一種龍門式上肢康復訓練裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種龍門式上肢康復訓練裝置，包括龍門式機架、XYZ三軸方向上的直線運動機構以及手柄組件，其中X軸直線運動機構用于使得鋼絲繩可帶動X向滑塊沿著直線導軌實現(xiàn)水平左右方向的直線運動；Y軸直線運動機構用于帶動龍門式機架及與其相連的其他機構實現(xiàn)水平前后方向的直線移動；Z軸直線運動機構用于使得鋼絲繩帶動X軸直線運動機構實現(xiàn)豎直上下方向的直線運動；此外，手柄組件設置在X向滑塊上并隨其一同運動，同時具備三個旋轉軸正交的旋轉自由度。通過本發(fā)明，能夠以結構緊湊、便于操作的方式多自由度牽引患者手部從而帶動患者整個上肢各個關節(jié)的運動，模擬各種人體上肢日常行為，進而達到有效恢復患者上肢運動功能的目的。
【專利說明】一種龍門式上肢康復訓練裝置
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于康復醫(yī)療機械【技術領域】，更具體地，涉及一種龍門式上肢康復訓練裝置，其適用于輔助上肢肢體運動功能障礙患者恢復運動功能。
【背景技術】
[0002]國內(nèi)外研究表明，大多數(shù)肢體殘疾患者可以通過康復運動訓練恢復其肢體運動功能，尤其是中風偏癱早期患者，通過運動功能訓練其康復率高達90%。而通過傳統(tǒng)的人工方式對患者進行康復訓練，既增加了護理人員的工作強度，而且不能獲得可用于評定康復效果的詳細數(shù)據(jù)，因此，將機器人技術與康復醫(yī)學有機結合在一起的康復訓練機器人能大大減輕康復護理人員的工作強度，提高患者康復訓練效率，同時將康復機器人產(chǎn)業(yè)化，可以大大降低康復醫(yī)療成本，滿足日益增加的殘疾人康復訓練需求，極大的推動了殘疾人康復事業(yè)的發(fā)展。
[0003]隨著機器人技術的不斷發(fā)展，人們開始將機器人技術應用到康復醫(yī)學領域，從而產(chǎn)生了康復醫(yī)療機器人這個新興的產(chǎn)業(yè)和學科。從20世紀80年代美國率先開展康復機器人技術研究至今，全世界已經(jīng)有數(shù)以百計的研究機構在從事康復醫(yī)療機器人的理論研究和技術開發(fā)?？祻蜋C器人領域已經(jīng)成為工程技術和康復醫(yī)學學科交叉的研究熱點。其中，比較有代表性的上肢康復訓練機器人有:1991年美國麻省理工學院MIT設計出世界 上第一臺上肢康復訓練機器人系統(tǒng)MIT-MANUS7 ；1999年美國斯坦福大學輔助測量患者上肢運動空間的THE ARM GUIDE ;德國柏林的Klinic實驗室與弗朗荷費研究所共同發(fā)明的B1-Manu-Track訓練機器人；2002年，以英國Reading大學為首的歐洲跨國研究小組研制出名為GENTLE/S的上肢康復醫(yī)療機器人；日本大阪大學、兵庫醫(yī)學院和旭化成株式會社的Junji Furusho, Kenichi Koyanagi等人聯(lián)合研制的上肢康復訓練系統(tǒng)3D0F-EMUL和改進版的 6D0F_Robotherapist 等。
