臂的裝置安裝的回轉(zhuǎn)桿上，用于固定上臂。所述回轉(zhuǎn)桿為回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)，第II關(guān)節(jié)(200)還包括軸承座 (205)、第III關(guān)節(jié)連接塊(210)、桿端固定件(212);電機(jī)減速機(jī)二(202)和軸承座(205)固定在叉形底座(201)下部，軸承安裝在軸承座(205)內(nèi)，回轉(zhuǎn)軸(206)套在軸承(204)的內(nèi)孔中，回轉(zhuǎn)塊(203)位于叉形底座(201)下部?jī)刹嬷g，回轉(zhuǎn)軸(206)伸入回轉(zhuǎn)塊(203)的中心孔內(nèi)，并且電機(jī)減速機(jī)二(202)的輸出軸驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸(206)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)塊(203)轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)互相平行設(shè)置，它們的一端穿過(guò)回轉(zhuǎn)塊(203)上的通孔并與回轉(zhuǎn)塊(203)固定，回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)另一端穿過(guò)第III關(guān)節(jié)連接塊(210)上的通孔，第III關(guān)節(jié)連接塊(210)用于連接對(duì)應(yīng)肘關(guān)節(jié)屈/伸的第III關(guān)節(jié)(300)，第III關(guān)節(jié)連接塊(210)能夠沿回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)左右滑動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的另一端端部固裝有桿端固定件(212)；回轉(zhuǎn)塊(203)在電機(jī)減速機(jī)二(202)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )以及固定在回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )上的部件繞第II關(guān)節(jié)(200)回轉(zhuǎn)軸(206)軸線II - II轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)屈/伸運(yùn)動(dòng)。連接塊(210)沿回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的左右滑動(dòng)調(diào)整通過(guò)下面的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，在連接塊(210)上的用于穿設(shè)回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的通孔之間的部位開(kāi)設(shè)有垂直所述回轉(zhuǎn)桿方向的長(zhǎng)方形槽孔(210c)，長(zhǎng)方形槽孔(210c)內(nèi)用于容納卡塊 (211)，卡塊(211)與長(zhǎng)方形槽孔(210c)形狀大體相同，它們之間間隙配合，卡塊(211)的中央開(kāi)有水平方向的螺孔(211a)，調(diào)整螺栓二(214)—端有螺紋(214a)，該有螺紋的一端擰入上述卡塊上的螺孔(211a)，另一端穿過(guò)桿端固定件(212)與手輪二(216)固定連接，桿端固定件(212)允許調(diào)整螺栓二(214)轉(zhuǎn)動(dòng)，但阻止其軸向移動(dòng)，通過(guò)手輪二(216)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)調(diào)整螺栓二(214)、卡塊(211)，進(jìn)而帶動(dòng)連接塊(210)沿回轉(zhuǎn)桿一和回轉(zhuǎn)桿二滑動(dòng)。該機(jī)器人還包括第III關(guān)節(jié)(300)，其對(duì)應(yīng)肘關(guān)節(jié)屈/伸，第III關(guān)節(jié)(300)包括肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置。所述第III關(guān)節(jié)(300)的肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)軸(321)、回轉(zhuǎn)軸固定件(322)、 軸承座(3 )、軸承壓蓋(3 )、扇形回轉(zhuǎn)件(325)；回轉(zhuǎn)軸固定件(322)固聯(lián)在第II關(guān)節(jié) (200)的第III關(guān)節(jié)連接塊(210)下方一側(cè)，回轉(zhuǎn)軸(321)固定安裝在回轉(zhuǎn)軸固定件(322)的一端上，回轉(zhuǎn)軸(321)中部設(shè)有安放軸承的軸承座(3M)，軸承座(324)上固定安裝有扇形回轉(zhuǎn)件(325)。所述第III關(guān)節(jié)(300)的驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)底座(301)、電機(jī)減速機(jī)(302)、曲柄 (303),轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)和轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)、連桿(306)、搖桿(308)、曲柄(303)的固定限位塊 (305 )組成；電機(jī)底座(301)固裝在第II關(guān)節(jié)(200 )的回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )上伸出回轉(zhuǎn)塊(203 )的一端，電機(jī)減速機(jī)(302 )固定在電機(jī)底座(301)上，電機(jī)減速機(jī)(302 )輸出軸與曲柄(303)的一端連接，曲柄(303)另一端連接有一轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)，該轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304) 與連桿(306) —端固接，連桿(306)的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)固接，該轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)與搖桿(308) —端固接，搖桿(308)另一端與扇形回轉(zhuǎn)塊(325)固接。該機(jī)器人還包括第IV關(guān)節(jié)(400)，其對(duì)應(yīng)上肢前臂的內(nèi)旋和/或外翻。第IV關(guān)節(jié)(400)包括固定塊(401)、軸承座(402)、扇形齒輪(404)、齒輪軸(405)、 連接桿一(406)和連接桿二(408)、鎖緊塊(407)、桿端固定件(409)、鎖緊螺栓(410)、鎖緊螺栓手輪(411)；固定塊(401)通過(guò)一鎖緊裝置固聯(lián)在第III關(guān)節(jié)(300)的扇形回轉(zhuǎn)件(325) 上，軸承座(402)固裝在固定塊(401)上，齒輪軸(405)的一端與軸承座內(nèi)的軸承配合連接，另一端固定連接手輪，齒輪軸(405)的齒輪部分和扇形齒輪(404)嚙合連接，連接桿一 (406)和連接桿二(408)兩端均設(shè)有桿端固定件，該其中固定塊(401)側(cè)的桿端固定件和扇形齒輪(404 ) —體結(jié)構(gòu)，連接桿一(406 )和連接桿二( 408 )平行設(shè)置，鎖緊塊(407 )呈L形， L形的一邊可滑動(dòng)并可鎖緊地設(shè)置在連接桿一(406)和連接桿二(408)上，L形的另一邊端部設(shè)有連接法蘭。所述固定塊(401)的鎖緊裝置包括鎖緊螺栓(341)、鎖緊螺栓固定塊(342)、壓塊 (343),楔形塊(344),銷軸-(345)和銷軸二 (346)、壓墊(347)；鎖緊螺栓固定塊(342) @ 定在扇形回轉(zhuǎn)件(325)上，鎖緊螺栓(341)的一端和鎖緊螺栓固定塊(342)連接，鎖緊螺栓固定塊(342 )允許鎖緊螺栓(341)轉(zhuǎn)動(dòng)但阻止其軸向移動(dòng)，鎖緊螺栓(341)另一端旋入壓塊(343 )中的楔形塊(344 )上的螺孔內(nèi)，壓塊(343 )和楔形塊(344 )滑動(dòng)配合，壓塊(343 )和銷軸一(345 )和銷軸二( 346 )的一端固定連接，銷軸一(345 )和銷軸二( 346 )的另一端上固定有壓墊(347 )，手輪設(shè)置在鎖緊螺栓外側(cè)；轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓(341)帶動(dòng)楔形塊(344)移動(dòng)，使壓塊(343)在楔形塊(344)的作用下沿銷軸一(345)和銷軸二(346)軸向移動(dòng)，從而使銷軸另一端的壓墊(347)將第IV關(guān)節(jié)(400)的扇形齒輪(404)鎖緊在扇形回轉(zhuǎn)件(325)上。該機(jī)器人還包括第V關(guān)節(jié)(500)，其具有腕關(guān)節(jié)屈/伸功能。第V關(guān)節(jié)(500)包括手掌驅(qū)動(dòng)裝置。手掌驅(qū)動(dòng)裝置包括底板(501)、軸承座(502)、電機(jī)/減速機(jī)(504)、電機(jī)底座 (505)、固定限位塊(508)、凸輪盤(pán)(509)、驅(qū)動(dòng)軸(510)、回轉(zhuǎn)柄(511)、凸輪盤(pán)連接桿(512)、 托架連接件(513)、手掌托架(514)、手掌固定桿(515);第V關(guān)節(jié)(500)與第IV關(guān)節(jié)(400)通過(guò)底板(501) —端的法蘭與第IV關(guān)節(jié)(400)上鎖緊塊(407)的連接法蘭連接，軸承座(502) 固定在底板(501)上表面，軸承座(502 )的上表面固定有固定限位塊(508 )，軸承座(502 )的下方底板底部固定有電機(jī)底座(505)，電機(jī)/減速機(jī)(504)固定在電機(jī)底座(505)上，電機(jī)/ 減速機(jī)(504)的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸(510)垂直，該兩根軸間采用齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸(510)的上端固定連接回轉(zhuǎn)柄(511)，回轉(zhuǎn)柄(511)的遠(yuǎn)端固定連接托架連接件(513)的一端，托架連接件(513)的另一端朝向驅(qū)動(dòng)軸(510)，凸輪盤(pán)(509)通過(guò)其上的孔空套在驅(qū)動(dòng)軸(510)上， 位于回轉(zhuǎn)柄(511)下方，凸輪盤(pán)(509)上表面的一側(cè)邊緣固定連接有凸輪盤(pán)連接桿(512)， 凸輪盤(pán)連接桿(512)與托架連接件(513)的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸(510)的一端鉸接，這樣凸輪盤(pán) (509)通過(guò)凸輪盤(pán)連接桿(512)和托架連接件(513)與回轉(zhuǎn)柄(511)連接，手掌托架(514) 和手掌固定桿(515)安裝在托架連接件(513)上，手掌托架(514)可以在托架連接件(513) 上滑動(dòng)調(diào)節(jié)，手掌固定桿(515)垂直托架連接件(513)向上延伸，手掌固定桿(515)的兩端固定綁帶(516)。該機(jī)器人包括的第V關(guān)節(jié)(500)還具有手指屈/伸功能。第V關(guān)節(jié)(500 )還包括手指驅(qū)動(dòng)裝置。手指驅(qū)動(dòng)裝置包括凸輪限位塊(531)、中間連桿(533)、遠(yuǎn)端連桿(5；34)、支撐桿 (535)、指桿(537)、指滑(538)、凸輪限位塊連接件(542)、擋塊(532和540)；安裝有軸承的凸輪限位塊連接件(542)固定在底板(501)上，短軸一(541)—端與凸輪限位塊連接件 (542)內(nèi)的軸承配合安裝，另一端與凸輪限位塊(531)鉸接，凸輪限位塊(531)的兩側(cè)邊上固聯(lián)有兩個(gè)擋塊(532和540)，中間連桿(533)的兩端分別和凸輪限位塊(531)的遠(yuǎn)離短軸一(541)的端部、遠(yuǎn)端連桿(534)的近端鉸接，遠(yuǎn)端連桿(534)的近端另外還固聯(lián)有短軸二 (545)，短軸二(545)和安裝回轉(zhuǎn)柄(511)遠(yuǎn)端內(nèi)的軸承配合安裝，遠(yuǎn)端連桿(534)的遠(yuǎn)端上固定有支撐桿(535)，支撐桿(535)與遠(yuǎn)端連桿(534)垂直并向上延伸，指桿(537)通過(guò)固聯(lián)的套塊536套在支撐桿535上，指桿(537)與支撐桿(535)垂直，指滑(538)在指桿(537) 上能夠滑動(dòng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果是
