[發明專利]一種龍門式上肢康復訓練裝置

有效

• 申請號: 201310724242.0
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN103720571A
• 公開（公告）日: 2014-04-16
• 發明（設計）人: 孫容磊;張宇;王曉紅;高遠
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61H1/00
• 分類號: A61H1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

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，使滾珠絲桿（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（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，在第三伺服電機（1）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行多種上肢動作，從而實現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）一同傳動，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）一同傳動。

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）的齒數為20，模數為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）的齒數為60，模數為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）優選由工業鋁型材搭建而成。