[0004]上述上肢康復訓練裝置的優(yōu)點是結構簡單，易于控制，但是裝置的自由度數(shù)較少，可訓練的關節(jié)數(shù)量有限，而且患者訓練時的運動空間較小。因此，相關領域中亟需開發(fā)出更為完善的解決方案，以便更好地適應上肢肢體運動功能障礙患者恢復運動功能的各類需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]針對現(xiàn)有技術的以上缺陷或改進需求，本發(fā)明提供了一種龍門式上肢康復訓練裝置，其中通過對關鍵組成部件的構造及其設置方式進行改進，使得該裝置能夠以結構緊湊、便于操作的方式多自由度牽引患者手部從而帶動患者整個上肢各個關節(jié)的運動，模擬各種人體上肢日常行為，使患者上肢各關節(jié)、運動肌肉群以及運動功能神經(jīng)群得到有效的物理刺激，進而達到有效恢復患者上肢運動功能的目的。
[0006]為實現(xiàn)上述目的，按照本發(fā)明，提供了一種龍門式上肢康復訓練裝置，該訓練裝置包括龍門式機架、配置于該機架的X軸直線運動機構、Y軸直線運動機構和Z軸直線運動機構，以及手柄組件，其特征在于:
[0007]所述X軸直線運動機構設置在龍門式機架的中部，并包括第一驅動箱、第一伺服電機、鋼絲繩張緊元件、轉向滑輪、X向直線導軌和X向滑塊，其中從第一驅動箱沿著水平X軸方向引出鋼絲繩，該鋼絲繩繞過鋼絲繩張緊元件和轉向滑輪后連接于X向滑塊，然后繼續(xù)繞過轉向滑輪和鋼絲繩張緊元件，最后返回第一驅動箱；以此方式，在第一伺服電機的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述X向滑塊沿著直線導軌實現(xiàn)水平左右方向的直線運動；
[0008]所述Y軸直線運動機構設置在龍門式機架的底部，并包括第二伺服電機、滾珠絲桿、圓螺母組件和滾輪，其中第二伺服電機的輸出軸與滾珠絲桿相連，使?jié)L珠絲桿轉動并帶動圓螺母組件可沿著水平Y軸方向來回移動；圓螺母組件固定在龍門式機架上，由此帶動龍門式機架及與其相連的其他機構一同沿著滾輪軌道實現(xiàn)水平前后方向的直線移動；
[0009]所述Z軸直線運動機構設置在龍門式機架的頂部，并包括第二驅動箱、第三伺服電機、轉向滑輪、Z向導軌和滑塊連接件，其中從第二驅動箱沿著水平左右方向引出鋼絲繩，所述鋼絲繩各自繞過轉向滑輪后，分別連接于固定設置在X軸直線運動機構兩端的滑塊連接件；以此方式，在第一伺服電機的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述滑塊連接件及X軸直線運動機構沿著Z向導軌實現(xiàn)豎直上下方向的直線運動；
[0010]所述手柄組件設置在所述X向滑塊上并隨其一同運動，同時具備三個旋轉軸正交的旋轉自由度，以此方式，使用者通過握住手柄組件，可帶動其手臂在XYZ三直線軸方向以及三個旋轉軸方向上組合執(zhí)行多種上肢動作，從而實現(xiàn)對使用者上肢運動功能的康復訓練過程。[0011]作為進一步優(yōu)選地，所述第一驅動箱和第二驅動箱的結構和尺寸均相同，它們各自包括齒輪軸、同軸設置的第一齒輪和第一驅動滑輪，以及同軸設置的第二齒輪和第二驅動滑輪，其中齒輪軸通過軸承與所述第一伺服電機的輸出端相連，并帶動與其相嚙合的第一齒輪及第一驅動滑輪一同傳動，所述第二齒輪與第一輪齒以1:1的傳動比相互哨合，由此相應帶動第二齒輪及第二驅動滑輪一同傳動。
[0012]作為進一步優(yōu)選地，對于第一驅動箱而言，鋼絲繩在第一驅動滑輪和第二驅動滑輪上的繞向相同，由此通過鋼絲繩的一邊收、一邊放的操作來實現(xiàn)所述X向滑塊沿著水平左右方向的直線運動；對于第二驅動箱而言，鋼絲繩在第一驅動滑輪和第二驅動滑輪上的繞向相反，由此通過鋼絲繩的同時收、同時放的操作來實現(xiàn)所述滑塊連接件沿著豎直上下方向的直線運動。