1)上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人仿人上肢設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)完美匹配，提高了康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的舒適性；
2)把人體上肢肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)等關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)和手指運(yùn)動(dòng)的實(shí)現(xiàn)集成到了一個(gè)上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人上，尤其是能夠?qū)崿F(xiàn)腕部和指部的運(yùn)動(dòng)，從而提高了康復(fù)訓(xùn)練的有效性；
3)能夠根據(jù)不同患者上肢的尺寸，方便地調(diào)整上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人各關(guān)節(jié)間的位置距離，增強(qiáng)了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人對(duì)不同患者個(gè)體的適應(yīng)性；
4)上肢康復(fù)機(jī)器人多關(guān)節(jié)串聯(lián)連接，且第III關(guān)節(jié)采用平行四邊形連桿機(jī)構(gòu)，第V關(guān)節(jié)采用多桿件機(jī)構(gòu)，從而使得整個(gè)康復(fù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)更加緊湊、美觀，同時(shí)也大大減少了各軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，提高了康復(fù)機(jī)器人的精度；
5)腕部和指部的運(yùn)動(dòng)配備一套電機(jī)/減速器，使得結(jié)構(gòu)緊湊，同時(shí)也降低了成本；
6)在康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人和人體上肢之間有3個(gè)力傳感器，可對(duì)過(guò)載(驅(qū)動(dòng)力)和異常情況進(jìn)行檢測(cè)和安全防護(hù)；
7)上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人各轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)上安裝有電氣限位和/或機(jī)械硬限位裝置，保證了患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)的安全性。


圖1為本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖2為本發(fā)明的略去托架、綁帶機(jī)構(gòu)的總體結(jié)構(gòu)示意圖3為第I關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖4為圖3的剖視圖5為驅(qū)動(dòng)軸、連接軸組裝前的示意圖6為圖3中固定限位塊110處水平剖視圖7為圖3中回轉(zhuǎn)臂下側(cè)左端底視圖8為第II關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖9為第II關(guān)節(jié)的另一視圖方向的結(jié)構(gòu)示意圖10為第II關(guān)節(jié)的機(jī)械限位和電氣限位結(jié)構(gòu)示意圖11為調(diào)節(jié)第II關(guān)節(jié)和第III關(guān)節(jié)間相對(duì)位置的調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)示意圖12為第III關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖13為第III關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置及力傳感器連接示意圖14為第III關(guān)節(jié)鎖緊裝置結(jié)構(gòu)示意圖15為第III關(guān)節(jié)的機(jī)械限位和電氣限位結(jié)構(gòu)示意圖16為第III關(guān)節(jié)平行四邊形連桿轉(zhuǎn)動(dòng)副結(jié)構(gòu)示意圖17為第IV關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖18為第V關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖19為第V關(guān)節(jié)的另一視圖方向的結(jié)構(gòu)示意圖20為第V關(guān)節(jié)的電氣限位結(jié)構(gòu)示意圖21為第V關(guān)節(jié)的機(jī)械限位結(jié)構(gòu)示意圖22為康復(fù)機(jī)器人工作原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖進(jìn)一步介紹
具體實(shí)施例方式
下述實(shí)施例是說(shuō)明性的，不是限定性的，不能以下述實(shí)施例來(lái)限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。
如圖1所示，上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人包括第I關(guān)節(jié)100、第II關(guān)節(jié)200、第III關(guān)節(jié)300、 第IV關(guān)節(jié)400和第V關(guān)節(jié)500，所述的上肢康復(fù)機(jī)器人的5個(gè)關(guān)節(jié)依次串聯(lián)聯(lián)接，其中第I 關(guān)節(jié)100繞回轉(zhuǎn)軸線I - I轉(zhuǎn)動(dòng)，第II關(guān)節(jié)200繞回轉(zhuǎn)軸線II-II轉(zhuǎn)動(dòng)，第III關(guān)節(jié)300繞回轉(zhuǎn)軸線III -III轉(zhuǎn)動(dòng)，第IV關(guān)節(jié)400繞回轉(zhuǎn)軸線IV - IV轉(zhuǎn)動(dòng)，第V關(guān)節(jié)500繞回轉(zhuǎn)軸線V - V 轉(zhuǎn)動(dòng)，第I關(guān)節(jié)100的回轉(zhuǎn)軸線I - I和第II關(guān)節(jié)200的回轉(zhuǎn)軸線II-II垂直相交、第II關(guān)節(jié)200的回轉(zhuǎn)軸線II - II和第III關(guān)節(jié)300的回轉(zhuǎn)軸線III - III垂直但不相交，第III關(guān)節(jié)300 的回轉(zhuǎn)軸線III - III和第IV關(guān)節(jié)400的回轉(zhuǎn)軸線IV - IV、第IV關(guān)節(jié)400的回轉(zhuǎn)軸線IV - IV和第V關(guān)節(jié)500的回轉(zhuǎn)軸線V - V垂直相交，第IV關(guān)節(jié)400的回轉(zhuǎn)軸線IV - IV通過(guò)第I關(guān)節(jié) 100回轉(zhuǎn)軸線I - I和第II關(guān)節(jié)200回轉(zhuǎn)軸線II - II的交點(diǎn)；第II關(guān)節(jié)200通過(guò)底座201與第I關(guān)節(jié)100的連接軸109連接，第III關(guān)節(jié)300通過(guò)連接塊210鎖緊于回轉(zhuǎn)桿208、209上， 電機(jī)底座301鎖緊于第II關(guān)節(jié)100的回轉(zhuǎn)桿208、209后端上，第IV關(guān)節(jié)400通過(guò)固定于第 III關(guān)節(jié)300上的鎖緊裝置與第III關(guān)節(jié)上的扇形回轉(zhuǎn)件325連接，第V關(guān)節(jié)500通過(guò)第V關(guān)節(jié)桿500上的連接板501與第IV關(guān)節(jié)400上的鎖緊塊407連接(參見(jiàn)圖17、18)。第I關(guān)節(jié)100的結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖3 — 7)
第I關(guān)節(jié)100包括電機(jī)/減速機(jī)101、驅(qū)動(dòng)軸105、軸承106和107、軸承座103、軸承壓蓋102和104、固定限位塊110、移動(dòng)限位塊113、回轉(zhuǎn)臂108、連接軸109、回轉(zhuǎn)臂定位塊111 和112 ；其中電機(jī)/減速機(jī)101輸出軸伸入驅(qū)動(dòng)軸105的中間孔內(nèi)，通過(guò)鍵連接驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸 105轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸105與軸承106、107配合安裝，軸承106和107為一對(duì)背靠背安裝的角接觸球軸承，該軸承安裝在軸承座103內(nèi)，軸承座103的的上下兩端面分別安裝有軸承壓蓋 102和104，電機(jī)/減速機(jī)101固定于上側(cè)軸承壓蓋102上，回轉(zhuǎn)臂108的兩端分別設(shè)置有通孔一 108a、通孔二 108c和開(kāi)槽108b、108d (見(jiàn)圖5)，開(kāi)槽108b、108d設(shè)于回轉(zhuǎn)臂108的端面，并垂直端面延伸至通孔108a、108c,形成狹縫，驅(qū)動(dòng)軸105的下部和連接軸109的上部分別插入回轉(zhuǎn)臂108的通孔一 108a、通孔二 108c中，通過(guò)緊定螺栓使得回轉(zhuǎn)臂108的兩端開(kāi)槽108b、108d變小，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)臂108和驅(qū)動(dòng)軸105、連接軸109的緊固連接。另外，在驅(qū)動(dòng)軸105的底端端面設(shè)有縱向凹槽一，回轉(zhuǎn)臂108上與驅(qū)動(dòng)軸105連接端的底部端面設(shè)有縱向凹槽二 (如圖4所示)，縱向凹槽一與縱向凹槽二形狀尺寸相同，驅(qū)動(dòng)軸105裝入通孔一 108a后，縱向凹槽一與縱向凹槽二互相對(duì)齊，然后將回轉(zhuǎn)臂108定位塊一 111安裝于該對(duì)齊后的凹槽內(nèi)，并用螺釘將其固定，用于保持回轉(zhuǎn)臂108和驅(qū)動(dòng)軸105的相對(duì)位置。在連接軸109的上端端面設(shè)有縱向凹槽三，回轉(zhuǎn)臂108上與連接軸109連接端的上部端面設(shè)有縱向凹槽四，縱向凹槽三與縱向凹槽四形狀尺寸相同，連接軸109裝入通孔二 108c后，縱向凹槽三與縱向凹槽四互相對(duì)齊，然后將回轉(zhuǎn)臂定位塊二 112安裝于該對(duì)齊后的凹槽內(nèi)，并用螺釘將其固定，用于保持回轉(zhuǎn)臂108和連接軸109的相對(duì)位置。第I關(guān)節(jié)100的限位機(jī)構(gòu)采用機(jī)械限位和電氣限位相結(jié)合，具體結(jié)構(gòu)如下
