專利名稱：一種基于虛擬空間技術的上肢康復訓練裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種醫(yī)療康復設備，特別是一種基于虛擬空間技術的上肢康復訓練裝置。
背景技術：
以往的康復訓練機器一般與健身器械差不多，訓練內容比較單調，患者感覺很枯 燥，難于長期堅持。三自由度上肢康復訓練裝置是利用虛擬空間技術和機器人技術，針對腦 中風等疾病引起的偏癱患者的上肢康復訓練而設計的專用康復訓練設備?；颊呖捎闷c側 的手輕輕握住機器臂的把手或用寬帶繩把偏癱側手腕部綁在機械臂把手上，然后在計算機 上選擇適合自己的訓練項目或游戲性較強的項目，根據訓練項目的規(guī)則，患者看著計算機 屏幕操作裝置的機械臂來完成虛擬空間中設計的訓練或游戲。虛擬環(huán)境下進行康復訓練的 患者手臂該感受到力時，裝置的控制機構通過傳動機構把力傳遞到患者的手臂，使患者具 有真實的感覺，以達到康復訓練的目的。與傳統(tǒng)的康復訓練機器相比，該裝置是利用虛擬空 間技術使患者在虛擬空間以玩游戲的形式進行康復訓練，容易喚起患者的興趣，以便進行 長期的康復訓練。近年來美國，日本等發(fā)達國家已著手研究與開發(fā)此類專用康復裝置，但其 機械手臂在平面上的兩個自由度方向運動時與上下運動的自由度方向發(fā)生干涉現象，即機 械手臂做前后和左右運動時，上下運動的軸也隨之轉動一些角度。這種干涉現象導致機械 手臂與虛擬環(huán)境中的相應位置不能準確對應，減少了患者在虛擬環(huán)境中訓練的趣味性，也 將影響患者的康復效果。另外，此類設備由于控制機構采用的是伺服電機輸出轉矩的形式， 即機器主動式的訓練方式，當控制機構萬一失靈時，患者會感到極其的恐懼，易造成患者的 心理陰影，進而影響之后的康復訓練。
發(fā)明內容
為解決現有技術存在的上述問題，本發(fā)明要設計一種機械手臂平面運動與上下運 動無干涉、被動式的一種基于虛擬空間技術的上肢康復訓練裝置。為了實現上述目的，本發(fā)明的技術方案如下一種基于虛擬空間技術的上肢康復 訓練裝置，包括豎軸支架、橫軸支架、連桿組、主支架、顯示器、電腦主機和控制箱，所述的豎 軸支架通過螺釘固定在主支架的上部，橫軸支架通過螺釘固定在主支架的下部；所述的連 桿組中的連桿關節(jié)E和齒輪固定板A通過螺釘與內軸連接，連桿關節(jié)D通過螺釘與外軸連 接，連桿組中的齒條軸通過螺釘與橫軸支架上的齒條連接；所述的豎軸支架由編碼器A、磁粉制動器A、內軸、外軸、小帶輪、內軸帶輪、外軸帶 輪、同步帶、帶輪軸、內軸軸承、外軸軸承、外軸軸承座、圓型帶座軸承、軸承座支架、支架座、 同步帶張緊器、編碼器定位塊、磁粉制動器定位塊、磁粉制動器固定板A、支架板A、支架板 B、支架板C、支架板D組成；所述的內軸安裝在內軸軸承上，內軸軸承通過彈性擋圈固定在 外軸的內部，外軸安裝在外軸軸承上，外軸軸承以間隙配合的方式安裝在外軸軸承座上，外 軸軸承座通過支架板B安裝在支架板A上；所述的內軸帶輪通過緊固螺釘安裝在內軸下端，外軸帶輪通過緊固螺釘安裝在外軸下端，內軸帶輪位于外軸帶輪的下面；編碼器A、磁粉制 動器A、小帶輪通過鍵與帶輪軸連接，編碼器A位于帶輪軸的上端，通過螺釘固定在編碼器 定位塊上，編碼器定位塊通過螺釘固定在軸承座支架上，磁粉制動器A位于帶輪軸的下端， 通過螺釘與磁粉制動器固定板A連接，磁粉制動器固定板A通過磁粉制動器定位塊A與軸 承座支架連接，小帶輪位于帶輪軸的中部；帶輪軸安裝在圓型帶座軸承上，圓型帶座軸承位 于小帶輪的兩側，通過螺釘固定在軸承座支架上，軸承座支架與支架座通過螺栓連接，支架 座通過螺釘固定在支架板A上；兩個小帶輪分別與內軸帶輪、外軸帶輪通過同步帶連接；同 步帶張緊器一端固定在軸承座支架上、另一端固定在支架板D上；支架板A、支架板B、支架 