[0013]作為進一步優(yōu)選地,所述齒輪軸的齒數(shù)為20,模數(shù)為2毫米,并與第一齒輪以1:3的傳動比相互嚙合；所述第一齒輪和第二齒輪的齒數(shù)為60,模數(shù)為2毫米。
[0014]作為進一步優(yōu)選地，所述第一驅動滑輪和所述第二驅動滑輪的斷面上均開有斜45度孔，該斜45度孔與第一、第二驅動滑輪各自的鋼絲繩槽相通，用于將鋼絲繩的一頭固定其上。
[0015]作為進一步優(yōu)選地，所述手柄組件包括滑塊手柄連接件、旋轉支撐件、手柄基座和手柄，其中滑塊手柄連接件的上表面開有多個用于與所述X向滑塊相連接的通孔，左右端面上分別具有用于固定鋼絲繩的環(huán)狀突出結構；所述旋轉支撐件通過沿著Y軸方向延伸的銷軸與滑塊手柄連接件可相對旋轉地聯(lián)接，手柄基座通過沿著X軸方向延伸的銷軸與旋轉支撐件可相對旋轉地聯(lián)接；此外，手柄安裝在手柄基座中，并通過沿著Z軸方向延伸的銷軸與手柄基座可相對旋轉地聯(lián)接。
[0016]作為進一步優(yōu)選地，所述龍門式機架優(yōu)選由工業(yè)鋁型材搭建而成。
[0017]總體而言，通過本發(fā)明所構思的以上技術方案與現(xiàn)有技術相比，主要具備以下的技術優(yōu)點:
[0018]1、通過對其與手柄組件相關組件的結構及其設置方式進行設計，能夠以結構緊湊、便于操控的方式實現(xiàn)手柄末端的多自由度(3個平移方向和3個旋轉方向及其組合)運動，并使得手柄末端具備精確的位置和姿態(tài)；
[0019]2、通過采用龍門式結構并對三軸直線運動機構進行相應設計，可以實現(xiàn)大范圍的運動形成，便于牽引患者手部從而帶動患者整個上肢各個關節(jié)的運動，例如，手柄末端的水平左右運動行程形成可達到1000毫米，水平前后運動行程可達到800毫米，豎直上下運動行程可達到1100毫米；
[0020]3、通過對三軸直線運動分別采用伺服電機獨立進行控制，可有效消除運動耦合，降低了使用者的操控難度，保證整個訓練裝置的適用性；
[0021]4、按照本發(fā)明的龍門式上肢康復訓練裝置適用于輔助上肢肢體運動功能障礙患者恢復運動功能，能夠精確模擬各種人體上肢日常行為，使患者上肢各關節(jié)、運動肌肉群以及運動功能神經(jīng)群得到有效的物理刺激，達到恢復患者上肢運動功能的目的。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的龍門式上肢康復訓練裝置的整體結構示意圖； [0023]圖2是圖1中所示驅動箱的內(nèi)部結構示意圖；
[0024]圖3是圖1中所示手柄組件的結構示意圖；
[0025]在所有附圖中，相同的附圖標記用來表示相同的元件或結構，其中:
[0026]1-第三伺服電機2-第二驅動箱3-鋼絲繩4-轉向滑輪支座5-龍門式機架6-第一伺服電機7-第一驅動箱8-鋼絲繩張緊機構9-轉向滑輪支座10-滑塊限位擋塊11-手柄組件12-第二伺服電機13-底板14-圓螺母組件15-滾珠絲桿16-絲桿固定端17-滾輪18-滾輪軌道19-轉向滑輪20-電機支架21-Z向導軌22-轉向滑輪23-滑塊連接件24-電機支架25-水平基板26-鋼絲繩27-X向滑塊28-第二驅動滑輪29-驅動滑輪軸30-軸承31-齒輪軸32-第二齒輪33-第一齒輪34-第一驅動滑輪36-軸承37-滑塊手柄連接件38-外六角螺母39-手柄基座40-銷軸41-手柄42-旋轉支撐件
【具體實施方式】
