[發(fā)明專利]一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110574152.2
• 申請日: 2021-05-25
• 公開（公告）號: CN113230090B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發(fā)明（設計）人: 王權岱;南斌;郭嘉鵬;侯曉莉;高達敬;鄭建明;李言
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京國昊天誠知識產權代理有限公司 11315
• 代理人: 楊洲

1.一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：包括肘關節(jié)減速器箱、位于機器人肩關節(jié)處的旋轉器、肘關節(jié)曲柄搖桿機構、穿戴部分，所述旋轉器通過安裝在其上的旋轉器下圓臺件(8)一端固定連接穿戴部分的肩側架(10)，所述穿戴部分固定連接有肘關節(jié)曲柄搖桿機構，所述肘關節(jié)曲柄搖桿機構旋轉連接肘關節(jié)減速器箱的大齒輪長軸(Xt11)，肘關節(jié)減速器箱內部固定設置有步進電機(Xt1)，通過步進電機(Xt1)穩(wěn)定的周轉運動來實現肘關節(jié)曲柄搖桿機構規(guī)律的擺動運動；旋轉器為雙方向的旋轉；

所述肘關節(jié)曲柄搖桿機構包括肘關節(jié)搖桿小臂連接桿(14)、肘關節(jié)連桿(15)、肘關節(jié)大臂同位機架(16)、肘關節(jié)主動曲柄(17)，所述肘關節(jié)搖桿小臂連接桿(14)一端旋轉連接肘關節(jié)連桿(15)一端，所述肘關節(jié)連桿(15)另一端旋轉連接大齒輪長軸(Xt11)，肘關節(jié)大臂同位機架(16)兩端與大臂連接架(24)兩端旋轉連接；肘關節(jié)搖桿小臂連接桿(14)一端與小臂手握連接架(25)固定連接，由大齒輪長軸(Xt11)驅動肘關節(jié)主動曲柄(17)旋轉以提供動力；

所述旋轉器包含旋轉器上圓臺件(3)、旋轉器下位固定圓筒(7)、旋轉器下圓臺件(8)、旋轉器大錐齒輪(19)、旋轉器大上環(huán)(20)、旋轉器小上環(huán)(21)、旋轉器大下環(huán)(22)、旋轉器小下環(huán)(23)，所述旋轉器大上環(huán)(20)貫穿所述旋轉器上圓臺件(3)滑動連接，所述旋轉器小上環(huán)(21)貫穿所述旋轉器上圓臺件(3)滑動連接，所述旋轉器大下環(huán)(22)貫穿旋轉器下圓臺件(8)滑動連接，所述旋轉器小下環(huán)(23)貫穿旋轉器下圓臺件(8)滑動連接，所述旋轉器中位小錐齒輪(18)的齒輪軸分別固定連接所述旋轉器大上環(huán)(20)和旋轉器大下環(huán)(22)的四分之一點，另一對所述旋轉器中位小錐齒輪(18)的齒輪軸分別固定連接旋轉器小上環(huán)(21)和旋轉器小下環(huán)(23)的四分之一點，所述旋轉器大錐齒輪(19)與四個旋轉器中位小錐齒輪(18)嚙合傳動均勻分布，使每個旋轉器中位小錐齒輪(18)夾角為90°，所述旋轉器下圓臺件(8)固定連接有肩側架(10)；

旋轉器大上環(huán)(20)和旋轉器大下環(huán)(22)組成的大環(huán)與旋轉器小上環(huán)(21)和旋轉器小下環(huán)(23)組成的小環(huán)互不干涉從而實現旋轉器上圓臺件(3)和旋轉器下圓臺件(8)的雙方向運動，進一步實現肩膀和大臂的雙方向自由的相對轉動。

2.根據權利要求1所述的一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：所述旋轉器大上環(huán)(20)、旋轉器小上環(huán)(21)、旋轉器大下環(huán)(22)、旋轉器小下環(huán)(23)均為半圓的開口結構。

3.根據權利要求1所述的一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：兩個所述旋轉器大錐齒輪(19)中心固定連接軸(6)，所述連接軸(6)中間套設旋轉器中位套筒(5)，其中一個所述旋轉器大錐齒輪(19)固定連接旋轉器上位固定圓筒(4)一端，所述旋轉器上位固定圓筒(4)另一端固定連接旋轉器上圓臺件(3)的內側，其中另一個所述旋轉器大錐齒輪(19)固定連接旋轉器下位固定圓筒(7)一端，所述旋轉器下位固定圓筒(7)另一端固定連接旋轉器下圓臺件(8)的內側。

4.根據權利要求1所述的一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：所述肘關節(jié)減速器箱包括肘關節(jié)變速器箱體(Xt)、步進電機(Xt1)，所述步進電機(Xt1)固定在肘關節(jié)變速器箱體(Xt)內部，步進電機(Xt1)提供周轉運動，步進電機(Xt1)通過聯軸器(Xt2)連接傳動蝸桿(Xt3)一端，通過聯軸器(Xt2)將旋轉運動傳遞給傳動蝸桿(Xt3)，所述傳動蝸桿(Xt3)另一端固定連接蝸桿軸承(Xt4)內圈，所述蝸桿軸承(Xt4)外部固定連接在肘關節(jié)變速器箱體(Xt)內部，所述傳動蝸桿(Xt3)傳動連接蝸輪(Xt9)，所述蝸輪(Xt9)固定設置在蝸輪長軸(Xt5)外圈，所述蝸輪長軸(Xt5)外部通過齒輪嚙合連接有伸出肘關節(jié)變速器箱體(Xt)內部的大齒輪長軸(Xt11)。

5.根據權利要求1所述的一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：肘關節(jié)搖桿小臂連接桿(14)一端與肘關節(jié)大臂同位機架(16)一端旋轉連接，大齒輪長軸(Xt11)固定連接肘關節(jié)主動曲柄(17)一端，肘關節(jié)主動曲柄(17)與肘關節(jié)大臂同位機架(16)另一端旋轉連接。

6.根據權利要求1所述的一種可穿戴的上肢康復輔助訓練機器人，其特征在于：所述穿戴部分包括肩頂架(1)、肩側架(10)、大臂架(11)、肩側大臂連接架(24)、小臂架(12)、手握架(13)、小臂手握連接架(25)、手握桿(26)、上圓臺肩頂架定位T形件(2)、下圓臺肩側架定位T形件(9)，所述肩頂架(1)和旋轉器上圓臺件(3)通過上圓臺肩頂架定位T形件(2)連接，上圓臺肩頂架定位T形件(2)和肩頂架(1)通過一對螺釘進行固定連接，肩側架(10)和旋轉器下圓臺件(8)通過下圓臺肩側架定位T形件(9)連接，下圓臺肩側架定位T形件(9)和肩側架(10)通過一對螺釘進行固定連接，肩側架(10)一端和大臂架(11)一端均與肩側大臂連接架(24)固定連接一起，小臂架(12)一端與小臂手握連接架(25)一端通過螺釘螺母組件固定連接，手握架(13)與一端小臂手握連接架(25)另一端也通過螺釘螺母固定連接，手握桿(26)兩端與小臂手握連接架(25)兩端旋轉連接。