(1)機(jī)械限位固定限位塊Iio固定在下側(cè)軸承壓蓋104上，固定限位塊110與移動(dòng)限位塊113構(gòu)成機(jī)械限位機(jī)構(gòu)，固定限位塊110上設(shè)有扇形通孔(如圖6所示)，移動(dòng)限位塊113固定在驅(qū)動(dòng)軸105上與該扇形通孔對(duì)應(yīng)的區(qū)域，并凸出進(jìn)入該扇形通孔區(qū)域，回轉(zhuǎn)臂 108在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，通過(guò)移動(dòng)限位塊113與該扇形通孔的兩側(cè)面110a、IlOb接觸實(shí)現(xiàn)兩個(gè)極限位置的機(jī)械限位。(2)電氣限位磁鋼片114固定在回轉(zhuǎn)臂108上與驅(qū)動(dòng)軸105連接端的底面上(如圖7所示)，兩個(gè)霍爾元件115和116固定在固定限位塊110上，其具體位置為，固定限位塊 110上扇形通孔的兩側(cè)面相對(duì)應(yīng)的外周側(cè)，使得回轉(zhuǎn)臂108在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)磁鋼片114分別與霍爾元件115、116正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第I關(guān)節(jié)100的兩個(gè)極限位置的電氣限位。第I關(guān)節(jié)100的動(dòng)作過(guò)程為電機(jī)/減速機(jī)101經(jīng)驅(qū)動(dòng)軸105帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臂108繞第I關(guān)節(jié)100回轉(zhuǎn)軸線I - I轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)臂108帶動(dòng)固定于其上的連接軸109，通過(guò)連接軸 109連接第II關(guān)節(jié)200實(shí)現(xiàn)整個(gè)上肢康復(fù)機(jī)器人繞第I關(guān)節(jié)100回轉(zhuǎn)軸線I - I轉(zhuǎn)動(dòng)。回轉(zhuǎn)臂108轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)磁鋼片114分別與霍爾元件115、116正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第I關(guān)節(jié)100的兩個(gè)極限位置的電氣限位；當(dāng)移動(dòng)限位塊113的兩個(gè)面113a、li;3b 分別接觸到固定限位塊110的扇形通孔的兩個(gè)側(cè)面IlOaUlOb時(shí)，回轉(zhuǎn)臂轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置，無(wú)法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第I關(guān)節(jié)100的機(jī)械限位保護(hù)，通過(guò)機(jī)械限位和電氣限位雙重保護(hù)，提高了本上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的安全性能。第II關(guān)節(jié)200的結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖8—11)
第II關(guān)節(jié)200包括叉形底座201、電機(jī)/減速機(jī)202、回轉(zhuǎn)塊203、軸承204、軸承座205、 回轉(zhuǎn)軸206、一對(duì)回轉(zhuǎn)桿件208和209、連接塊210、移動(dòng)限位塊207、卡塊211、桿端固定件 212、鎖緊螺栓213、調(diào)整螺栓214、手輪215和216 ；電機(jī)/減速機(jī)202和軸承座205固定在叉形底座201下部，軸承204是一對(duì)深溝球軸承，該軸承安裝在軸承座205內(nèi)，回轉(zhuǎn)軸206 套在軸承204的內(nèi)孔中與其配合安裝，回轉(zhuǎn)軸206伸入回轉(zhuǎn)塊203的中心孔內(nèi)，并且電機(jī)/ 減速機(jī)202的輸出軸通過(guò)鍵連接驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸206帶動(dòng)回轉(zhuǎn)塊203轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿件208和209 互相平行設(shè)置，它們的一端固裝在回轉(zhuǎn)塊203上(連接方式與第I關(guān)節(jié)100中回轉(zhuǎn)臂108和驅(qū)動(dòng)軸105的連接類似)，回轉(zhuǎn)桿208、209穿過(guò)連接塊210上的通孔，連接塊210可以沿回轉(zhuǎn)桿208、209滑動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿208、209的另一端固裝有桿端固定件212 ；回轉(zhuǎn)塊203在電機(jī)/ 減速機(jī)202的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)桿208、209以及固定在回轉(zhuǎn)桿208、209上的其它部件繞第 II關(guān)節(jié)200回轉(zhuǎn)軸206軸線II - II轉(zhuǎn)動(dòng)。參見(jiàn)附圖10，第II關(guān)節(jié)200的限位機(jī)構(gòu)也采用機(jī)械限位和電氣限位相結(jié)合，具體結(jié)構(gòu)如下
(1)機(jī)械限位軸承座205作為固定限位塊，其面向回轉(zhuǎn)塊203的一側(cè)設(shè)有扇形凹槽， 扇形凹槽的角度大小由回轉(zhuǎn)桿件208、209的擺動(dòng)幅度確定。移動(dòng)限位塊207固裝在回轉(zhuǎn)塊 203上并隨著回轉(zhuǎn)塊203繞回轉(zhuǎn)軸206轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)限位塊207的安裝位置與上述扇形凹槽對(duì)應(yīng)，并且移動(dòng)限位塊207凸出進(jìn)入扇形凹槽的區(qū)域，使得回轉(zhuǎn)塊203在回轉(zhuǎn)過(guò)程中，當(dāng)移動(dòng)限位塊207接觸到上述扇形凹槽的兩個(gè)側(cè)面20fe、205b時(shí)，第II關(guān)節(jié)200轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置，無(wú)法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第II關(guān)節(jié)200的機(jī)械限位保護(hù)。(2)電氣限位移動(dòng)限位塊207上設(shè)置有磁鋼片217，在軸承座的扇形凹槽外周側(cè)對(duì)應(yīng)扇形兩側(cè)面的位置分別固裝有霍爾元件218、219，磁鋼片217和霍爾元件218、219通過(guò)磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)限位控制。當(dāng)磁鋼217分別與霍爾元件218、219正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通， 從而實(shí)現(xiàn)第II關(guān)節(jié)200的兩個(gè)極限位置的電氣限位。連接塊210在回轉(zhuǎn)桿件208、209上的位置可以調(diào)整并鎖定，該功能主要由鎖緊螺栓213、調(diào)整螺栓214、卡塊211、手輪215和216實(shí)現(xiàn)，具體如下
(1)調(diào)整過(guò)程通過(guò)下面的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)在連接塊210的兩個(gè)回轉(zhuǎn)桿件208、209孔之間開(kāi)有垂直回轉(zhuǎn)桿件方向的長(zhǎng)方形槽孔210c(圖11)，長(zhǎng)方形槽孔210c內(nèi)用于容納卡塊211，卡塊211與長(zhǎng)方形槽孔210c形狀大體相同，它們之間間隙配合?？▔K211上開(kāi)有水平方向的螺孔211a，調(diào)整螺栓214 —端置有螺紋214a，調(diào)整螺栓214的一端擰入上述卡塊上的螺孔 211a,另一端穿過(guò)桿端固定件212與手輪216固定連接，桿端固定件212限制調(diào)整螺栓214 的軸向移動(dòng)，但允許其轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)手輪216轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺栓214，可以通過(guò)卡塊211帶動(dòng)連接塊 210沿回轉(zhuǎn)桿件208、209滑動(dòng)。(2)鎖定功能通過(guò)下面的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)連接塊210垂直方向上，用于穿設(shè)回轉(zhuǎn)桿208、 209的兩個(gè)通孔之間設(shè)置有開(kāi)槽210b，開(kāi)槽210b貫通連接塊210的左右兩側(cè)面(圖11所示方向)，形成狹縫。在連接塊210上還開(kāi)設(shè)有另一開(kāi)槽210a，形成另一道狹縫，該另一開(kāi)槽 210a與開(kāi)槽210b垂直且在其中間位置，另一開(kāi)槽210a與長(zhǎng)方形槽孔210c分別位于連接塊 210的相對(duì)兩側(cè)(圖11所示方向)，該另一開(kāi)槽210a也同樣貫通連接塊210的左右兩側(cè)面， 這樣連接塊210垂直方向上在開(kāi)槽210a側(cè)便形成兩個(gè)懸臂。于另一開(kāi)槽210a中間位置， 垂直回轉(zhuǎn)桿件208、209方向鉆有螺紋孔，該螺紋孔跨越開(kāi)槽210b進(jìn)一步延伸，該螺紋孔與鎖緊螺栓213配合，鎖緊螺栓213的外端固裝有手輪215。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪215時(shí)，上述懸臂微微彎曲，使開(kāi)槽210b縫隙變小，從而利用鎖緊螺栓213將連接塊210鎖定在回轉(zhuǎn)桿208、209 上。當(dāng)用手輪215反向旋轉(zhuǎn)松開(kāi)鎖緊螺栓213時(shí)，用手輪216轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)整螺栓214，可以通過(guò)卡塊211帶動(dòng)連接塊210沿回轉(zhuǎn)桿208、209滑動(dòng)，連接塊210上連接有第III關(guān)節(jié)300，從而實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)第II關(guān)節(jié)200和第III關(guān)節(jié)300間的相對(duì)位置。第III關(guān)節(jié)300的結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖12 —16)