[0027]為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。此外，下面所描述的本發(fā)明各個實施方式中所涉及到的技術特征只要彼此之間未構成沖突就可以相互組合。
[0028]圖1是按照本發(fā)明優(yōu)選實施例的龍門式上肢康復訓練裝置的整體結構示意圖。如圖1所示，本發(fā)明所提供的龍門式上肢康復訓練裝置主要包括龍門式機架、配置于該機架的X軸直線運動機構、Y軸直線運動機構和Z軸直線運動機構，以及手柄組件，其中通過結合上肢康復訓練自身的特點和需求來對其關鍵組件的結構及設置方式進行設計，相應能夠以結構緊湊、便于操控的方式實現(xiàn)手柄末端的多自由度運動，并使得手柄末端具備精確的位置和姿態(tài)。
[0029]具體而言，X軸直線運動機構設置在龍門式機架的中部，并包括第一驅動箱7、第一伺服電機6、鋼絲繩張緊元件8、轉向滑輪22、X向直線導軌和X向滑塊27，其中從第一驅動箱7沿著水平X軸方向引出鋼絲繩，該鋼絲繩繞過鋼絲繩張緊元件和轉向滑輪后連接于X向滑塊27，然后繼續(xù)繞過轉向滑輪和鋼絲繩張緊元件，最后返回第一驅動箱7 ;以此方式，在第一伺服電機6的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述X向滑塊27沿著直線導軌實現(xiàn)水平左右方向的直線運動。
[0030]Y軸直線運動機構設置在龍門式機架的底部，并包括第二伺服電機12、滾珠絲桿
15、圓螺母組件14和滾輪17，其中第二伺服電機12的輸出軸與滾珠絲桿15相連，使?jié)L珠絲桿15轉動并帶動圓螺母組件14可沿著水平Y軸方向來回移動；圓螺母組件14固定在龍門式機架5上，由此帶動龍門式機架及與其相連的其他機構一同沿著滾輪軌道18實現(xiàn)水平前后方向的直線移動。
[0031]Z軸直線運動機構設置在龍門式機架的頂部，并包括第二驅動箱2、第三伺服電機
1、轉向滑輪、Z向導軌21和滑塊連接件23，其中從第`二驅動箱7沿著水平左右方向引出鋼絲繩，所述鋼絲繩各自繞過轉向滑輪后，分別連接于固定設置在X軸直線運動機構兩端的滑塊連接件23 ;以此方式，在第一伺服電機6的驅動下，使得鋼絲繩3可帶動所述滑塊連接件23及X軸直線運動機構沿著Z向導軌21實現(xiàn)豎直上下方向的直線運動。
[0032]此外，所述手柄組件設置在X向滑塊27上并隨其一同運動，同時具備三個旋轉軸正交的旋轉自由度，以此方式，使用者通過握住手柄組件，可帶動其手臂在XYZ三直線軸方向以及三個旋轉軸方向上組合執(zhí)行多種上肢動作，從而實現(xiàn)對使用者上肢運動功能的康復訓練過程。
[0033]按照本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式，為了實現(xiàn)上述運動過程，第一驅動箱7和第二驅動箱2可采用結構和尺寸均相同的組件，具體而言，如圖2中所示，驅動箱包括第一驅動滑輪28、驅動滑輪軸29、軸承30、第一齒輪32、第二驅動滑輪34、第二齒輪33、齒輪軸31和軸承36等。其中第一齒輪32和第二齒輪33的齒數(shù)優(yōu)選為60，模數(shù)為2毫米，互相嚙合，傳動比為1:1。齒輪軸31的齒數(shù)優(yōu)選為20,模數(shù)為2毫米,與第二齒輪33嚙合,傳動比為1:3。第一驅動滑輪28和第二驅動滑輪34斷面上均可開有斜45度孔，以便與第一驅動滑輪28和第二驅動滑輪34的鋼絲繩槽相通，作用是將鋼絲繩26的一頭固定在第一驅動滑輪28和第二驅動滑輪34上。在第二驅動箱2和第一驅動箱7中，齒輪軸31轉動帶動與其相嚙合的第二齒輪33轉動，第二齒輪33帶動與其相嚙合的第一齒輪32轉動，第一驅動滑輪28與第一齒輪32同軸,第二驅動滑輪34與第二齒輪33同軸,又由于第二齒輪33與第一齒輪32的傳動比為1:1，因此第一驅動滑輪28與第二驅動滑輪34的轉速相等，轉向相反。
