[發明專利]一種外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人

有效

• 申請號: 201410570385.5
• 申請日: 2014-10-24
• 公開（公告）號: CN105520819B
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 王鈺;佟河亭;張恭謙
• 申請（專利權）人: 青島世紀杰創醫療科技有限公司;青島大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/12
• 代理公司: 青島發思特專利商標代理有限公司 37212
• 代理人: 鞏同海

1.一種外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，包括輪子、電器柜、顯示器、顯示器托架、升降柱、外伸梁和控制系統，所述輪子安裝在所述電器柜底面，所述顯示器托架通過螺釘固定在所述電器柜的正側面上，所述顯示器插在所述顯示器托架上，所述升降柱的底座通過螺栓固定在所述電器柜臺面的支撐板上，所述控制系統安裝在所述電器柜中的主機里，所述升降柱與外伸梁通過緊固螺釘進行連接，其特征在于：還包括肩部的內外旋機構、肩部的外展內收機構、肩部的前屈后展機構、上臂的長度調節機構、上臂的內外旋機構、肘部的屈伸機構、前臂的內外旋機構、前臂的長度調節機構、腕部的屈伸機構、手部的抓握機構、助動肩胛骨機構，外伸梁與肩部的內外旋機構連接；肩部的內外旋機構與肩部的外展內收機構定位連接；肩部的外展內收機構與肩部的前屈后展機構連接；肩部的前屈后展機構與上臂的長度調節機構連接；上臂的長度調節機構與上臂的內外旋機構連接，上臂的內外旋機構與肘部的屈伸機構連接；肘部的屈伸機構與前臂的內外旋機構連接；前臂的內外旋機構與前臂的長度調節機構連接；前臂的長度調節機構與腕部的屈伸機構連接；腕部的屈伸機構與手部的抓握機構連接；所述助動肩胛骨機構中的絲杠支撐軸承座與升降絲杠通過支撐軸承連接，主支撐板與豎直滑塊通過連接板、加強肋板以及螺釘連接，升降絲杠與主支撐板通過升降螺母連接，豎直滑塊可沿豎直滑軌滑動，主支撐板在升降螺母以及豎直滑塊的支撐下由升降絲杠帶動沿豎直滑軌產生一個豎直直線運動的自由度，豎直滑軌和絲杠支撐軸承座固定在電器柜的側面上，主支撐板與副支撐板通過水平滑軌及水平滑塊進行連接，副支撐板與左右擺動桿是通過各自連接端部的過渡配合實現可轉動連接，左右擺動桿與旋轉支座緊固在一起，旋轉支座與擺動支座通過各自連接端部的過渡配合實現可轉動連接，擺動支座與上下擺動塊通過擺動支承軸連接，上下擺動塊與集成式伺服執行裝置支座緊固在一起，集成式伺服執行裝置支座與托盤旋轉軸通過支撐軸承連接，托盤旋轉軸與托盤通過鍵連接，該助動肩胛骨機構具有七個自由度；通過控制系統實現肩胛帶與上肢的協同康復。

2.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述電器柜底面裝有四個所述輪子。

3.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述升降柱與外伸梁通過緊固螺釘進行連接，外伸梁與肩部的內外旋機構通過支撐軸承、集成式伺服執行裝置連接，肩部的內外旋機構與肩部的外展內收機構通過四分之一圓弧導軌、帶V型槽的導輪、連接端塊、集成式伺服執行裝置、外嚙合齒輪、銷釘以及螺釘進行定位連接，肩部的外展內收機構與肩部的前屈后展機構通過集成式伺服執行裝置及螺釘進行連接。

4.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述肩部的前屈后展機構與上臂的長度調節機構通過連接塊、圓柱導桿、長度調節絲杠及螺釘連接，上臂的長度調節機構與上臂的內外旋機構通過活動偏置板、半圓形導軌與支撐構件、圓柱導輪與帶V型槽導輪、齒形同步帶、齒形帶張緊機構、集成式伺服執行裝置、支撐軸承以及螺釘連接，上臂的內外旋機構與肘部的屈伸機構是通過連接臂、集成式伺服執行裝置、齒形同步帶、同步帶張緊輪、支撐軸承及螺釘連接。

5.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述肘部的屈伸機構與前臂的內外旋機構通過前臂連接件、半圓形導軌與支撐構件、圓柱導輪與帶V型槽導輪、齒形同步帶、齒形帶張緊機構、集成式伺服執行裝置以及螺釘連接在一起，前臂的內外旋機構與前臂的長度調節機構通過導向柱、緊固螺釘及緊定螺釘連接，前臂的長度調節機構與腕部的屈伸機構通過集成式伺服執行裝置、外嚙合齒輪及支撐軸承連接。

6.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述腕部的屈伸機構與手部的抓握機構通過導向塊、緊定螺釘以及螺釘連接，助動肩胛骨機構通過連接板及螺釘緊固。

7.根據權利要求1所述的外骨骼式肩胛帶與上肢協同康復機器人，其特征在于：所述肩胛骨助動機構中的托盤與上臂，通過控制系統保證在上臂處于特定角度時，遵循1∶2節律協同運動，即，當上臂從自然下垂位置，前屈或外展30度后，若上臂繼續前屈或外展每2度，托盤繞托盤旋轉軸逆時針旋轉1度，逆時針旋轉1度是從人體背后面向肩胛骨方向看。