專利名稱：一種上肢多方式運動訓練機器人的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種機器人，具體地說是一種上肢多方式運動訓練機器人。
背景技術：
上肢運動訓練機器人系統(tǒng)主要用于運動員上肢運動訓練、也可作為家用健身器材，或用于針對上肢偏癱的臨床運動訓練治療。傳統(tǒng)上肢運動訓練方法多是由專業(yè)指導員來輔助訓練對象進行的，這種人工操作方式導致專業(yè)指導員工作強度高，而且訓練的效果難免受到專業(yè)指導員的工作技能和工作心情等因素影響，而且訓練的成本較高。為此科研工作者研究了上肢運動訓練機器人來代替專業(yè)指導員輔助訓練對象完成運動訓練。但目前的上肢運動訓練機器人大多在采用支架的形式，機器人是固定在支架上的，這就限制了運動訓練必須在支架所在的位置進行，進而限制了運動訓練的場所，也限制了運動訓練的時間。因為訓練過程中訓練對象不能大范圍走動，即使推動支架運動，活動范圍還是受到支架的限制，只能圍繞支架進行運動訓練使訓練對象難以保證足夠的時間來進行運動訓練。此外運動范圍的限制也會影響訓練對象參與運動訓練的積極性，從而影響運動訓練的效果。
實用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有技術存在的問題，本實用新型的目的是提供一種上肢多方式運動訓練機器人，該裝置能在運動訓練的初期采用依靠支架的固定位置訓練，整體上保留現(xiàn)有上肢運動訓練機器人的優(yōu)點。在訓練對象上肢的運動能力增強到一定程度后可以脫離支架，提供一種隨身運動訓練，將運動訓練變成一種輔助運動，在日常生活中就能進行運動訓練。這樣有利于延長運動訓練的時間，提高訓練的積極性，進而保證運動訓練的效果。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取如下技術方案:一種上肢多方式運動訓練機器人，包括支架立桿、滑塊、機器人肩部、機器人上臂、機器人前臂后段、機器人前臂前段、減重彈性懸繩、支架橫梁和機器人手部，其中滑塊可調(diào)位鎖緊在支架立桿上，機器人肩部安裝在滑塊上，機器人肩部、機器人上臂和機器人前臂后段依次通過轉(zhuǎn)動關節(jié)連接成串聯(lián)機構，機器人前臂前段通過一個連接塊與機器人前臂后段相連接，減重彈性懸繩將機器人前臂前段末端懸掛在支架橫梁上，支架橫梁安裝在支架立桿的頂端，與支架立桿垂直轉(zhuǎn)動連接而能繞支架立桿在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中通過減重彈性懸繩帶動機器人前臂前段運動，進而帶動訓練對象進行上肢運動訓練。上述一種上肢多方式運動訓練機器人，其中所述滑塊與支架立桿滑套而通過螺釘連接可調(diào)位鎖緊在支架立桿上，松開螺釘時可在支架立桿上上下移動，以調(diào)整高度適應不同的訓練對象；所述的減重彈性懸繩長度可根據(jù)滑塊的固定高度進行調(diào)整。在訓練初期，訓練對象可根據(jù)需要調(diào)節(jié)滑塊固定在支架上的高度和減重彈性懸繩的長度。上述一種上肢多方式運動訓練機器人，其中所述機器人肩部通過螺釘安裝在滑塊或控制箱上，控制箱平放在支架立桿旁或固定連接在負重背心上，負重背心穿在訓練對象的身上，并且在訓練對象的腰、肩位置適度綁緊固定。上述一種上肢多方式運動訓練機器人，其中所述機器人前臂后段和機器人前臂前段之間是通過連接塊用螺釘連接起來的:連接塊分別與機器人前臂后段和機器人前臂前段用螺釘連接，可以快速的拆卸或鏈接。初期固定位置的運動訓練，連接上機器人前臂前段并調(diào)好減重彈性懸繩的長度，進行固定位置的運動訓練，此時可以包括腕關節(jié)在內(nèi)的上肢各關節(jié)進行全面的運動訓練。此階段機器人肩部通過螺釘安裝在滑塊上，控制箱可以放在支架立桿旁邊。訓練對象穿戴好機器人即可進行運動訓練。