[0034]通過以上設置，在第一驅動箱7中，由于鋼絲繩26在第一驅動滑輪28和第二驅動滑輪34繞向相同，從而能夠實現(xiàn)鋼絲繩26 —邊收、一邊放。鋼絲繩26從第一驅動箱7中引出后繞過鋼絲繩張緊機構8和轉向滑輪22與X向滑塊27連接。由于鋼絲繩26 —邊收、一邊放可實現(xiàn)X向滑塊27的左右平移運動。此外，在第二驅動箱2中，鋼絲繩3在第一驅動滑輪28和第二驅動滑輪34上的繞向相反，能夠實現(xiàn)鋼絲繩3同時收、同時放。鋼絲繩3從驅動箱2中引出后繞過轉向滑輪19與滑塊連接件23連接?；瑝K連接件23繼續(xù)與X軸直線運動機構連接。因此，鋼絲繩的收、放可帶動滑塊連接件23及X軸直線運動機構作豎直上下直線運動，從而帶動患者手部上下直線運動。
[0035]按照本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式，Y軸直線運動機構中的第二伺服電機12與絲杠固定端16均固定在底板13上，第二伺服電機12的輸出軸與滾珠絲杠15通過聯(lián)軸器連接，第二伺服電機12的輸出 軸轉動帶動滾珠絲杠15轉動，滾珠絲杠15轉動帶動圓螺母組件14沿滾珠絲杠軸線方向直線運動，圓螺母組件14固定在機架5上，因此實現(xiàn)整個裝置前后直線運動。
[0036]除了上述XYZ三直線軸的直線運動之外，按照本發(fā)明的訓練裝置還可實現(xiàn)多旋轉軸的旋轉運動。如圖3中所示，按照本發(fā)明優(yōu)選實施方式的手柄組件11包括:滑塊手柄連接件37、外六角螺母38、銷軸40、手柄41、手柄基座39、旋轉支撐件42。
[0037]具體而言，滑塊手柄連接件37上表面開有4個與滑塊連接用的通孔，滑塊手柄連接件37的左右端面上分別有2對環(huán)狀突起結構，作用是固定鋼絲繩。旋轉支撐件42可繞滑塊手柄連接件伸出軸軸線方向旋轉，外六角螺母38起限制旋轉支撐件42軸線位置作用。手柄基座39與旋轉支撐件42通過銷軸40連接，手柄基座39可繞銷軸40的軸線方向旋轉。手柄41可繞自身軸線方向旋轉。
[0038]此外，龍門式機架5優(yōu)選由工業(yè)鋁型材通過連接件搭建而成，由此在滿足機架整體剛度需要的同時，可減輕裝置整體的重量。
[0039]下面將具體解釋按照本發(fā)明的龍門式上肢康復訓練裝置的使用過程。
[0040]第一伺服電機6輸出軸旋轉帶動第一驅動箱7中的齒輪軸31旋轉,齒輪軸31轉動帶動相嚙合的第一齒輪33轉動，第一齒輪33帶動相嚙合的第二齒輪32轉動，同時驅動同軸設置的第二驅動滑輪28和第一驅動滑輪34，鋼絲繩3在驅動滑輪28和驅動滑輪34繞向相同，可實現(xiàn)鋼絲繩3 —邊收、一邊放。鋼絲繩3從驅動箱7中引出后繞過鋼絲繩張緊機構8和轉向滑輪22與X向滑塊27連接，進而實現(xiàn)滑塊27的左右平移運動。手柄組件11固定在滑塊27上，患者手部握住手柄組件11中的手柄41，從而帶動患者手部左右平移運動。