參見(jiàn)圖9、12，連接塊210上連接有第III關(guān)節(jié)300的回轉(zhuǎn)軸固定件322，在回轉(zhuǎn)軸固定件 322的左側(cè)面垂直方向(圖示方向)上固裝連接板221，連接板221的中部垂直設(shè)有連接桿 222，并且連接桿222可沿連接板221上下滑動(dòng)，它們之間通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)鎖定，連接桿222的另一端固定連接力傳感器223的一端，力傳感器223是二維力傳感器，力傳感器223的另一端固定連接上臂托架連接件224，力傳感器223沿水平方向設(shè)置，上臂托架連接件224與力傳感器223垂直，且沿向上的方向延伸，上臂托架連接件2M上固定有上肢上臂的托架225， 通過(guò)綁帶2 可以將上肢上臂綁縛在托架225上。第III關(guān)節(jié)300包括回轉(zhuǎn)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、鎖緊裝置。回轉(zhuǎn)裝置通過(guò)其上的扇形回轉(zhuǎn)塊325與驅(qū)動(dòng)裝置的搖桿308固定連接，鎖緊裝置通過(guò)其上的鎖緊螺栓固定塊342連接在回轉(zhuǎn)裝置的扇形回轉(zhuǎn)塊325上。回轉(zhuǎn)裝置(參見(jiàn)圖12)包括回轉(zhuǎn)軸321、回轉(zhuǎn)軸固定件322、軸承323、軸承座324、軸承壓蓋326、扇形回轉(zhuǎn)件325 ；回轉(zhuǎn)軸固定件322固聯(lián)在第II關(guān)節(jié)200的連接塊210上，回轉(zhuǎn)軸固定件322將回轉(zhuǎn)軸321固定，回轉(zhuǎn)軸321中間設(shè)有軸承座324，安裝在軸承座324內(nèi)的軸承323是一對(duì)背靠背安裝的角接觸球軸承，軸承座3M上固定安裝有扇形回轉(zhuǎn)件325。驅(qū)動(dòng)裝置(參見(jiàn)圖12)包括電機(jī)底座301、電機(jī)/減速機(jī)302、曲柄303、轉(zhuǎn)動(dòng)副304和307 (其具體結(jié)構(gòu)介紹見(jiàn)后文)、連桿306、搖桿308、曲柄303的固定限位塊305組成；電機(jī)底座301 固裝在第II關(guān)節(jié)200的回轉(zhuǎn)桿208、209上伸出回轉(zhuǎn)塊203的一端(參見(jiàn)圖1)，電機(jī)/減速機(jī)302固定在電機(jī)底座301上，曲柄303的固定限位塊305固定在電機(jī)底座301上，電機(jī)/ 減速機(jī)302輸出軸與曲柄303的一端連接，曲柄303另一端連接有一轉(zhuǎn)動(dòng)副304，該轉(zhuǎn)動(dòng)副 304與連桿306 —端固接，連桿306的另一端與另一轉(zhuǎn)動(dòng)副307固接，該另一轉(zhuǎn)動(dòng)副307與搖桿308 —端固接，搖桿308另一端與扇形回轉(zhuǎn)塊325固接。轉(zhuǎn)動(dòng)副304、307 (見(jiàn)圖16)主要由銷軸391、連桿連接塊393、軸承(安裝在連桿連接塊393內(nèi)，圖中未示出)、軸承壓蓋394組成。銷軸391安裝在軸承內(nèi)，使得銷軸391能夠相對(duì)連桿連接塊393轉(zhuǎn)動(dòng)。連桿連接塊393的下部設(shè)有通孔393a，連桿306的一端從該通孔393a中穿過(guò)，自連桿連接塊393上通孔393a至連桿連接塊393底端面垂直設(shè)置有開(kāi)槽 39北，連桿306與連桿連接塊393通過(guò)垂直且正對(duì)于開(kāi)槽39 的緊定螺栓395鎖定。當(dāng)松開(kāi)緊定螺釘395時(shí)，連桿306可以在連桿連接塊393上的孔393a中移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)連桿306 相對(duì)于兩轉(zhuǎn)動(dòng)副304、307的長(zhǎng)度的調(diào)整。鎖緊裝置(參見(jiàn)圖13、圖14)包括鎖緊螺栓341、鎖緊螺栓固定塊342、壓塊343、楔形塊344、銷軸345和346、壓墊347 ；鎖緊螺栓固定塊342固定在扇形回轉(zhuǎn)件325上(圖14)， 鎖緊螺栓341的一端和鎖緊螺栓固定塊342連接，鎖緊螺栓固定塊342允許鎖緊螺栓341 轉(zhuǎn)動(dòng)但阻止其軸向運(yùn)動(dòng)，鎖緊螺栓341另一端旋入壓塊343的楔形塊344上的螺孔內(nèi)，壓塊 343和楔形塊344滑動(dòng)配合，壓塊343和兩個(gè)銷軸345、346的一端固定連接，銷軸345、346 的另一端上固定有壓墊347，手輪設(shè)置在鎖緊螺栓341的外側(cè)；轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓341帶動(dòng)楔形塊344移動(dòng)，使壓塊343在楔形塊344的作用下沿銷軸345、346方向移動(dòng)，從而使銷軸另一端的壓墊347將第IV關(guān)節(jié)400的扇形齒輪(404)鎖緊在扇形回轉(zhuǎn)件325上(關(guān)于第IV關(guān)節(jié) 400的扇形齒輪404在后文介紹)，實(shí)現(xiàn)將第IV關(guān)節(jié)400和第III關(guān)節(jié)300的連接。該鎖緊裝置對(duì)扇形齒輪404的鎖緊可以根據(jù)康復(fù)訓(xùn)練調(diào)整需要選擇松開(kāi)或鎖緊，即在調(diào)整好位置后鎖定。如圖14所示，曲柄303在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的限位機(jī)構(gòu)也采用機(jī)械限位和電氣限位相結(jié)合，具體結(jié)構(gòu)如下
(1)機(jī)械限位曲柄303是移動(dòng)限位塊，其和固定限位塊305構(gòu)成機(jī)械限位機(jī)構(gòu)。曲柄 303的固定限位塊305的一端面上設(shè)有扇形凹槽，該扇形凹槽延伸至固定限位塊305外周邊緣，該扇形凹槽的扇形角度的大小取決于曲柄303的最大回轉(zhuǎn)角要求，曲柄303嵌入該凹槽內(nèi)，并可在該凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)曲柄303的兩個(gè)側(cè)面303a、30;3b分別接觸到固定限位塊305扇形凹槽的兩個(gè)側(cè)面30fe、305b時(shí)，曲柄303轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置，無(wú)法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第III關(guān)節(jié)300的機(jī)械限位保護(hù)。(2)電氣限位磁鋼片309安裝在曲柄303上，固定限位塊305上固裝有霍爾元件 310、311，磁鋼片309和霍爾元件310、311構(gòu)成電氣限位。霍爾元件310、311安裝在固定限位塊上與扇形凹槽側(cè)面對(duì)應(yīng)的位置，使得當(dāng)電機(jī)/減速機(jī)302驅(qū)動(dòng)曲柄303轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼片 309能夠分別與霍爾元件310、311正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第III關(guān)節(jié)300的兩個(gè)極限位置的電氣限位。第III關(guān)節(jié)300是平行四邊形四連桿機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖12)，從轉(zhuǎn)動(dòng)副304的回轉(zhuǎn)軸線到電機(jī)/減速機(jī)302的回轉(zhuǎn)軸線間的垂直連線381和從另一轉(zhuǎn)動(dòng)副307的回轉(zhuǎn)軸線到第III關(guān)節(jié) 300的回轉(zhuǎn)軸321的軸線III - III間的垂直連線382平行且相等，搖桿308和扇形回轉(zhuǎn)件325 固聯(lián)，電機(jī)/減速機(jī)302驅(qū)動(dòng)曲柄303，曲柄303帶動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)副304移動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)副304帶動(dòng)連桿 306和搖桿308轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)扇形回轉(zhuǎn)件325繞第III關(guān)節(jié)300的回轉(zhuǎn)軸321的軸線III - III 轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)連接于扇形回轉(zhuǎn)件325的部件以及第IV關(guān)節(jié)400、第V關(guān)節(jié)500繞第III關(guān)節(jié) 300的回轉(zhuǎn)軸線III-III轉(zhuǎn)動(dòng)。
前臂托架連接件362通過(guò)鎖緊手柄361固定在扇形回轉(zhuǎn)件325的向上的端面上 (見(jiàn)圖13)，力傳感器363的一端與前臂托架連接件362固定連接，另一端與固定有上肢前臂的托架364，通過(guò)綁帶365可以將上肢前臂綁縛在托架364上。第IV關(guān)節(jié)400的結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖17)
第IV關(guān)節(jié)400包括固定塊401、軸承座402、軸承403、扇形齒輪404、齒輪軸405、桿406 和408、鎖緊塊407、桿端固定件409、鎖緊螺栓410、鎖緊螺栓手輪411 ；固定塊401固聯(lián)在第III關(guān)節(jié)300的扇形回轉(zhuǎn)件325上，軸承座402固裝在固定塊401上，一對(duì)軸承403分別安裝在軸承座402和固定塊401上，齒輪軸405的一端與一對(duì)軸承403配合連接，另一端固定連接手輪，齒輪軸405的齒輪部分和扇形齒輪404嚙合連接，桿406和408的兩端均固定有桿端固定件，靠近固定塊401端的桿端固定件和扇形齒輪404 —體結(jié)構(gòu)，桿406、408平行設(shè)置，鎖緊塊407呈L形，L形的一邊通過(guò)鎖緊螺栓410鎖緊在一對(duì)桿406、408上，另一邊設(shè)有連接法蘭，用于和第V關(guān)節(jié)500的連接。當(dāng)松開(kāi)第III關(guān)節(jié)300的鎖緊裝置時(shí)，手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪軸手輪使得齒輪軸405轉(zhuǎn)動(dòng)，由于固定塊401是與扇形回轉(zhuǎn)件325固定連接的，所以齒輪軸 405帶動(dòng)扇形齒輪404沿第III關(guān)節(jié)300的扇形回轉(zhuǎn)件325圓周方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第IV關(guān)節(jié) 400整體繞其回轉(zhuǎn)軸線IV - IV轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)到合適位置時(shí)，通過(guò)鎖緊裝置鎖緊(參見(jiàn)圖13)。鎖緊塊407的鎖定結(jié)構(gòu)與第II關(guān)節(jié)200的連接塊210的鎖定結(jié)構(gòu)相同，在此不再贅述。當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓410上固聯(lián)的手輪411時(shí)，鎖緊塊407松開(kāi)，可以用手推動(dòng)鎖緊塊 407沿桿406、408的桿長(zhǎng)方向移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第III關(guān)節(jié)和第V關(guān)節(jié)間相對(duì)位置的調(diào)整。第V關(guān)節(jié)500的結(jié)構(gòu)是(見(jiàn)圖18 — 21)