板C、支架板D之間通過螺釘連接在一起，固定在主支架的上部；所述的橫軸支架由編碼器B、磁粉制動器B、齒輪A、齒輪軸A、齒條、立式帶座軸承、 磁粉制動器固定板B、滑輪、滑輪架A、滑輪架B、支架板E組成；所述的編碼器B、磁粉制動器 B、齒輪A通過鍵與齒輪軸A連接，編碼器B位于齒輪軸A的一端、通過螺釘固定在支架板E 上，磁粉制動器B位于齒輪軸A的另一端、通過螺釘與磁粉制動器固定板B連接，磁粉制動 器固定板B通過螺釘固定在支架板E上，齒輪A位于齒輪軸A的中部；所述的齒輪軸A安裝 在立式帶座軸承上，立式帶座軸承位于齒輪A的兩側，通過螺釘固定在支架板E上；支架板 E的上表面和下表面各裝有一個滑輪，分別通過滑輪架A和滑輪架B固定在支架板E上，與 齒輪A共面；在齒輪A和滑輪之間裝有齒條，齒條與齒輪A嚙合；支架板E通過螺釘固定在 主支架的下部；所述的連桿組由連桿A、連桿B、連桿C、連桿D、連桿E、連桿F、連桿G、連桿關節(jié)A、 連桿關節(jié)B、連桿關節(jié)C、連桿關節(jié)D、連桿關節(jié)E、連桿關節(jié)F、連桿關節(jié)G、連桿關節(jié)H、連桿 關節(jié)I、關節(jié)軸A、關節(jié)軸B、齒輪B、齒輪C、圓柱齒條、齒輪軸B、齒輪軸C、齒條軸、齒輪固定 板A、齒輪固定板B、齒輪固定板C、連桿固定板、把手組成；所述的連桿A的一端通過螺釘裝 有把手、其中部和另一端分別通過關節(jié)螺栓裝有連桿關節(jié)A ；連桿B—端通過螺釘裝有連桿 關節(jié)B、另一端通過緊固螺釘安裝在連桿關節(jié)I上；連桿C 一端通過緊固螺釘安裝在連桿關 節(jié)F上、另一端通過螺釘固定在連桿固定板上；連桿D —端通過螺釘安裝在連桿關節(jié)E上、 另一端裝有連桿關節(jié)G ；連桿E和連桿F的一端通過關節(jié)螺栓裝有連桿關節(jié)A、另一端通過 螺釘裝有連桿關節(jié)B ；連桿G的上端和中部通過關節(jié)螺栓裝有連桿關節(jié)A，下端裝有連桿關 節(jié)C ；連桿關節(jié)A與連桿關節(jié)B、連桿關節(jié)C之間通過關節(jié)軸A和關節(jié)軸承連接在一起，使連 桿A、連桿B、連桿C或連桿D、連桿E或連桿F組成水平面內的平行四桿機構，連桿A平行 于連桿C或連桿D，連桿B平行于連桿E或連桿F ；同時，也使連桿E、連桿F、連桿G、連桿固 定板組成垂直面內的平行四桿機構，連桿E平行于連桿F，連桿G平行于連桿固定板；連桿 關節(jié)E通過螺釘與內軸連接，連桿關節(jié)D通過螺釘與外軸連接；齒輪固定板A、齒輪固定板 B、齒輪固定板C通過螺釘固連接在一起，齒輪固定板A通過螺釘安裝在內軸的上端；齒輪B 通過鍵安裝在齒輪軸B的一端，齒輪軸B安裝在連桿C的內部、其另一端通過螺釘裝有連桿 關節(jié)H ；齒輪C通過鍵與齒輪軸C相連并通過軸承安裝在齒輪固定板C上，與齒輪B在同一 個水平面上；圓柱齒條安裝在齒條軸上，通過齒條軸端的螺母固定，齒條軸安裝在內軸的內 部，圓柱齒條位于齒輪B和齒輪C之間、并與此兩齒輪嚙合。與現有技術相比，本發(fā)明具有以下有益效果1、由于本發(fā)明的機械臂采用了七桿機構實現三個自由度方向的運動，即由水平面上的四桿機構實現水平面上的兩個移動自由度方向的運動，而垂直平面上的四桿機構實現 上下自由度方向的運動，與由四桿機構構成的機械臂只能實現水平面上的兩個自由度方向 的運動機構相比較，具有結構緊湊，重量輕，轉動慣性小等特點。2、由于本發(fā)明采用了平行四邊形連桿機構(機械臂)實現平面上的兩個自由度方 向的運動，并通過三重軸的外部兩個軸(外軸和內軸)把運動信息傳遞給相連的磁粉制動 器與編碼器，兩個自由度方向間的運動不發(fā)生干涉。3、由于本發(fā)明采用的三重軸結構中齒條軸(最里邊的軸)頂端采用了圓柱直齒齒 條結構，當平面四桿機構帶動內軸和外軸兩個軸轉動時，不會引起齒條軸的上下運動，即保 證了平面運動的兩個自由度與上下運動方向的自由度不發(fā)生任何干涉現象，確保了上下運 動的準確性，提高了康復訓練的質量與效果。