[0041]第三伺服電機I輸出軸旋轉帶動第二驅動箱2中的齒輪軸31旋轉，齒輪軸31轉動帶動相嚙合的第一齒輪33轉動，第一齒輪33帶動相嚙合的第二齒輪32轉動，同時驅動同軸設置的第二驅動滑輪28與第一驅動滑輪34，鋼絲繩3在驅動滑輪28和驅動滑輪34繞向相反，可實現(xiàn)鋼絲繩3同時收、同時放。鋼絲繩3從驅動箱2中引出后繞過轉向滑輪19與滑塊連接件23連接?；瑝K連接件23與X軸直線運動機構連接。因此，鋼絲繩的收、放可帶動X軸直線運動機構作豎直上下直線運動，從而帶動患者手部上下直線運動。
[0042]此外，第二伺服電機12與絲杠固定端16均固定在底板13上，第二伺服電機12的輸出軸與滾珠絲杠15通過聯(lián)軸器連接，第二伺服電機12的輸出軸轉動帶動滾珠絲杠15轉動，滾珠絲杠15轉動帶動圓螺母組件14沿滾珠絲杠軸線方向直線運動，圓螺母組件14固定在機架5上，因此實現(xiàn)整個裝置前后直線運動，從而帶動患者手部前后直線運動。
[0043]綜上所述，患者手部握住手柄41，本發(fā)明裝置可以帶動患者手部作水平的左右、水平的前后和豎直的上下三個方向的直線運動，同時，手柄組件11具有3個旋轉軸正交的旋轉自由度，因此通過三個方向的直線運動和三個旋轉軸正交的旋轉運動可以合成出任意復雜的上肢動作。使患者上肢各關節(jié)、運動肌肉群以及運動功能神經(jīng)群得到有效的物理刺激，達到恢復患者上肢運動功能的目的。另一方面，還可以通過位置、速度、力以及患者上肢關鍵部位肌電信號等傳感器能夠實時反映康復訓練的強度和效果，為康復醫(yī)務人員提供有參考價值的臨床治療數(shù)據(jù)。
[0044]本領域的技術人員容易理解，以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。`
【權利要求】
1.一種龍門式上肢康復訓練裝置，該訓練裝置包括龍門式機架、配置于該機架的X軸直線運動機構、Y軸直線運動機構和Z軸直線運動機構，以及手柄組件，其特征在于: 所述X軸直線運動機構設置在龍門式機架的中部，并包括第一驅動箱(7)、第一伺服電機(6)、鋼絲繩張緊元件(8)、轉向滑輪(22)、X向直線導軌和X向滑塊(27)，其中從第一驅動箱(7)沿著水平X軸方向引出鋼絲繩，該鋼絲繩繞過鋼絲繩張緊元件和轉向滑輪后連接于X向滑塊(27)，然后繼續(xù)繞過轉向滑輪和鋼絲繩張緊元件，最后返回第一驅動箱(7);以此方式，在第一伺服電機(6)的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述X向滑塊(27)沿著直線導軌實現(xiàn)水平左右方向的直線運動； 所述Y軸直線運動機構設置在龍門式機架的底部，并包括第二伺服電機(12)、滾珠絲桿(15)、圓螺母組件(14)和滾輪(17)，其中第二伺服電機(12)的輸出軸與滾珠絲桿(15)相連，使?jié)L珠絲桿(15)轉動并帶動圓螺母組件(14)可沿著水平Y軸方向來回移動；圓螺母組件(14)固定在龍門式機架(5)上，由此帶動龍門式機架及與其相連的其他機構一同沿著滾輪軌道(18)實現(xiàn)水平前后方向的直線移動； 所述Z軸直線運動機構設置在龍門式機架的頂部，并包括第二驅動箱(2)、第三伺服電機(I)、轉向滑輪、Z向導軌(21)和滑塊連接件(23)，其中從第二驅動箱(7)沿著水平左右方向引出鋼絲繩，所述鋼絲繩各自繞過轉向滑輪后，分別連接于固定設置在X軸直線運動機構兩端的滑塊連接件(23);以此方式，在第三伺服電機(I)的驅動下，使得鋼絲繩(3)可帶動所述滑塊連接件(23)及X軸直線運動機構沿著Z向導軌(21)實現(xiàn)豎直上下方向的直線運動； 所述手柄組件設置在所述X向滑塊(27)上并隨其一同運動，同時具備三個旋轉軸正交的旋轉自由度，以此方式，使用者通過握住手柄組件，可帶動其手臂在XYZ三直線軸方向以及三個旋轉軸方向上組合執(zhí)行多種上肢動作，從而實現(xiàn)對使用者上肢運動功能的康復訓練過程。
