專利名稱：康復機器人安全肩關節(jié)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及ー種上肢康復機器人，尤其是用于肩關節(jié)康復訓練的康復機器人安全肩關節(jié)。
ニ背景技術：
對于腦卒中風癥后遺癥患者，對其偏癱部位進行康復訓練是十分關鍵重要的醫(yī)療手段，及早進行康復訓練可以明顯減少殘疾的可能性。在國內(nèi)傳統(tǒng)的康復治療中，治療師通常手把手地對患者進行康復訓練，耗時耗力，又沒有定量的康復評測標準。因此，將機器人技術運用于康復領域，研制ー種滿足康復需要的康復訓練機器人以提高康復訓練效率和效果，具有重大的應用價值和實際的緊迫性?？祻蜋C器人技術在我國得到了機器人研究者和醫(yī)療機構的普遍重視，許多研究機構都開展了有關的研究工作，并取得了ー些有價值的成果。因為康復機器人的直接作用目標為病人的患肢，如何在康復訓練中既保證康復的高效又能保證康復的安全性是康復訓練機器人研究的重點。目前，國內(nèi)研制的上肢康復訓練機器人的肩關節(jié)的機械結構多為軸心不變。然而臨床實驗發(fā)現(xiàn)在康復訓練過程中，由于上臂的運動會帶動肩胛骨、鎖骨等肩周一系列的骨骼和肌肉活動，從而改變肩關節(jié)的軸心。這種情況下運用軸心不變的康復訓練器械進行康復訓練會是關節(jié)收到不必要的限制力的作用，甚至導致肌肉拉傷等問題。所以研制ー種能夠在局部范圍內(nèi)隨康復訓練中肩關節(jié)軸心運動的康復機構是非常迫切的問題。
三
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供ー種使用安全性的康復機器人安全肩關節(jié)，該結構可以在病人進行康復運動時，根據(jù)肩關節(jié)的運動，改變輸出軸的軸心，從而更好的跟隨病人手臂的運動，實現(xiàn)主動訓練和被動訓練等訓練模式。本實用新型采用如下技術方案—種康復機器人安全肩關節(jié)，包括康復機器人大臂和設在前面板上的電機，在康復機器人大臂上設有套筒，在套筒與前面板之間設有第一彈簧阻尼器、第二彈簧阻尼器、第三彈簧阻尼器和第四彈簧阻尼器，第一彈簧阻尼器、第二彈簧阻尼器、第三彈簧阻尼器和第四彈簧阻尼器的一端分別與套筒連接，第一彈簧阻尼器、第二彈簧阻尼器、第三彈簧阻尼器和第四彈簧阻尼器的另一端分別與前面板連接，在前面板與康復機器人大臂之間設有第ー連桿、第二連桿、第三連桿及第四連桿，第一連桿、第二連桿、第三連桿及第四連桿采用連桿機構，所述的連桿機構包括連桿，在連桿的兩端分別設有第一萬向節(jié)和第二萬向節(jié)，且第一萬向節(jié)與康復機器人大臂連接，第二萬向節(jié)與前面板連接。本實用新型的上肢康復機器人的機械結構有以下幾個優(yōu)點I.患者在使用康復機器人進行上肢康復訓練的時候，在上抬肩膀尤其是在進行手臂的抬舉動作時，肩關節(jié)的軸心會因為肩周骨骼或肌肉的運動而改變，而現(xiàn)有的機器人的、關節(jié)設計中的軸心均為不可變，當機器人的軸心與肩關節(jié)的軸心偏離時，會牽扯康復患肢，造成疼痛感，甚至拉傷患肢。本實用新型中利用四個平行連桿機構，使電機軸心可以在垂直平面YOZ上運動，此種設計可以使電機軸心配合肩關節(jié)軸心的運動，更加緊密的貼合肩關節(jié)，使患者的體感更加的舒適。2.同吋，四個平行連桿的結構保證了電機連接面不會出現(xiàn)與垂直平面的傾斜角，保證了不會對病肢造成側向的壓力，保證了康復訓練中的安全。3.在電機鏈接面上由4個彈簧阻尼器將其固定在機器人的主臂上，彈簧的加入不僅可以保證系統(tǒng)自動復位，而且可以克服重力的影響，而阻尼器的加入可吸收多余的能量，克服振動的影響，是運動過程更加的平穩(wěn)舒緩。
四
圖I是本實用新型的康復機器人的安全關節(jié)的結構圖，圖中，以電機輸出軸的軸向為OX方向。圖2是本實用新型的康復機器人的安全關節(jié)的A-A局部剖視圖。圖3是本實用新型的康復機器人的安全關節(jié)的正面視圖。圖4是本實用新型中的連桿結構的結構圖。圖5是本實用新型的康復機器人的安全關節(jié)的示意圖(無套筒)。