4、由于本發(fā)明的控制機構只采用了轉矩可控的磁粉制動器和編碼器，患者在虛擬 環(huán)境中操作機械臂進行康復訓練時手臂中應感覺到的力，根據編碼器的信息，通過計算機 的計算與分析確定機械臂的把手在虛擬環(huán)境中對應的位置，確定磁粉制動器應輸出制動力 的大小，并把制動力通過機械臂準確地反映到患者的手臂上，即采用了患者主動而機械為 被動的方式。該方式具有操作安全，制造方便，結構簡單等特點。
本發(fā)明共有附圖11張，其中圖1是上肢康復訓練裝置主視圖。圖2是圖1的俯視圖。圖3是圖1的左視圖。圖4是上肢康復訓練裝置軸視圖。圖5是上肢康復訓練裝置的豎軸支架剖視圖。圖6是圖5的A-A剖面圖。圖7是上肢康復訓練裝置的橫軸支架剖視圖。圖8是圖7的B-B剖面圖。圖9是上肢康復訓練裝置連桿組主視圖。圖10是圖9的C-C剖面圖。圖11是圖9的左視圖。圖中1、顯示器，2、電腦主機，3、控制箱；101、支架板A，102、支架板B，103、編碼器定位塊A，104、支架座，105、軸承座支架， 106、磁粉制動器定位塊，107、磁粉制動器A，108、磁粉制動器固定板A，109、圓型帶座軸承， 110、小帶輪，111、同步帶張緊器，112、支架板D，113、編碼器八，114、支架板C，115、外軸軸承 座，116、外軸，117、內軸，118、帶輪軸，119、同步帶，120、內軸帶輪，121、外軸帶輪，122、外軸 軸承，123、內軸軸承；201、主支架，202、磁粉制動器B，203、磁粉制動器固定板B，204、支架板E，205、齒 條，206、滑輪架B，207、齒輪軸A，208、滑輪架A，209、滑輪，210、編碼器B，211、立式帶座軸 承，212、齒輪A ；301、關節(jié)軸B，302、連桿關節(jié)D，303、連桿關節(jié)E，304、齒輪固定板A，305、齒輪固定板B，306、齒輪軸B，307、齒輪B，308、圓柱齒條，309、齒條軸，310、齒輪軸C，311、齒輪固定板 C，312、連桿E，313、連桿F，314、連桿關節(jié)B, 315、連桿關節(jié)A，316、連桿G，317、把手，318、連 桿A，319、連桿關節(jié)C，320、連桿B，321、連桿關節(jié)F，322、連桿C，323、連桿固定板，324、連桿 關節(jié)G，325、連桿關節(jié)H，326、齒輪C，327、連桿關節(jié)I，328、連桿D，329、關節(jié)螺栓，330、關節(jié) 軸承，331、關節(jié)軸A。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明進行進一步地描述。如圖1-11所示，一種基于虛擬空間技 術的上肢康復訓練裝置，包括豎軸支架、橫軸支架、連桿組、主支架201、顯示器1、電腦主機 2和控制箱3，所述的豎軸支架通過螺釘固定在主支架201的上部，橫軸支架通過螺釘固定 在主支架201的下部；所述的連桿組中的連桿關節(jié)E303和齒輪固定板A304通過螺釘與內 軸117連接，連桿關節(jié)D302通過螺釘與外軸116連接，連桿組中的齒條軸309通過螺釘與 橫軸支架上的齒條205連接；所述的豎軸支架由編碼器A113、磁粉制動器A107、內軸117、外軸116、小帶輪110、 內軸帶輪120、外軸帶輪121、同步帶119、帶輪軸118、內軸軸承123、外軸軸承122、外軸軸 承座115、圓型帶座軸承109、軸承座支架105、支架座104、同步帶張緊器111、編碼器定位 塊103、磁粉制動器定位塊106、磁粉制動器固定板A108、支架板A101、支架板B102、支架板 C114、支架板D112組成；所述的內軸117安裝在內軸軸承123上，內軸軸承123通過彈性擋 