當訓練進行到后期階段，訓練對象上肢運動能力增強到一定程度后，可將機器人肩部通過螺釘安裝在控制箱上，并將控制箱固定連接在負重背心上，訓練對象穿上負重背心并適度綁緊固定。同時斷開減重彈性懸繩，拆卸連接塊和機器人前臂前段，放棄對運動范圍較小的腕關節(jié)的運動訓練，以減輕訓練對象的承重。訓練對象穿戴好負重背心和上肢運動訓練機器人后，進行運動訓練，此時是一種隨身運動訓練，整個上肢運動訓練機器人設備可以跟隨訓練對象移動，不再受支架立桿對訓練場地和訓練時間的約束?？梢詫⑵湟暈橐环N輔助上肢運動，在日常生活中完成。此時要求控制系統(tǒng)和供能設備質(zhì)量輕，體積小，可以減小訓練對象的負重，可采用集成控制芯片。上述一種上肢多方式運動訓練機器人，其中在機器人肩部、機器人上臂和機器人前臂后段的機器人與訓練對象接觸的一側，分別各固定一層軟橡膠層，以保證訓練過程中訓練對象穿戴的舒適性，減輕訓練過程中的不適應。本實用新型的一種上肢多方式運動訓練機器人與現(xiàn)有技術相比，具有如下實質(zhì)性特點和優(yōu)點:I)、該裝置可以提供固定位置的運動訓練和隨身運動訓練兩種訓練方式，兩種方式可以根據(jù)訓練效果等需要進行自由選擇；2)、該裝置易于保證訓練時間，提高訓練對象參與訓練的積極性，保證運動訓練的效果；3)、該裝置能游有效解除傳統(tǒng)上肢運動訓練方法對下肢活動范圍的制約。

圖1為本實用新型的一種上肢多方式運動訓練機器人結構示意圖。圖2為本實用新型的一種上肢多方式運動訓練機器人安裝控制器和負重背心的示意圖。圖3為本實用新型一種上肢多方式運動訓練機器人上安裝軟橡膠層的示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例作進一步詳細說明。實施例一:參見圖1-圖3，本上肢多方式運動訓練機器人，包括支架立桿1、滑塊2、機器人肩部4、機器人上臂5、機器人前臂后段6、連接塊7、機器人前臂前段8、減重彈性懸繩9、軟橡膠層13、支架橫梁14、機器人手部10和控制箱11，其中滑塊2通過螺釘連接鎖緊在支架立桿I上，機器人肩部4通過螺釘連接安裝在滑塊2上，機器人肩部4、機器人上臂5和機器人前臂后段6依次通過轉(zhuǎn)動關節(jié)連接成串聯(lián)機構，機器人前臂前段8通過連接塊7與機器人前臂后段6相連接，減重彈性懸繩9將機器人前臂前段8末端懸掛在支架橫梁14上，支架橫梁14安裝在支架立桿I的頂端，并且可在垂直于支架立桿I的平面內(nèi)繞支架立桿I在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動過程中通過減重彈性懸繩9帶動機器人前臂前段8運動，進而帶動訓練對象進行上肢運動訓練。實施例二:本實施例與實施例一基本相同，特別之處如下:上述上肢多方式運動訓練機器人，所述滑塊2通過螺釘連接固定在支架立桿I上，松開螺釘3時可在支架立桿I上上下移動，以調(diào)整高度適應不同的訓練對象；所述的減重彈性懸繩9的長度可根據(jù)滑塊2的固定高度進行調(diào)整。在訓練初期，訓練對象可根據(jù)需要調(diào)節(jié)滑塊2固定在支架上的高度和減重彈性懸繩9的長度。上述上肢多方式運動訓練機器人，所述機器人肩部4通過螺釘3安裝在滑塊2或控制箱11上，控制箱11平放在支架立桿I旁或固定連接在負重背心12上，負重背心12穿在訓練對象的身上，并且在訓練對象的腰、肩位置適度綁緊固定。上述上肢多方式運動訓練機器人，所述機器人前臂后段6和機器人前臂前段8之間是通過連接塊7用螺釘3連接起來的:連接塊7分別與機器人前臂后段6和機器人前臂前段8用螺釘3連接，可以快速的拆卸或鏈接。使用方法:I).初期固定位置的運動訓練，連接上機器人前臂前段8并調(diào)好減重彈性懸繩9的長度，進行固定位置的運動訓練，此時可以包括腕關節(jié)在內(nèi)的上肢各關節(jié)進行全面的運動訓練。此階段機器人肩部4通過螺釘3安裝在滑塊2上，控制箱11放在支架立桿I旁邊。訓練對象穿戴好機器人即可進行運動訓練。2).