五、具體實施方案下文結合附圖以及具體實施例對本實用新型的四自由度上下肢康復訓練機器人的結構進行詳細描述。一種康復機器人安全肩關節(jié)，包括康復機器人大臂I和設在前面板3上的電機9，在康復機器人大臂I上設有套筒2，在套筒2與前面板3之間設有第一彈簧阻尼器5、第ニ彈簧阻尼器6、第三彈簧阻尼器7和第四彈簧阻尼器8，第一彈簧阻尼器5、第二彈簧阻尼器6、第三彈簧阻尼器7和第四彈簧阻尼器8的一端分別與套筒2連接，第一彈簧阻尼器5、第二彈簧阻尼器6、第三彈簧阻尼器7和第四彈簧阻尼器8的另一端分別與前面板3連接，在前面板3與康復機器人大臂I之間設有第一連桿10、第二連桿11、第三連桿12及第四連桿13，第一連桿10、第二連桿11、第三連桿12及第四連桿13采用連桿機構，所述的連桿機構包括連桿131，在連桿131的兩端分別設有第一萬向節(jié)132和第二萬向節(jié)133，且第一萬向節(jié)132與康復機器人大臂I連接，第二萬向節(jié)133與前面板3連接。下面具體描述整個系統(tǒng)是如何工作的電機9與前面板3同軸連接，前面板3在上下左右四個方向上分別與第一連桿10、第二連桿11、第三連桿12及第四連桿13連接，四根等長的第一連桿10、第二連桿11、第三連桿12及第四連桿13后端分別與康復機器人大臂I連接。同時，康復機器人大臂I與套筒2后端緊密連接，套筒2的前端在上下左右四個方向上分別由第一彈簧阻尼器5、第二彈簧阻尼器6、第三彈簧阻尼器7和第四彈簧阻尼器8與前面板連接。電機輸出軸9可與康復 機器組件(如康復機械臂)連接。下面簡單介紹ー下本系統(tǒng)的工作原理。電機輸出軸9可接康復組件(如康復機械臂)對患肢進行康復，因為病人在肩關節(jié)的康復訓練中會因為運動的情況而帶動肩關節(jié)周圍的骨骼肌肉運動，從而改變肩關節(jié)的軸心。此時，四個平行連桿固定的平面會同肩關節(jié)一起移動到合適范圍，從而更好的對關節(jié)進行鍛煉，而沒有拉傷感
權利要求1.一種康復機器人安全肩關節(jié)，包括康復機器人大臂(I)和設在前面板(3)上的電機(9)，其特征在于，在康復機器人大臂(I)上設有套筒(2)，在套筒(2)與前面板(3)之間設有第一彈簧阻尼器(5)、第二彈簧阻尼器(6)、第三彈簧阻尼器(7)和第四彈簧阻尼器(8)，第一彈簧阻尼器(5)、第二彈簧阻尼器(6)、第三彈簧阻尼器(7)和第四彈簧阻尼器(8)的一端分別與套筒(2)連接，第一彈簧阻尼器(5)、第二彈簧阻尼器￠)、第三彈簧阻尼器(7)和第四彈簧阻尼器(8)的另一端分別與前面板(3)連接，在前面板(3)與康復機器人大臂(I)之間設有第一連桿(10)、第二連桿(11)、第三連桿(12)及第四連桿(13)，第一連桿(10)、第二連桿(11)、第三連桿(12)及第四連桿(13)采用連桿機構，所述的連桿機構包括連桿(131)，在連桿(131)的兩端分別設有第一萬向節(jié)(132)和第二萬向節(jié)(133)，且第一萬向節(jié)(132)與康復機器人大臂(I)連接，第二萬向節(jié)(133)與前面板(3)連接。
專利摘要一種康復機器人安全肩關節(jié)，包括康復機器人大臂和設在前面板上的電機，在康復機器人大臂上設有套筒，在套筒與前面板之間設有第一、第二、第三和第四彈簧阻尼器，第一、第二、第三和第四彈簧阻尼器的一端分別與套筒連接，另一端分別與前面板連接，在前面板與康復機器人大臂之間設有第一、第二、第三及第四連桿，第一、第二、第三及第四連桿采用連桿機構，所述的連桿機構包括連桿，在連桿的兩端分別設有第一萬向節(jié)和第二萬向節(jié)，且第一萬向節(jié)與康復機器人大臂連接，第二萬向節(jié)與前面板連接。本實用新型中的肩關節(jié)機構可以在康復訓練中與被康復肩關節(jié)同步移動，符合康復訓練的特性，使康復訓練更舒適更安全。
文檔編號A61H1/02GK202386927SQ20112044654
公開日2012年8月22日 申請日期2011年11月11日 優(yōu)先權日2011年11月11日
發(fā)明者吳娟, 吳常鋮, 宋愛國, 崔建偉, 李會軍, 李建清, 柯欣, 王楠 申請人:東南大學