第V關(guān)節(jié)500包括手掌驅(qū)動(dòng)裝置和手指驅(qū)動(dòng)裝置。手掌驅(qū)動(dòng)裝置包括底板501、軸承座502、軸承503、電機(jī)/減速機(jī)504、電機(jī)底座 505、傘齒輪506和507、固定限位塊508、凸輪盤(pán)509、驅(qū)動(dòng)軸510、回轉(zhuǎn)柄511、凸輪盤(pán)連接桿512、托架連接件513、手掌托架514、手掌固定桿515。第V關(guān)節(jié)500與第IV關(guān)節(jié)400的連接通過(guò)底板501 —端的法蘭與第IV關(guān)節(jié)400上鎖緊塊407的連接法蘭連接。軸承座502 固定在底板501另一端上，軸承503是一對(duì)背靠背安裝的角接觸球軸承，軸承503安裝在軸承座內(nèi)，驅(qū)動(dòng)軸510和軸承503配合安裝，軸承座502的上端面固定有固定限位塊508，軸承座502的下方底板底部固定有電機(jī)底座505，電機(jī)/減速機(jī)504固定在電機(jī)底座505上，電機(jī)/減速機(jī)504的輸出軸和驅(qū)動(dòng)軸510垂直，該兩根軸上分別安裝有一個(gè)相互嚙合的傘齒輪506、507，驅(qū)動(dòng)軸510的上端連接有回轉(zhuǎn)柄511，回轉(zhuǎn)柄511的遠(yuǎn)端固定連接手掌托架連接件513的一端，手掌托架連接件513的另一端折向驅(qū)動(dòng)軸510側(cè)。凸輪盤(pán)509通過(guò)其上的孔空套在驅(qū)動(dòng)軸510上，可以繞驅(qū)動(dòng)軸510旋轉(zhuǎn)，凸輪盤(pán)509上端面的一側(cè)邊緣固定連接有凸輪盤(pán)連接桿512，凸輪盤(pán)連接桿512與手掌托架連接件513的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸510的一端鉸接，這樣凸輪盤(pán)509通過(guò)凸輪盤(pán)連接桿512和手掌托架連接件513與回轉(zhuǎn)柄511連接，手掌托架514和手掌固定桿515固裝在手掌托架連接件513上，手掌托架514可以在手掌托架連接件513上滑動(dòng)調(diào)節(jié)，手掌固定桿515垂直手掌托架連接件513向上延伸，手掌固定桿 515的兩端固定綁帶516，綁帶516用于固定手掌。手指驅(qū)動(dòng)裝置包括凸輪限位塊531、中間連桿533、遠(yuǎn)端連桿534、支撐桿535、指桿 537、指滑538、凸輪限位塊連接件M2、尼龍擋塊532和540 ；安裝有軸承的凸輪限位塊連接件542固定在底板501上，短軸541 —端與凸輪限位塊連接件M2內(nèi)的軸承配合安裝，短軸541另一端與凸輪限位塊531鉸接，凸輪限位塊531呈U形，該鉸接點(diǎn)位于U形底部，實(shí)現(xiàn)凸輪限位塊531相對(duì)于底板501的轉(zhuǎn)動(dòng)，凸輪限位塊531的兩側(cè)邊上固聯(lián)有尼龍擋塊532 和M0，中間連桿533的兩端分別通過(guò)短軸539、543和凸輪限位塊531的U形上端部之一、 遠(yuǎn)端連桿534的近端鉸接，遠(yuǎn)端連桿534的近端另外還固聯(lián)有短軸M5，短軸545和回轉(zhuǎn)柄 511遠(yuǎn)端內(nèi)的軸承544配合安裝，遠(yuǎn)端連桿534的遠(yuǎn)端上固定有手指支撐桿535，手指支撐桿535與遠(yuǎn)端連桿534垂直并向上延伸，指桿537通過(guò)固聯(lián)的套塊536套在手指支撐桿535 上，指滑538在指桿537上可以滑動(dòng)。電機(jī)/減速機(jī)504通過(guò)一對(duì)傘齒輪506和507驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)柄511轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)柄511帶動(dòng)遠(yuǎn)端連桿534，并在凸輪盤(pán)509、凸輪限位塊531、中間連桿 533的帶動(dòng)和約束下，實(shí)現(xiàn)支撐桿535相對(duì)于回轉(zhuǎn)柄511的轉(zhuǎn)動(dòng)。第V關(guān)節(jié)500的限位機(jī)構(gòu)采用機(jī)械限位和電氣限位相結(jié)合，具體如下
(1)機(jī)械限位(圖21):固定限位塊508上靠近驅(qū)動(dòng)軸510的一側(cè)設(shè)置有扇形槽，該扇形槽具有側(cè)端面508a和508b，驅(qū)動(dòng)軸510上固定有扇形凸塊，該扇形凸塊具有側(cè)端面510a和 510b，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸510的扇形凸塊的兩個(gè)側(cè)端面510a、510b分別接觸到固定限位塊508的扇形槽的兩個(gè)側(cè)端面508a、508b時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置，無(wú)法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第V關(guān)節(jié)500的機(jī)械限位保護(hù)。(2)電氣限位(圖20、21)磁鋼片551固定在凸輪盤(pán)509上，固定限位塊508上固裝有霍爾元件552和553，霍爾元件552和553具體安裝位置根據(jù)回轉(zhuǎn)角度的需要設(shè)定，在電機(jī)/減速機(jī)504通過(guò)一對(duì)傘齒輪506和507驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)柄511轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回轉(zhuǎn)柄511通過(guò)凸輪盤(pán)連接桿512帶動(dòng)凸輪盤(pán)509繞驅(qū)動(dòng)軸510轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)磁鋼片551分別與霍爾元件552、553 正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第V關(guān)節(jié)500的兩個(gè)極限位置的電氣限位。通過(guò)綁帶516和手掌固定桿515將患者的手掌固定在手掌托架514上，將手指也通過(guò)綁帶固定在指滑538上，貼有應(yīng)變片的回轉(zhuǎn)柄511是一個(gè)一維力傳感器，可以直接測(cè)出手掌和康復(fù)機(jī)器人間的作用力，手指和康復(fù)機(jī)器人間的作用力通過(guò)中間連桿533、遠(yuǎn)端連桿534、凸輪盤(pán)限位塊531上的尼龍擋塊532和540作用于凸輪盤(pán)509，再通過(guò)凸輪盤(pán)連接桿512作用于回轉(zhuǎn)柄511，從而實(shí)現(xiàn)手掌和手指康復(fù)動(dòng)作時(shí)的力檢測(cè)和力控制。本發(fā)明機(jī)器人的工作原理是
參見(jiàn)圖21，將本發(fā)明的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人固定在任何一底架上001，并配置有一座椅002。進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)，患者坐于座椅002上，調(diào)整康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的位置，使得上肢康復(fù)機(jī)器人的第I關(guān)節(jié)100的回轉(zhuǎn)軸線I - I在垂直方向上與患者上肢的肩關(guān)節(jié)中心對(duì)正，第 II關(guān)節(jié)200的回轉(zhuǎn)軸線II - II在水平方向上與患者上肢的肩關(guān)節(jié)中心對(duì)正，并調(diào)整設(shè)置第 II關(guān)節(jié)200和第IV關(guān)節(jié)400上的調(diào)整裝置，使得第III關(guān)節(jié)300的回轉(zhuǎn)軸線III - III和第V關(guān)節(jié)400的回轉(zhuǎn)軸線V - V分別與患者對(duì)應(yīng)上肢的肘關(guān)節(jié)和腕關(guān)節(jié)中心對(duì)正，然后用綁帶將患者上肢的上臂、前臂、手掌、手指固定在康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的對(duì)應(yīng)位置；該上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人通過(guò)5個(gè)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)，各個(gè)關(guān)節(jié)分別實(shí)現(xiàn)第I關(guān)節(jié)100實(shí)現(xiàn)肩部外展/內(nèi)收、第II關(guān)節(jié)200實(shí)現(xiàn)肩部上抬/下放(屈/伸)、第III關(guān)節(jié)300實(shí)現(xiàn)肘關(guān)節(jié)屈/伸、第IV關(guān)節(jié)400實(shí)現(xiàn)前臂內(nèi)旋/外翻，第V關(guān)節(jié)500實(shí)現(xiàn)腕部屈/伸和手指屈/伸。為了單獨(dú)訓(xùn)練某一關(guān)節(jié)，康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的5個(gè)關(guān)節(jié)可以單獨(dú)驅(qū)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)單關(guān)節(jié)的康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練；通過(guò)多個(gè)關(guān)節(jié)的組合運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)，完成簡(jiǎn)單的日常功能性動(dòng)作，如提褲、梳頭、端水等；為了實(shí)現(xiàn)特定動(dòng)作的康復(fù)訓(xùn)練，可以事先設(shè)定各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，使患者完成規(guī)定的動(dòng)作康復(fù)訓(xùn)練；利用安裝于康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人上的三個(gè)傳感器，可以對(duì)患者和康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的相互作用力進(jìn)行檢測(cè)，并獲取患者上肢的運(yùn)動(dòng)意圖，當(dāng)患者還不足于帶動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人提供動(dòng)力，輔助患者進(jìn)行上肢運(yùn)動(dòng)，隨著患者肌力的增加，康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人可以提供與患者上肢運(yùn)動(dòng)相反的阻力，從而實(shí)現(xiàn)阻尼運(yùn)動(dòng)，增加患者的肌力鍛煉。
權(quán)利要求
1. 一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，用于上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，該機(jī)器人包括上肢訓(xùn)練機(jī)構(gòu)、底架(001)、座椅(002)，上肢訓(xùn)練機(jī)構(gòu)固定在底架(001)上，底架(001)配置一座椅(002)，該機(jī)器人具有第I關(guān)節(jié)(100)，其對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收，其特征在于第I關(guān)節(jié)(100)包括一驅(qū)動(dòng)裝置(101)、一水平回轉(zhuǎn)裝置(108)、一底座裝置(201)； 所述底架(001)與驅(qū)動(dòng)裝置(101)的固定支撐件剛性連接，驅(qū)動(dòng)裝置(101)驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)，底座裝置(201)固定在回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)的遠(yuǎn)端，隨回轉(zhuǎn)裝置(108)擺動(dòng)， 底座裝置(201)沿右下方傾斜，且底座裝置(201)位于回轉(zhuǎn)裝置(108)的正下方，底座裝置 (201)上設(shè)有訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收時(shí)固定手臂的裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述驅(qū)動(dòng)裝置(101)為電機(jī)減速機(jī)一，所述回轉(zhuǎn)裝置(108)為回轉(zhuǎn)臂，所述底座裝置(201)為叉形底座。