圈固定在外軸116的內部，外軸116安裝在外軸軸承122上，外軸軸承122以間隙配合的方 式安裝在外軸軸承座115上，外軸軸承座115通過支架板B102安裝在支架板A101上；所述 的內軸帶輪120通過緊固螺釘安裝在內軸117下端，外軸帶輪121通過緊固螺釘安裝在外 軸116下端，內軸帶輪120位于外軸帶輪121的下面；編碼器A113、磁粉制動器A107、小帶 輪110通過鍵與帶輪軸118連接，編碼器A113位于帶輪軸118的上端，通過螺釘固定在編 碼器定位塊103上，編碼器定位塊103通過螺釘固定在軸承座支架105上，磁粉制動器A107 位于帶輪軸118的下端，通過螺釘與磁粉制動器固定板A108連接，磁粉制動器固定板A108 通過磁粉制動器定位塊A106與軸承座支架105連接，小帶輪110位于帶輪軸118的中部； 帶輪軸118安裝在圓型帶座軸承109上，圓型帶座軸承109位于小帶輪110的兩側，通過螺 釘固定在軸承座支架105上，軸承座支架105與支架座104通過螺栓連接，支架座104通過 螺釘固定在支架板A101上；兩個小帶輪110分別與內軸帶輪120、外軸帶輪121通過同步 帶119連接；同步帶張緊器111 一端固定在軸承座支架105上、另一端固定在支架板D112 上；支架板A101、支架板B102、支架板C114、支架板D112之間通過螺釘連接在一起，固定在 主支架201的上部；所述的橫軸支架由編碼器B210、磁粉制動器B202、齒輪A212、齒輪軸A207、齒條 205、立式帶座軸承211、磁粉制動器固定板B203、滑輪209、滑輪架A208、滑輪架B206、支架 板E204組成；所述的編碼器B210、磁粉制動器B202、齒輪A212通過鍵與齒輪軸A207連接， 編碼器B210位于齒輪軸A207的一端、通過螺釘固定在支架板E204上，磁粉制動器B202位 于齒輪軸A207的另一端、通過螺釘與磁粉制動器固定板B203連接，磁粉制動器固定板B203 通過螺釘固定在支架板E204上，齒輪A212位于齒輪軸A207的中部；所述的齒輪軸A207安 裝在立式帶座軸承211上，立式帶座軸承211位于齒輪A212的兩側，通過螺釘固定在支架板E204上；支架板E204的上表面和下表面各裝有一個滑輪209，分別通過滑輪架A208和 滑輪架B206固定在支架板E204上，與齒輪A212共面；在齒輪A212和滑輪209之間裝有齒 條205，齒條205與齒輪A212嚙合；支架板E204通過螺釘固定在主支架201的下部；所述的連桿組由連桿A318、連桿B320、連桿C322、連桿D328、連桿E312、連桿 F313、連桿G316、連桿關節(jié)A315、連桿關節(jié)B314、連桿關節(jié)C319、連桿關節(jié)D302、連桿關節(jié) E303、連桿關節(jié)F321、連桿關節(jié)G324、連桿關節(jié)H325、連桿關節(jié)1327、關節(jié)軸A331、關節(jié)軸 B301、齒輪B307、齒輪C326、圓柱齒條308、齒輪軸B306、齒輪軸C310、齒條軸309、齒輪固 定板A304、齒輪固定板B305、齒輪固定板C311、連桿固定板323、把手317組成；所述的連 桿A318的一端通過螺釘裝有把手317、其中部和另一端分別通過關節(jié)螺栓329裝有連桿關 節(jié)A315 ；連桿B320 —端通過螺釘裝有連桿關節(jié)B314、另一端通過緊固螺釘安裝在連桿關 節(jié)1327上；連桿C322 —端通過緊固螺釘安裝在連桿關節(jié)F321上、另一端通過螺釘固定在 連桿固定板323上；連桿D328 —端通過螺釘安裝在連桿關節(jié)E303上、另一端裝有連桿關節(jié) G324 ；連桿E312和連桿F313的一端通過關節(jié)螺栓329裝有連桿關節(jié)A315、另一端通過螺釘 