當訓練進行到后期階段，訓練對象上肢運動能力增強到一定程度后，可將機器人肩部4通過螺釘3安裝在控制箱11上，并將控制箱11固定連接在負重背心12上，訓練對象穿上負重背心12并適度綁緊固定。同時斷開減重彈性懸繩9，拆卸連接塊7和機器人前臂前段8，放棄對運動范圍較小的腕關節(jié)的運動訓練，以減輕訓練對象的承重。訓練對象穿戴好負重背心12和上肢運動訓練機器人后，進行運動訓練，此時是一種隨身運動訓練，整個上肢運動訓練機器人設備可以跟隨訓練對象移動，不再受支架立桿I對訓練場地和訓練時間的約束?？梢詫⑵湟暈橐环N輔助上肢運動，在日常生活中完成。此時要求控制系統(tǒng)和供能設備質(zhì)量輕，體積小，可以減小訓練對象的負重，可采用集成控制芯片。上述上肢多方式運動訓練機器人，在機器人肩部4、機器人上臂5和機器人前臂后段6的機器人與訓練對象接觸的一側，分別各固定一層軟橡膠層，以保證訓練過程中訓練對象穿戴的舒適性，減輕訓練過程中的不適應。本實用新型不限于上述實施例，還可以根據(jù)本實用新型的目的作出多種變化，凡依據(jù)本實用新型技術方案的精神實質(zhì)和原理下做的改變、修飾、替代、組合、簡化，均應為等效的置換方式，都屬于本實用新型的保護范圍。
權利要求1.一種上肢多方式運動訓練機器人，包括支架立桿(I)、滑塊(2)、機器人肩部(4)、機器人上臂(5)、機器人前臂后段(6)、機器人前臂前段(8)、減重彈性懸繩(9)、負重背心(12)、支架橫梁(14)和機器人手部(10)，其特征在于:滑塊(2)可調(diào)位鎖緊在支架立桿(I)上，機器人肩部(4)安裝在滑塊(2)上，機器人肩部(4)、機器人上臂(5)和機器人前臂后段(6 )依次通過轉(zhuǎn)動關節(jié)連接成串聯(lián)機構，機器人前臂前段(8 )通過一個連接塊(7 )與機器人前臂后段(6)相連接，減重彈性懸繩(9)將機器人前臂前段(8)末端懸掛在支架橫梁(14)上，支架橫梁(14)安裝在支架立桿(I)的頂端，與支架立桿(I)垂直轉(zhuǎn)動連接而能繞支架立桿(I)在一定角度范圍內(nèi)轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種上肢多方式運動訓練機器人，其特征在于:所述滑塊(2)與支架立桿(I)滑套而通過螺釘連接可調(diào)位鎖緊在支架立桿(I)上，松開螺釘時在支架立桿(I)上上下移動；所述的減重彈性懸繩(9)長度可根據(jù)需要調(diào)整。
3.根據(jù)權利要求1所述的一種上肢多方式運動訓練機器人，其特征在于:所述機器人肩部(4)通過螺釘(3)安裝在滑塊(2)上，或通過螺釘固定連接在一個控制箱(11)和一個負重背心(12)，負重背心(12)穿在訓練對象的身上，并且在訓練對象的腰、肩位置適度綁緊。
4.根據(jù)權利要求1所述的一種上肢多方式運動訓練機器人，其特征在于所述連接塊(7)分別與機器人前臂后段(6)和機器人前臂前段(8)用螺釘(3)連接。
5.根據(jù)權利要求1所述的一種上肢多方式運動訓練機器人，其特征在于:在所述機器人肩部(4)、機器人上臂(5)和機器人前臂后段(6)與訓練對象接觸的一側分別各固定一層軟橡膠層(13)。
專利摘要本實用新型公開了一種上肢多方式運動訓練機器人。它包括支架立桿、滑塊、機器人肩部、機器人上臂、機器人前臂后段、機器人前臂前段、減重彈性懸繩、支架橫梁、機器人手部、和控制箱。該機器人裝置能提供依托支架立桿的固定位置的運動訓練，也能夠提供隨訓練對象移動的隨身運動訓練，可有效解決長時間固定位置上肢運動訓練對訓練對象活動范圍的約束問題，使運動訓練活動更加自由，有利于提高運動對象參與訓練的積極性，該裝置可以用作運動員訓練設備、家用健身器材、偏癱患者康復訓練設備等。
文檔編號A61H1/00GK203001372SQ20122072023
公開日2013年6月19日 申請日期2012年12月25日 優(yōu)先權日2012年12月25日
發(fā)明者錢晉武, 余剛, 沈林勇, 章亞男 申請人:上海大學