3.如權(quán)利要求2所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第I關(guān)節(jié)(100)還包括驅(qū)動(dòng)軸(105)、軸承座(103)、上軸承壓蓋(102)、下軸承壓蓋(104)、連接軸(109)；所述固定支撐件為軸承座(103)，電機(jī)減速機(jī)一(101)驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸(105)轉(zhuǎn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)軸(105)與軸承配合安裝，該軸承安裝在軸承座(103)內(nèi)，軸承座(103)的上下兩端面分別安裝有上軸承壓蓋 (102)和下軸承壓蓋(104)，電機(jī)減速機(jī)一(101)固定于上軸承壓蓋(102)上，回轉(zhuǎn)臂(108) 的兩端部垂直方向分別設(shè)置有通孔一(108a)、通孔二( 108c),驅(qū)動(dòng)軸(105)的下部和連接軸(109)的上部分別插入回轉(zhuǎn)臂(108)的通孔一(108a)、通孔二(108c)中，并固定，連接軸(109)的下端固定在叉形底座(201)上，叉形底座在驅(qū)動(dòng)軸(105)、回轉(zhuǎn)臂(108)、連接軸(109)的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收。
4.如權(quán)利要求3所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于回轉(zhuǎn)臂(108)的左右端側(cè)面設(shè)置有垂直方向的開(kāi)槽一(108b)和開(kāi)槽二( 108d)，開(kāi)槽一(108b)和開(kāi)槽二( 108d)設(shè)于回轉(zhuǎn)臂(108)的端面正中，并沿水平方向延伸至各自對(duì)應(yīng)的通孔一(108a)、通孔二(108c) 中，分別形成與通孔一(108a)和通孔二( 108c)連通的軸向狹縫，通過(guò)緊定螺栓使得回轉(zhuǎn)臂(108)的兩端的開(kāi)槽一、開(kāi)槽二縫隙變小，從而實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)臂(108)和驅(qū)動(dòng)軸(105)、連接軸(109)的固定連接。
5.如權(quán)利要求4所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于在驅(qū)動(dòng)軸(105)的底端端面設(shè)有徑向凹槽一，回轉(zhuǎn)臂(108)上與驅(qū)動(dòng)軸(105)連接端的底部端面對(duì)應(yīng)設(shè)有徑向凹槽二，徑向凹槽一與徑向凹槽二形狀尺寸相同，驅(qū)動(dòng)軸(105)裝入通孔一(108a)后，徑向凹槽一與徑向凹槽二互相對(duì)齊，回轉(zhuǎn)臂定位塊一(111)安裝于該對(duì)齊后的凹槽內(nèi)，并用螺釘將回轉(zhuǎn)臂定位塊一(111)固定。
6.如權(quán)利要求5所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于在連接軸(109)的上端端面設(shè)有徑向凹槽三，回轉(zhuǎn)臂(108)上與連接軸(109)連接端的上部端面對(duì)應(yīng)設(shè)有徑向凹槽四，徑向凹槽三與徑向凹槽四形狀尺寸相同，連接軸(109)裝入通孔二(108c)內(nèi)，徑向凹槽三與徑向凹槽四互相對(duì)齊，回轉(zhuǎn)臂定位塊二(112)安裝于該對(duì)齊后的凹槽內(nèi)，并用螺釘將回轉(zhuǎn)臂定位塊二(112)固定。
7.如權(quán)利要求6所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第I關(guān)節(jié)(100)設(shè)置有機(jī)械限位和電氣限位。
8.如權(quán)利要求7所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)械限位由固定限位塊和移動(dòng)限位塊組成，固定限位塊(110)固定在下軸承壓蓋(104)上，固定限位塊(110)上設(shè)有扇形通孔，移動(dòng)限位塊(113)固定在驅(qū)動(dòng)軸(105)上與該扇形通孔對(duì)應(yīng)，通過(guò)移動(dòng)限位塊在移動(dòng)過(guò)程中與固定限位塊相碰觸實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位。
9.如權(quán)利要求7所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述電氣限位由兩個(gè)霍爾元件(115、116)和一磁鋼片(114)組成，磁鋼片(114)固定于回轉(zhuǎn)臂(108)上，霍爾元件 (115,116)固定于固定限位塊(110)上，當(dāng)磁鋼片(114)與霍爾元件(115、116)正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通。
10.如權(quán)利要求1一9之一所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人還包括第II關(guān)節(jié)(200 )，其對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)上抬/下放，即屈/伸運(yùn)動(dòng)。
11.如權(quán)利要求10所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該第II關(guān)節(jié)(200)具有一個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置(202 )、一個(gè)在底座裝置下端部的沿豎直方向回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)裝置，該驅(qū)動(dòng)裝置(202)驅(qū)動(dòng)該豎直方向回轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)裝置，并且該回轉(zhuǎn)裝置上設(shè)有用于訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)屈/伸時(shí)固定手臂的裝置。
12.如權(quán)利要求11所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第II關(guān)節(jié)(200) 的驅(qū)動(dòng)裝置(202)為電機(jī)減速機(jī)二、所述沿豎直方向的回轉(zhuǎn)裝置為回轉(zhuǎn)軸(206)、回轉(zhuǎn)塊(203)、回轉(zhuǎn)桿(208、209)，訓(xùn)練肩關(guān)節(jié)屈/伸時(shí)固定手臂的裝置安裝的回轉(zhuǎn)桿上，用于固定上臂。
13.如權(quán)利要求12所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述回轉(zhuǎn)桿為回轉(zhuǎn)桿一 (208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)，第II關(guān)節(jié)(200)還包括軸承座(205)、第III關(guān)節(jié)連接塊(210)、桿端固定件(212)；電機(jī)減速機(jī)二(202)和軸承座(205)固定在叉形底座(201)下部，軸承安裝在軸承座(205)內(nèi)，回轉(zhuǎn)軸(206)套在軸承(204)的內(nèi)孔中，回轉(zhuǎn)塊(203)位于叉形底座 (201)下部?jī)刹嬷g，回轉(zhuǎn)軸(206)伸入回轉(zhuǎn)塊(203)的中心孔內(nèi)，并且電機(jī)減速機(jī)二( 202) 的輸出軸驅(qū)動(dòng)回轉(zhuǎn)軸(206)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)塊(203)轉(zhuǎn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)互相平行設(shè)置，它們的一端穿過(guò)回轉(zhuǎn)塊(203)上的通孔并與回轉(zhuǎn)塊(203)固定，回轉(zhuǎn)桿一(208) 和回轉(zhuǎn)桿二(209)另一端穿過(guò)第III關(guān)節(jié)連接塊(210)上的通孔，第III關(guān)節(jié)連接塊(210)用于連接對(duì)應(yīng)肘關(guān)節(jié)屈/伸的第III關(guān)節(jié)(300 )，第III關(guān)節(jié)連接塊(210 )能夠沿回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二(209)左右滑動(dòng)，回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的另一端端部固裝有桿端固定件(212)；回轉(zhuǎn)塊(203)在電機(jī)減速機(jī)二(202)的驅(qū)動(dòng)下，帶動(dòng)回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )以及固定在回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )上的部件繞第II關(guān)節(jié)(200 )回轉(zhuǎn)軸 (206)軸線II - II轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)屈/伸運(yùn)動(dòng)。
14.如權(quán)利要求13所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第III關(guān)節(jié)連接塊(210) 沿回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的左右滑動(dòng)調(diào)整通過(guò)下面的機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，在第III關(guān)節(jié)連接塊(210)上的用于穿設(shè)回轉(zhuǎn)桿一和回轉(zhuǎn)桿二的通孔之間的部位開(kāi)設(shè)有垂直所述回轉(zhuǎn)桿方向的長(zhǎng)方形槽孔(210c)，長(zhǎng)方形槽孔(210c)內(nèi)用于容納卡塊(211)，卡塊(211)與長(zhǎng)方形槽孔(210c)形狀大體相同，它們之間間隙配合，卡塊(211)的中央開(kāi)有水平方向的螺孔(211a)，調(diào)整螺栓二(214)—端有螺紋(214a)，該有螺紋的一端擰入上述卡塊上的螺孔 (211a)，另一端穿過(guò)桿端固定件(212)與手輪二(216)固定連接，桿端固定件(212)允許調(diào)整螺栓二(214)轉(zhuǎn)動(dòng)，但阻止其軸向移動(dòng)，通過(guò)手輪二(216)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)調(diào)整螺栓二(214)、 卡塊(211)，進(jìn)而帶動(dòng)第III關(guān)節(jié)連接塊(210 )沿回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )滑動(dòng)。
15.如權(quán)利要求14所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第III關(guān)節(jié)連接塊(210) 沿回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)滑動(dòng)調(diào)整后，通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)鎖定。