裝有連桿關節(jié)B314 ；連桿G316的上端和中部通過關節(jié)螺栓329裝有連桿關節(jié)A315，下端裝 有連桿關節(jié)C319 ；連桿關節(jié)A315與連桿關節(jié)B314、連桿關節(jié)C319之間通過關節(jié)軸A331和 關節(jié)軸承330連接在一起，使連桿A318、連桿B320、連桿C322或連桿D328、連桿E312或連 桿F313組成水平面內的平行四桿機構，連桿A318平行于連桿C322或連桿D328，連桿B320 平行于連桿E312或連桿F313 ；同時，也使連桿E312、連桿F313、連桿G316、連桿固定板323 組成垂直面內的平行四桿機構，連桿E312平行于連桿F313，連桿G316平行于連桿固定板 323 ；連桿關節(jié)E303通過螺釘與內軸117連接，連桿關節(jié)D302通過螺釘與外軸116連接； 齒輪固定板A304、齒輪固定板B305、齒輪固定板C311通過螺釘固連接在一起，齒輪固定板 A304通過螺釘安裝在內軸117的上端；齒輪B307通過鍵安裝在齒輪軸B306的一端，齒輪軸 B306安裝在連桿C322的內部、其另一端通過螺釘裝有連桿關節(jié)H325 ；齒輪C326通過鍵與 齒輪軸C310相連并通過軸承安裝在齒輪固定板C311上，與齒輪B307在同一個水平面上； 圓柱齒條308安裝在齒條軸309上，通過齒條軸309端的螺母固定，齒條軸309安裝在內軸 117的內部，圓柱齒條308位于齒輪B307和齒輪C326之間、并與此兩齒輪嚙合。本發(fā)明工作時在連桿A318、連桿B320、連桿C322或連桿D328、連桿E312或連桿 F313組成水平面內的平行四桿機構中，連桿A318平行于連桿C322或連桿D328，連桿B320 平行于連桿E312或連桿F313，把手317運動帶動連桿A318運動，連桿B320將x方向上的 運動轉換成外軸116的轉動，連桿D328將y方向上的運動轉換成內軸117的轉動，內軸帶輪 120和外軸帶輪121分別帶動對應的小帶輪110轉動，從而使小帶輪110帶動帶輪軸118上 的編碼器A113和磁粉制動器A107轉動，編碼器A113測出轉動的方向和角度，磁粉制動器 A107輸出把手317應在水平面內所受的制動力。連桿E312、連桿F313、連桿G316、連桿固 定板323組成的垂直面平行四桿機構中，當把手317上下運動，連桿E312通過齒輪軸B306 帶動齒輪B307轉動，齒輪B307帶動圓柱齒條308上下運動，將把手317在z方向上的運動 轉換成圓柱齒條308的上下運動，圓柱齒條308通過齒條軸309帶動橫軸支架中的齒條205 運動，從而帶動齒輪軸A207上的編碼器B210和磁粉制動器B202轉動，編碼器B210測出轉 動的方向和角度，磁粉制動器B202輸出把手317應在z方向上所受的制動力。3個編碼器 將數據傳送給電腦主機2，通過電腦主機2程序分析確定把手317在虛擬空間中對應的位置，最后電腦主機2通過控制箱3輸出信號控制磁粉制動器A107和磁粉制動器B202的制 動力。
權利要求
一種基于虛擬空間技術的上肢康復訓練裝置，包括豎軸支架、橫軸支架、連桿組、主支架(201)、顯示器(1)、電腦主機(2)和控制箱(3)，其特征在于所述的豎軸支架通過螺釘固定在主支架(201)的上部，橫軸支架通過螺釘固定在主支架(201)的下部；所述的連桿組中的連桿關節(jié)E(303)和齒輪固定板A(304)通過螺釘與內軸(117)連接，連桿關節(jié)D(302)通過螺釘與外軸(116)連接，連桿組中的齒條軸(309)通過螺釘與橫軸支架上的齒條(205)連接；所述的豎軸支架由編碼器A(113)、磁粉制動器A(107)、內軸(117)、外軸(116)、小帶輪(110)、內軸帶輪(120)、外軸帶輪(121)、同步帶(119)、帶輪軸(118)、內軸軸承(123)、