2.如權利要求1所述的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，所述第一驅動箱(7)和第二驅動箱(2)的結構和尺寸均相同，它們各自包括齒輪軸(31)、同軸設置的第一齒輪(33)和第一驅動滑輪(34)，以及同軸設置的第二齒輪(32)和第二驅動滑輪(28)，其中齒輪軸(31)通過軸承(36)與所述第一伺服電機(6)的輸出軸相連，并帶動與其相嚙合的第一齒輪(33)及第一驅動滑輪(34)—同傳動，所述第二齒輪(32)與第一輪齒(33)以1:1的傳動比相互嚙合，由此相應帶動第二齒輪(32)及第二驅動滑輪(28)—同傳動。
3.如權利要求2所述的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，對于第一驅動箱(7)而言，鋼絲繩在第一驅動滑輪(34)和第二驅動滑輪(28)上的繞向相同，由此通過鋼絲繩的一邊收、一邊放的操作來實現(xiàn)所述X向滑塊(27)沿著水平左右方向的直線運動；對于第二驅動箱(2)而言，鋼絲繩在第一驅動滑輪(34)和第二驅動滑輪(28)上的繞向相反，由此通過鋼絲繩的同時收、同時放的操作來實現(xiàn)所述滑塊連接件(27 )沿著豎直上下方向的直線運動。
4.如權利要求2或3所述的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，所述齒輪軸(31)的齒數(shù)為20,模數(shù)為2毫米,并與第一齒輪(33)以1:3的傳動比相互嚙合；所述第一齒輪(33)和第二齒輪(32)的齒數(shù)為60,模數(shù)為2毫米。
5.如權利要求2-4任意一項所述的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，所述第一驅動滑輪(34)和所述第二驅動滑輪(28)的斷面上均開有斜45度孔，該斜45度孔與第一、第二驅動滑輪各自的鋼絲繩槽相通，用于將鋼絲繩的一頭固定其上。
6.如權利要求1-5任意一項所述的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，所述手柄組件包括滑塊手柄連接件(37)、旋轉支撐件(42)、手柄基座(39)和手柄(41)，其中滑塊手柄連接件(37)的上表面開有多個用于與所述X向滑塊(27)相連接的通孔，左右端面上分別具有用于固定鋼絲繩的環(huán)狀突出結構；所述旋轉支撐件(42)通過沿著Y軸方向延伸的銷軸與滑塊手柄連接件(37)可相對旋轉地聯(lián)接，手柄基座(39)通過沿著X軸方向延伸的銷軸(40 )與旋轉支撐件(42 )可相對旋轉地聯(lián)接；此外，手柄(41)安裝在手柄基座(39 )中，并通過沿著Z軸方向延伸的銷軸與手柄基座可相對旋轉地聯(lián)接。
7.如權利要求6所述 的龍門式上肢康復訓練裝置，其特征在于，所述龍門式機架(5)優(yōu)選由工業(yè)鋁型材搭建而成。
【文檔編號】A61H1/00GK103720571SQ201310724242
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2013年12月25日 優(yōu)先權日:2013年12月25日
【發(fā)明者】孫容磊, 張宇, 王曉紅, 高遠 申請人:華中科技大學