16.如權(quán)利要求15所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述的鎖定機(jī)構(gòu)是第 III關(guān)節(jié)連接塊(210)垂直方向上，用于穿設(shè)回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的兩個(gè)通孔之間設(shè)置有開(kāi)槽(210b)，開(kāi)槽(210b)貫通第III關(guān)節(jié)連接塊(210)的左右兩側(cè)面，形成狹縫，在第III關(guān)節(jié)連接塊(210)上還開(kāi)設(shè)有另一開(kāi)槽(210a)，形成另一道狹縫，該另一開(kāi)槽(210a) 與開(kāi)槽(210b)垂直且位于其中間位置，另一開(kāi)槽(210a)與長(zhǎng)方形槽孔(210c)分別位于第 III關(guān)節(jié)連接塊(210)的相對(duì)兩側(cè)，該另一開(kāi)槽(210a)也同樣貫通第III關(guān)節(jié)連接塊(210)的左右兩側(cè)面，在第III關(guān)節(jié)連接塊(210)的左右兩側(cè)面，開(kāi)槽(210b)和另一開(kāi)槽(210a)形成 “T”形，這樣第III關(guān)節(jié)連接塊(210)垂直方向上形成兩個(gè)相對(duì)的懸臂；于另一開(kāi)槽(210a)中間位置，垂直回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)方向鉆有螺紋孔，該螺紋孔跨越開(kāi)槽(210b) 進(jìn)一步延伸，該螺紋孔與鎖緊螺栓一(213)配合，鎖緊螺栓一(213)的外端固裝有手輪一 (215)，當(dāng)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪一(215)時(shí)，上述懸臂微微彎曲，使開(kāi)槽(210b)縫隙變小，從而將第III關(guān)節(jié)連接塊(210)鎖定在回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)上。
17.如權(quán)利要求11一16之一所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第II關(guān)節(jié) (200 )設(shè)置有機(jī)械限位和電氣限位。
18.如權(quán)利要求17所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)械限位是軸承座(205)作為固定限位塊，該固定限位塊面向回轉(zhuǎn)塊(203)的一側(cè)設(shè)有扇形凹槽，扇形凹槽的角度大小由回轉(zhuǎn)桿一(208)和回轉(zhuǎn)桿二(209)的擺動(dòng)幅度確定，移動(dòng)限位塊(207)固裝在回轉(zhuǎn)塊(203)上并隨著回轉(zhuǎn)塊(203)繞回轉(zhuǎn)軸(206)轉(zhuǎn)動(dòng)，移動(dòng)限位塊(207)的安裝位置與上述扇形凹槽對(duì)應(yīng)，并且移動(dòng)限位塊(207)凸出進(jìn)入扇形凹槽的區(qū)域，使得回轉(zhuǎn)塊(203)在回轉(zhuǎn)過(guò)程中，移動(dòng)限位塊(207)能夠碰觸到上述扇形凹槽的兩個(gè)側(cè)面(205a、2(^b)。
19.如權(quán)利要求17所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述電氣限位是移動(dòng)限位塊(207)上設(shè)置有磁鋼片(217)，在軸承座的扇形凹槽外周側(cè)，固裝有兩個(gè)霍爾元件 (218、219)，磁鋼片(217)和霍爾元件(218、219)通過(guò)磁感應(yīng)實(shí)現(xiàn)限位控制，當(dāng)磁鋼(217)分別與霍爾元件(218、219)正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第II關(guān)節(jié)(200)的兩個(gè)極限位置的電氣限位。
20.如權(quán)利要求10所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人還包括第III關(guān)節(jié)(300 )，其對(duì)應(yīng)肘關(guān)節(jié)屈/伸，第III關(guān)節(jié)(300 )包括肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置、驅(qū)動(dòng)裝置。
21.如權(quán)利要求20所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第III關(guān)節(jié)(300)的肘關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)裝置包括回轉(zhuǎn)軸(321)、回轉(zhuǎn)軸固定件(322)、軸承座(3 )、軸承壓蓋(3 )、扇形回轉(zhuǎn)件(325);回轉(zhuǎn)軸固定件(322)固聯(lián)在第II關(guān)節(jié)(200)的第III關(guān)節(jié)連接塊(210)下方一側(cè)，回轉(zhuǎn)軸(321)固定安裝在回轉(zhuǎn)軸固定件(322)的一端上，回轉(zhuǎn)軸(321)中部設(shè)有安放軸承的軸承座(3M)，軸承座(324)上固定安裝有扇形回轉(zhuǎn)件(325)。
22.如權(quán)利要求20所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第III關(guān)節(jié)(300)的驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)底座(301)、電機(jī)減速機(jī)(302)、曲柄(303)、轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)和轉(zhuǎn)動(dòng)副二 (307)、連桿(306)、搖桿(308)、曲柄(303)的固定限位塊(305)組成；電機(jī)底座(301)固裝在第II關(guān)節(jié)(200 )的回轉(zhuǎn)桿一(208 )和回轉(zhuǎn)桿二( 209 )上伸出回轉(zhuǎn)塊(203 )的一端，電機(jī)減速機(jī)(302)固定在電機(jī)底座(301)上，電機(jī)減速機(jī)(302)輸出軸與曲柄(303)的一端連接，曲柄(303)另一端連接有一轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)，該轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)與連桿(306) —端固接，連桿(306)的另一端與轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)固接，該轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)與搖桿(308) —端固接，搖桿 (308)另一端與扇形回轉(zhuǎn)塊(325)固接。
23.如權(quán)利要求22所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)和轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307)結(jié)構(gòu)相同，均由銷軸(391)、連桿連接塊(393)、軸承、軸承壓蓋(394)組成， 銷軸(391)安裝在軸承內(nèi)，連桿連接塊(393)的下部設(shè)有通孔(393a)，用于穿設(shè)連桿(306) 的一端，自連桿連接塊(393)上通孔(393a)至連桿連接塊393底端面垂直設(shè)置有開(kāi)槽 (39 )，連桿(306)與連桿連接塊(393)通過(guò)垂直于開(kāi)槽(393b)的緊定螺栓(395)鎖定。
24.如權(quán)利要求23所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第III關(guān)節(jié)(300)設(shè)置有機(jī)械限位和電氣限位。
25.如權(quán)利要求M所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)械限位結(jié)構(gòu)如下，曲柄(303)的固定限位塊(305)固定在第III關(guān)節(jié)的電機(jī)底座(301)上，固定限位塊(305) 的一端面上設(shè)有扇形凹槽，曲柄(303)嵌入該凹槽內(nèi)，并可在該凹槽內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)曲柄(303) 的兩個(gè)側(cè)面(303a、30;3b)分別接觸到固定限位塊(305)扇形凹槽的兩個(gè)側(cè)面(305a、3(^b) 時(shí)，曲柄(303)轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置。
26.如權(quán)利要求M所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述電氣限位結(jié)構(gòu)如下，磁鋼片(309)安裝在曲柄(303)上，兩個(gè)霍爾元件(310、311)固裝在固定限位塊(305) 上，磁鋼片(309 )和霍爾元件(310、311)構(gòu)成電氣限位，使得當(dāng)電機(jī)減速機(jī)(302 )驅(qū)動(dòng)曲柄 (303 )轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼片(309 )能夠分別與霍爾元件(310、311)正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)第III關(guān)節(jié)(300 )的兩個(gè)極限位置的電氣限位。
27.如權(quán)利要求22所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述轉(zhuǎn)動(dòng)副一(304)的回轉(zhuǎn)軸線到第III關(guān)節(jié)電機(jī)減速機(jī)(302)的回轉(zhuǎn)軸線間的垂直距離(381)和轉(zhuǎn)動(dòng)副二(307) 的回轉(zhuǎn)軸線到第III關(guān)節(jié)(300)的回轉(zhuǎn)軸(321)的軸線III-III間的垂直距離(382)平行且相寸。
28.如權(quán)利要求27所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人設(shè)有上臂綁縛托架機(jī)構(gòu)，在第III關(guān)節(jié)回轉(zhuǎn)軸固定件(322)的左側(cè)面垂直方向上固裝連接板(221)，連接板 (221)的中部垂直設(shè)有連接桿(222)，并且連接桿(222)能沿連接板(221)上下滑動(dòng)，它們之間通過(guò)鎖定機(jī)構(gòu)鎖定，連接桿(222)的另一端固定連接力傳感器(223)的一端，力傳感器 (223)的另一端固定連接上臂托架連接件(2M)，力傳感器(223)沿水平方向設(shè)置，上臂托架連接件(224)與力傳感器(223)垂直，且沿向上的方向延伸，上臂托架連接件(224)上固定有上肢的上臂托架(225)，通過(guò)綁帶(2 )能夠?qū)⑸现媳劢壙`在上臂托架(225)上。
29.如權(quán)利要求觀所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第III關(guān)節(jié)(300)中的力傳感器(223)是二維力傳感器。
30.如權(quán)利要求四所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述扇形回轉(zhuǎn)件(325) 上固定有上肢前臂托架。
31.如權(quán)利要求30所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述上肢前臂托架的具體結(jié)構(gòu)是，所述扇形回轉(zhuǎn)件(325)的向上的端面上固定前臂托架連接件(362)，力傳感器 (363)的一端與該前臂托架連接件(362)固定連接，另一端固定有上肢前臂托架(364)，該力傳感器(363 )水平設(shè)置，通過(guò)綁帶(365 )能夠?qū)⑸现氨劢壙`在該托架(364 )上。
