[發明專利]一種單電機驅動的肩肘聯動上肢康復機器人

在審

• 申請號: 201711298630.1
• 申請日: 2017-12-08
• 公開（公告）號: CN107811814A
• 公開（公告）日: 2018-03-20
• 發明（設計）人: 孟青云;魏小東;邵海存;曹武警;徐晶偉
• 申請（專利權）人: 上海健康醫學院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于醫療康復設備技術領域，特別涉及一種單電機驅動的肩肘聯動上肢康復機器人。

背景技術

世界人口老齡化的趨勢已不可逆轉，腦卒中和脊髓損傷引起的偏癱和截癱人數也在不斷的增加，因偏癱和截癱造成上肢功能障礙的患者也在不斷增加。由于大腦具有可塑造性，準確、及時的重復康復訓練能夠促進神經組織功能代償或者重組，彌補受到損傷的神經細胞所缺失的功能，從而提高患者的運動控制能力，促進各個關節肌群的協調運動，最終恢復上肢功能。早期的康復訓練主要由康復訓練師完成，但患者多康復訓練師工作量大，使得患者不能得到充足的康復訓練，隨著機器人學、機構學、仿生學、控制理論、通訊技術、信息處理技術等學科的發展，上肢康復機器人逐步成為研究的熱點。

申請號201210522351.X提出一種上肢康復機器人，采用多電機驅動，能耗等消耗較大，結構笨重，移動不方便。申請號201420611549.X提出一種上肢康復機器人，采用多電機驅動，具有五個自由度，可針對不同康復時期的運動需求調整患者的康復運動，但結構過大，比較笨重。

發明內容

本發明要解決的技術問題是針對現有技術存在的不足，提供了一種單電機驅動的肩肘聯動上肢康復機器人，本發明克服了目前上肢康復機器人存在的驅動電機過多、重量大、能耗高、難以移動等問題，本發明利用單個雙輸出電機同時驅動肩關節和肘關節，構成肩肘聯動康復訓練，為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

根據本發明提供的一種單電機驅動的肩肘聯動上肢康復機器人，包括固定機構、肩關節機構、上臂桿件、驅動機構、肘關節機構、前臂桿件和手柄機構，所述肩關節機構的一端通過連接桿固定在所述固定機構上，該肩關節機構的另一端與所述上臂桿件的一端連接，所述驅動機構安裝在上臂桿件中間，所述上臂桿件的另一端與肘關節機構的前端連接，所述肘關節機構的后端與所述前臂桿件連接，所述前臂桿件與所述手柄機構連接。

優選的，所述肩關節機構包括第一大U型筒、第一小U型筒、肩關節固定軸、第一方鍵、第一大錐齒輪、第一小錐齒輪和第一頂絲；所述肩關節固定軸從第一大U型筒的外壁垂直穿入且固定在所述第一大U型筒的開口兩端部處，所述第一小U型筒的開口端伸入所述第一大U型筒的開口端內且可以圍繞肩關節固定軸中心轉動，第一大錐齒輪通過第一方鍵與肩關節固定軸固定連接，所述第一大U型筒的底端外壁與所述固定機構連接；所述上桿件的一端與所述第一小U型筒的底端固定，另一端與雙輸出電機的一端相連,雙輸出電機的一端扭矩輸出通過所述第一輸出軸和所述第一導鍵傳遞到所述第一小錐齒輪上，從而帶動第一小U型筒圍繞肩關節固定軸中心轉動；

所述上臂桿件包括上桿件和下桿件，所述上桿件的內部安裝所述第一輸出軸，所述下桿件的內部安裝所述第二輸出軸；所述驅動機構包括中的雙輸出電機、第一導鍵和第二導鍵，該雙輸出電機的雙輸出軸上分別連接有第一輸出軸和第二輸出軸，所述第一輸出軸通過第一導鍵與第一小錐齒輪連接，且第一小錐齒輪通過第一頂絲固定在所述第一輸出軸上，第二輸出軸通過第二導鍵與第二小錐齒輪連接。

優選的，所述肘關節機構包括第二大U型筒、第二頂絲、第二小錐齒輪、第二小U型筒、肘關節固定軸、第二方鍵和第二大錐齒輪；所述肘關節固定軸從第二大U型筒的外壁垂直穿入且固定在所述第二大U型筒的開口兩端處部處；所述第二小U型筒通過第二方鍵與第二大錐齒輪固定連接，第二大錐齒輪與第二小錐齒輪配合傳動。所述下桿件的下端與第二大U型筒的前端固定連接，下桿件的上端與雙輸出電機的另一端固定連接；所述第二輸出軸安裝在下桿件內，所述第二輸出軸的一端與雙輸出電機連接，另一端通過第二導鍵和第二小錐齒輪連接，且第二小錐齒輪通過第二頂絲固定在所述第二輸出軸上，從而帶動第二小U型筒圍繞肘關節固定軸中心轉動；所述前臂桿件包括前桿件和后桿件，所述后桿件套設在所述后前桿件內且可在前桿件內進行往返滑動。

優選地，所述固定機構包括支撐體、第一固定件和第二固定件，所述第一固定件固定在所述支撐體上，所述第二固定件的一端與所述第一固定件固定連接，所述第一大U型筒的底端外壁通過第二固定件與所述支撐體連接。

優選的，所述支撐體采用桌子作為支撐，所述第二固定件為圓柱形導桿。