[發明專利]一種腕關節運動功能評測與康復機器人

有效

• 申請號: 202010153856.8
• 申請日: 2020-03-07
• 公開（公告）號: CN111281394B
• 公開（公告）日: 2022-08-19
• 發明（設計）人: 于薇薇;王天陽;何志杰;王潤孝;王海洋;陳亞勝;陸正煜;姜民;任志軍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61H1/02
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

1.一種腕關節運動功能評測與康復機器人，其特征在于:包括支架、肘部位置調節機構、腕關節環轉機構、腕關節環轉軸線調節機構、尺橈偏驅動機構、掌背屈驅動機構和末端抓握機構，所述肘部位置調節機構與支架固連，腕關節環轉機構、腕關節環轉軸線調節機構、尺橈偏驅動機構、掌背屈驅動機構和末端抓握機構分別連接在肘部位置調節機構的端部；

所述肘部位置調節機構包括基座、肘部前后位置調節滑塊、肘部上下位置調節滑塊、第一旋鈕、第二旋鈕、肘部托墊，所述肘部前后位置調節滑塊位于基座的滑槽內可前后滑動，并通過第一旋鈕進行位置固定；所述肘部上下位置調節滑塊在肘部前后位置調節滑塊上進行豎直方向的滑動，并通過第二旋鈕進行位置固定；所述肘部托墊固定在肘部上下位置調節滑塊上，其空間位置在前后、豎直方向可調節；

所述腕關節環轉機構包括第一電機、齒輪、環轉機構連接件、圓弧軌道、第一滑塊和第二滑塊，所述第一滑塊、第二滑塊固連在基座側端部，圓弧軌道與第一滑塊和第二滑塊配合進行環轉滑動；第一電機位于基座側端部的第一滑塊和第二滑塊的側下部，第一電機輸出軸與齒輪固連，環轉機構連接件與圓弧軌道固連，環轉機構連接件上帶有不完全齒環，且與齒輪相嚙合，第一電機驅動齒輪帶動環轉機構連接件和圓弧軌道進行環轉運動；

所述腕關節軸線調節機構包括腕關節環轉軸線調節滑塊、腕關節環轉軸線調節旋鈕、旋鈕固定蓋、腕關節固定第二旋鈕、腕關節固定第二滑塊、第二軟墊、腕關節固定第三旋鈕、腕關節固定第三滑塊、第三軟墊、第一軟墊、腕關節固定第一滑塊、腕關節固定第一旋鈕和第四軟墊；所述腕關節環轉軸線調節旋鈕與腕關節環轉軸線調節滑塊之間為螺紋副傳動，通過旋轉腕關節環轉軸線調節旋鈕，可調節腕關節環轉軸線調節滑塊的空間位置，腕關節環轉軸線調節旋鈕與環轉機構連接件通過旋鈕固定蓋連接，扭轉腕關節環轉軸線調節旋鈕使腕關節環轉軸線調節滑塊在環轉機構連接件上的方形滑軌內滑動；所述腕關節固定第一滑塊和腕關節固定第二滑塊分別串連在腕關節環轉軸線調節滑塊兩端且可進行滑動，并分別通過旋緊腕關節固定第一旋鈕與腕關節固定第二旋鈕進行位置固定；所述腕關節固定第三滑塊在腕關節固定第二滑塊的滑槽內滑動，并通過旋緊腕關節固定第三旋鈕進行位置固定；第四軟墊、第一軟墊、第二軟墊和第三軟墊分別固定在腕關節環轉軸線調節滑塊、腕關節固定第一滑塊、腕關節固定第二滑塊和腕關節固定第三滑塊上；

所述尺橈偏驅動機構包括第二電機和尺橈偏連桿；所述第二電機固定在環轉機構連接件上，第二電機輸出軸與尺橈偏連桿連接，通過第二電機驅動即可實現對患者的尺橈偏轉動訓練；

所述掌背屈驅動機構包括第三電機和掌背屈連桿；所述第三電機安裝在尺橈偏連桿上，第三電機輸出軸與掌背屈連桿連接，通過第三電機驅動即可實現對患者的掌背屈轉動訓練；第三電機內的扭矩傳感器和編碼器可測量人體腕關節掌背屈時的運動角度與扭矩；

所述末端抓握機構包括讀數頭滑塊、六維力傳感器、拆拼構件、V型彈片、握柄和綁帶，所述讀數頭滑塊位于掌背屈連桿上配合滑動，六維力傳感器安裝在讀數頭滑塊上，用于測得患者與設備的人機交互作用力；所述拆拼構件安裝在六維力傳感器上，拆拼構件內部安裝有V型彈片，握柄通過V型彈片進行拆卸與拼接，握柄內部裝有陀螺儀，綁帶固連在握柄上，可使患者的手部握牢握柄。

2.根據權利要求1所述的腕關節運動功能評測與康復機器人，其特征在于:所述第一電機、第二電機、第三電機分別包含有減速器、扭矩傳感器和編碼器，其中，扭矩傳感器、減速器、電機轉子與編碼器依次聯接。