外軸軸承(122)、外軸軸承座(115)、圓型帶座軸承(109)、軸承座支架(105)、支架座(104)、同步帶張緊器(111)、編碼器定位塊(103)、磁粉制動器定位塊(106)、磁粉制動器固定板A(108)、支架板A(101)、支架板B(102)、支架板C(114)、支架板D(112)組成；所述的內軸(117)安裝在內軸軸承(123)上，內軸軸承(123)通過彈性擋圈固定在外軸(116)的內部，外軸(116)安裝在外軸軸承(122)上，外軸軸承(122)以間隙配合的方式安裝在外軸軸承座(115)上，外軸軸承座(115)通過支架板B(102)安裝在支架板A(101)上；所述的內軸帶輪(120)通過緊固螺釘安裝在內軸(117)下端，外軸帶輪(121)通過緊固螺釘安裝在外軸(116)下端，內軸帶輪(120)位于外軸帶輪(121)的下面；編碼器A(113)、磁粉制動器A(107)、小帶輪(110)通過鍵與帶輪軸(118)連接，編碼器A(113)位于帶輪軸(118)的上端，通過螺釘固定在編碼器定位塊(103)上，編碼器定位塊(103)通過螺釘固定在軸承座支架(105)上，磁粉制動器A(107)位于帶輪軸(118)的下端，通過螺釘與磁粉制動器固定板A(108)連接，磁粉制動器固定板A(108)通過磁粉制動器定位塊A(106)與軸承座支架(105)連接，小帶輪(110)位于帶輪軸(118)的中部；帶輪軸(118)安裝在圓型帶座軸承(109)上，圓型帶座軸承(109)位于小帶輪(110)的兩側，通過螺釘固定在軸承座支架(105)上，軸承座支架(105)與支架座(104)通過螺栓連接，支架座(104)通過螺釘固定在支架板A(101)上；兩個小帶輪(110)分別與內軸帶輪(120)、外軸帶輪(121)通過同步帶(119)連接；同步帶張緊器(111)一端固定在軸承座支架(105)上、另一端固定在支架板D(112)上；支架板A(101)、支架板B(102)、支架板C(114)、支架板D(112)之間通過螺釘連接在一起，固定在主支架(201)的上部；所述的橫軸支架由編碼器B(210)、磁粉制動器B(202)、齒輪A(212)、齒輪軸A(207)、齒條(205)、立式帶座軸承(211)、磁粉制動器固定板B(203)、滑輪(209)、滑輪架A(208)、滑輪架B(206)、支架板E(204)組成；所述的編碼器B(210)、磁粉制動器B(202)、齒輪A(212)通過鍵與齒輪軸A(207)連接，編碼器B(210)位于齒輪軸A(207)的一端、通過螺釘固定在支架板E(204)上，磁粉制動器B(202)位于齒輪軸A(207)的另一端、通過螺釘與磁粉制動器固定板B(203)連接，磁粉制動器固定板B(203)通過螺釘固定在支架板E(204)上，齒輪A(212)位于齒輪軸A(207)的中部；所述的齒輪軸A(207)安裝在立式帶座軸承(211)上，立式帶座軸承(211)位于齒輪A(212)的兩側，通過螺釘固定在支架板E(204)上；支架板E(204)的上表面和下表面各裝有一個滑輪(209)，分別通過滑輪架A(208)和滑輪架B(206)固定在支架板E(204)上，與齒輪A(212)共面；在齒輪A(212)和滑輪(209)之間裝有齒條(205)，齒條(205)與齒輪A(212)嚙合；支架板E(204)通過螺釘固定在主支架(201)的下部；所述的連桿組由連桿A(318)、連桿B(320)、連桿C(322)、連桿D(328)、連桿E(312)、連桿F(313)、連桿G(316)、連桿關節(jié)A(315)、連桿關節(jié)B(314)、連桿關節(jié)C(319)、連桿關節(jié)D(302)、連桿關節(jié)E(303)、連桿關節(jié)F(321)、連桿關節(jié)G(324)、連桿關節(jié)H(325)、連桿關節(jié)I(327)、關節(jié)軸A(331)、關節(jié)軸