32.如權(quán)利要求20—31之一所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人還包括第IV關(guān)節(jié)(400 )，其對(duì)應(yīng)上肢前臂的內(nèi)旋和/或外翻。
33.如權(quán)利要求32所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第IV關(guān)節(jié)(400)包括固定塊(401)、軸承座(402)、扇形齒輪(404)、齒輪軸(405)、連接桿一(406)和連接桿二(408)、鎖緊塊(407)、桿端固定件(409)、鎖緊螺栓(410)、鎖緊螺栓手輪(411)；固定塊 (401)通過(guò)一鎖緊裝置固聯(lián)在第III關(guān)節(jié)(300)的扇形回轉(zhuǎn)件(325)上，軸承座(402)固裝在固定塊(401)上，齒輪軸(405)的一端與軸承座內(nèi)的軸承配合連接，另一端固定連接手輪， 齒輪軸(405 )的齒輪部分和扇形齒輪(404 )嚙合連接，連接桿一(406 )和連接桿二( 408 )兩端均設(shè)有桿端固定件，該其中固定塊(401)側(cè)的桿端固定件和扇形齒輪(404)—體結(jié)構(gòu)，連接桿一(406)和連接桿二(408)平行設(shè)置，鎖緊塊(407)呈L形，L形的一邊可滑動(dòng)并可鎖緊地設(shè)置在連接桿一(406)和連接桿二(408)上，L形的另一邊端部設(shè)有連接法蘭。
34.如權(quán)利要求33所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述固定塊(401)的鎖緊裝置包括鎖緊螺栓(341)、鎖緊螺栓固定塊(342)、壓塊(343)、楔形塊(344)、銷軸一 (345)和銷軸二(346)、壓墊(347)；鎖緊螺栓固定塊(342)固定在扇形回轉(zhuǎn)件(325)上，鎖緊螺栓(341)的一端和鎖緊螺栓固定塊(342)連接，鎖緊螺栓固定塊(342)允許鎖緊螺栓 (341)轉(zhuǎn)動(dòng)但阻止其軸向移動(dòng)，鎖緊螺栓(341)另一端旋入壓塊(343)中的楔形塊(344)上的螺孔內(nèi)，壓塊(343 )和楔形塊(344 )滑動(dòng)配合，壓塊(343 )和銷軸一(345 )和銷軸二( 346 ) 的一端固定連接，銷軸一(345)和銷軸二(346)的另一端上固定有壓墊(347)，手輪設(shè)置在鎖緊螺栓外側(cè)；轉(zhuǎn)動(dòng)鎖緊螺栓(341)帶動(dòng)楔形塊(344)移動(dòng)，使壓塊(343)在楔形塊(344) 的作用下沿銷軸一(345 )和銷軸二( 346 )軸向移動(dòng)，從而使銷軸另一端的壓墊(347 )將第IV 關(guān)節(jié)(400 )的扇形齒輪(404 )鎖緊在扇形回轉(zhuǎn)件(325 )上。
35.如權(quán)利要求32所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人還包括第V關(guān)節(jié)(500)，其具有腕關(guān)節(jié)屈/伸功能。
36.如權(quán)利要求35所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第V關(guān)節(jié)(500)包括手掌驅(qū)動(dòng)裝置。
37.如權(quán)利要求36所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述手掌驅(qū)動(dòng)裝置包括底板(501)、軸承座(502 )、電機(jī)減速機(jī)(504 )、電機(jī)底座(505 )、固定限位塊(508 )、凸輪盤(pán)(509)、驅(qū)動(dòng)軸(510)、回轉(zhuǎn)柄(511)、凸輪盤(pán)連接桿(512)、手掌托架連接件(513)、手掌托架 (514)、手掌固定桿(515);第V關(guān)節(jié)(500)與第IV關(guān)節(jié)(400)通過(guò)底板(501)—端的法蘭與第IV關(guān)節(jié)(400)上鎖緊塊(407)的連接法蘭連接，軸承座(502)固定在底板(501)上表面，軸承座(502)的上表面固定有固定限位塊(508)，軸承座(502)的下方底板底部固定有電機(jī)底座(505 )，電機(jī)減速機(jī)(504 )固定在電機(jī)底座(505 )上，電機(jī)減速機(jī)(504 )驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)軸(510)， 驅(qū)動(dòng)軸(510)的上端固定連接回轉(zhuǎn)柄(511)，回轉(zhuǎn)柄(511)的遠(yuǎn)端固定連接手掌托架連接件 (513)的一端，手掌托架連接件(513)的另一端朝向驅(qū)動(dòng)軸(510)，凸輪盤(pán)(509)通過(guò)其上的孔空套在驅(qū)動(dòng)軸(510)上，且位于回轉(zhuǎn)柄(511)下方，凸輪盤(pán)(509)上表面的一側(cè)邊緣固定連接有凸輪盤(pán)連接桿(512)，凸輪盤(pán)連接桿(512)與手掌托架連接件(513)的遠(yuǎn)離驅(qū)動(dòng)軸(510)的一端鉸接，這樣凸輪盤(pán)(509)通過(guò)凸輪盤(pán)連接桿(512)和手掌托架連接件(513)與回轉(zhuǎn)柄(511)連接，手掌托架(514)和手掌固定桿(515)安裝在手掌托架連接件(513)上， 手掌托架(514)可以在手掌托架連接件(513)上滑動(dòng)調(diào)節(jié)，手掌固定桿(515)垂直手掌托架連接件(513)向上延伸，手掌固定桿(515)的兩端固定綁帶(516)。
38.如權(quán)利要求37所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于該機(jī)器人包括的第V關(guān)節(jié)(500)還具有手指屈/伸功能。
39.如權(quán)利要求38所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于第V關(guān)節(jié)(500)還包括手指驅(qū)動(dòng)裝置。
40.如權(quán)利要求39所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述手指驅(qū)動(dòng)裝置包括凸輪限位塊(531)、中間連桿(533)、遠(yuǎn)端連桿(534)、手指支撐桿(535)、指桿(537)、指滑 (538)、凸輪限位塊連接件(542)、擋塊(532和M0);安裝有軸承的凸輪限位塊連接件(542) 固定在底板(501)上，短軸一(541)—端與凸輪限位塊連接件(542)內(nèi)的軸承配合安裝， 另一端與凸輪限位塊(531)鉸接，凸輪限位塊(531)的兩側(cè)邊上固聯(lián)有兩個(gè)擋塊(532和 540)，中間連桿(533)的兩端分別和凸輪限位塊(531)的遠(yuǎn)離短軸一(541)的端部、遠(yuǎn)端連桿(5；34)的近端鉸接，遠(yuǎn)端連桿(5；34)的近端另外還固聯(lián)有短軸二(545)，短軸二(545)和安裝在回轉(zhuǎn)柄(511)遠(yuǎn)端內(nèi)的軸承配合安裝，遠(yuǎn)端連桿(534)的遠(yuǎn)端上固定有手指支撐桿 (535)，手指支撐桿(535)與遠(yuǎn)端連桿(534)垂直并向上延伸，指桿(537)通過(guò)固聯(lián)的套塊 (536 )套在支撐桿(535 )上，指桿(537 )與手指支撐桿(535 )垂直，指滑(538 )在指桿(537 ) 上能夠滑動(dòng)。
41.如權(quán)利要求35—40之一所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述第V關(guān)節(jié) (500 )設(shè)置有機(jī)械限位和電氣限位。
42.如權(quán)利要求41所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述機(jī)械限位結(jié)構(gòu)如下，第V關(guān)節(jié)(500 )驅(qū)動(dòng)軸(510 )的固定限位塊(508 )上靠近驅(qū)動(dòng)軸(510 )的一側(cè)設(shè)置有扇形槽，該扇形槽具有側(cè)端面(508a和508b)，驅(qū)動(dòng)軸(510)上固定有凸塊，該凸塊具有側(cè)端面(510a和510b)，當(dāng)驅(qū)動(dòng)軸(510)凸塊的兩個(gè)側(cè)端面(510a、510b)分別接觸到固定限位塊 (508)的扇形槽的兩個(gè)側(cè)端面(508a、508b)時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸(510)轉(zhuǎn)到兩個(gè)極限位置，無(wú)法再繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)第V關(guān)節(jié)(500)的機(jī)械限位保護(hù)。
43.如權(quán)利要求40所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述電氣限位結(jié)構(gòu)如下，磁鋼片(551)固定在凸輪盤(pán)(509 )上，霍爾元件(552和553 )固裝在第V關(guān)節(jié)(500 )驅(qū)動(dòng)軸(510)的固定限位塊(508)上，霍爾元件(552和553)具體安裝位置根據(jù)回轉(zhuǎn)角度的需要設(shè)定，使得當(dāng)電機(jī)減速機(jī)(302)驅(qū)動(dòng)曲柄(303)轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鋼片(309)能夠分別與霍爾元件 (310、311)正對(duì)時(shí)，對(duì)應(yīng)的霍爾元件接通，從而實(shí)現(xiàn)電氣限位。
44.如權(quán)利要求40所述的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于所述回轉(zhuǎn)柄(511)是一個(gè)一維力傳感器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括第Ⅰ關(guān)節(jié)、第Ⅱ關(guān)節(jié)、第Ⅲ關(guān)節(jié)、第Ⅳ關(guān)節(jié)和第Ⅴ關(guān)節(jié)，5個(gè)關(guān)節(jié)依次串聯(lián)聯(lián)接，各關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)分別對(duì)應(yīng)肩關(guān)節(jié)外展/內(nèi)收、肩關(guān)節(jié)屈/伸、肘關(guān)節(jié)屈/伸、前臂內(nèi)旋/外翻、腕關(guān)節(jié)屈/伸和手指屈/伸，本發(fā)明的機(jī)器人各個(gè)關(guān)節(jié)采用獨(dú)立電機(jī)驅(qū)動(dòng)的方式，每個(gè)關(guān)節(jié)均設(shè)置有機(jī)械硬限位和電氣限位，對(duì)患者的訓(xùn)練進(jìn)行保護(hù)；在第Ⅱ關(guān)節(jié)和第Ⅳ關(guān)節(jié)分別設(shè)置有可以調(diào)節(jié)第Ⅱ關(guān)節(jié)和第Ⅲ關(guān)節(jié)間、第Ⅲ關(guān)節(jié)和第Ⅴ關(guān)節(jié)間相對(duì)位置的調(diào)整裝置。該康復(fù)機(jī)器人為患者上肢的肩、肘、前臂翻轉(zhuǎn)、腕、手指關(guān)節(jié)在三維空間內(nèi)提供各種康復(fù)運(yùn)動(dòng)，能夠較高質(zhì)量地完成患者上肢康復(fù)訓(xùn)練。
文檔編號(hào)A61H1/02GK102379793SQ20111023780
公開(kāi)日2012年3月21日 申請(qǐng)日期2011年8月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月18日
發(fā)明者付風(fēng)生, 蘭陟, 劉建民, 徐軍峰, 梁灝方, 白潔芳, 范漢杰, 趙重明, 郭曉波 申請(qǐng)人:付風(fēng)生, 安陽(yáng)神方康復(fù)機(jī)器人有限公司