B(301)、齒輪B(307)、齒輪C(326)、圓柱齒條(308)、齒輪軸B(306)、齒輪軸C(310)、齒條軸(309)、齒輪固定板A(304)、齒輪固定板B(305)、齒輪固定板C(311)、連桿固定板(323)、把手(317)組成；所述的連桿A(318)的一端通過螺釘裝有把手(317)、其中部和另一端分別通過關節(jié)螺栓(329)裝有連桿關節(jié)A(315)；連桿B(320)一端通過螺釘裝有連桿關節(jié)B(314)、另一端通過緊固螺釘安裝在連桿關節(jié)I(327)上；連桿C(322)一端通過緊固螺釘安裝在連桿關節(jié)F(321)上、另一端通過螺釘固定在連桿固定板(323)上；連桿D(328)一端通過螺釘安裝在連桿關節(jié)E(303)上、另一端裝有連桿關節(jié)G(324)；連桿E(312)和連桿F(313)的一端通過關節(jié)螺栓(329)裝有連桿關節(jié)A(315)、另一端通過螺釘裝有連桿關節(jié)B(314)；連桿G(316)的上端和中部通過關節(jié)螺栓(329)裝有連桿關節(jié)A(315)，下端裝有連桿關節(jié)C(319)；連桿關節(jié)A(315)與連桿關節(jié)B(314)、連桿關節(jié)C(319)之間通過關節(jié)軸A(331)和關節(jié)軸承(330)連接在一起，使連桿A(318)、連桿B(320)、連桿C(322)或連桿D(328)、連桿E(312)或連桿F(313)組成水平面內的平行四桿機構，連桿A(318)平行于連桿C(322)或連桿D(328)，連桿B(320)平行于連桿E(312)或連桿F(313)；同時，也使連桿E(312)、連桿F(313)、連桿G(316)、連桿固定板(323)組成垂直面內的平行四桿機構，連桿E(312)平行于連桿F(313)，連桿G(316)平行于連桿固定板(323)；連桿關節(jié)E(303)通過螺釘與內軸(117)連接，連桿關節(jié)D(302)通過螺釘與外軸(116)連接；齒輪固定板A(304)、齒輪固定板B(305)、齒輪固定板C(311)通過螺釘固連接在一起，齒輪固定板A(304)通過螺釘安裝在內軸(117)的上端；齒輪B(307)通過鍵安裝在齒輪軸B(306)的一端，齒輪軸B(306)安裝在連桿C(322)的內部、其另一端通過螺釘裝有連桿關節(jié)H(325)；齒輪C(326)通過鍵與齒輪軸C(310)相連并通過軸承安裝在齒輪固定板C(311)上，與齒輪B(307)在同一個水平面上；圓柱齒條(308)安裝在齒條軸(309)上，通過齒條軸(309)端的螺母固定，齒條軸(309)安裝在內軸(117)的內部，圓柱齒條(308)位于齒輪B(307)和齒輪C(326)之間、并與此兩齒輪嚙合。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于虛擬空間技術的上肢康復訓練裝置，包括豎軸支架、橫軸支架、主支架和連桿組，豎軸支架通過螺釘固定在主支架的上部，橫軸支架通過螺釘固定在主支架的下部；連桿組中的連桿關節(jié)E和齒輪固定板A通過螺釘與內軸連接，連桿關節(jié)D通過螺釘與外軸連接，連桿組中的齒條軸通過螺釘與橫軸支架上的齒條連接。本發(fā)明采用了水平面上的平行四邊形連桿機構與內外軸相連，實現水平面上兩個移動自由度方向制動力的傳遞；垂直平面上的平行四邊形連桿機構與齒條軸相連實現上下自由度方向制動力的傳遞。三個自由度方向間的運動彼此不發(fā)生干涉，確保了各自由度方向運動的準確性，提高了康復訓練的質量與效果。
文檔編號A63B24/00GK101862522SQ20101018648
公開日2010年10月20日 申請日期2010年5月25日 優(yōu)先權日2010年5月25日
發(fā)明者李國賓, 李成求, 王洋 申請人:大連海事大學