可互換上肢康復機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種醫(yī)療康復訓練器械，具體說是一種可互換上肢康復機器人。
【背景技術】
[0002]對于神經(jīng)性系統(tǒng)損傷患者，醫(yī)學理論證明此類患者必須進行一定強度的肢體訓練，此舉是為了避免肌肉發(fā)生萎縮，致使某些肌肉的功能永久性喪失，然而此類患者不能獨立的完成肢體的運動恢復，需要有醫(yī)護人員不間斷的進行輔助實施，這樣對醫(yī)護人員的數(shù)量和技能要求都非常高。目前，市面上也出現(xiàn)了形形色色的康復訓練器械，但是都存在這樣那樣的缺陷，往往存在功能不足，實用性不強，不能夠主動訓練，舒適度太差，只能單側(cè)肢體訓練，在實際使用中給患者帶來不便，比如一種中國專利201010222010.1上肢康復訓練機器人，功能包括肩部外展/內(nèi)收、肩部屈/伸、肘關節(jié)屈/伸、前臂內(nèi)旋/外翻、腕指屈/伸，功能不包括肩部內(nèi)旋/外翻功能，并且前臂的內(nèi)旋/外翻沒有提供被動訓練時所需動力；中國專利201420837887.5—種左右手兩用式上肢康復機器人，提供左右側(cè)結(jié)構可調(diào)上肢康復機器人，其中上方橫梁采用絲桿轉(zhuǎn)動調(diào)整位置，調(diào)整方式不方便，其中末端只提供腕部訓練，缺少手指的訓練功能并且沒有固定手掌、手指的方式只能向手部有抓握能力的患者提供康復訓練，并不實用，因此，開發(fā)出一款功能全面，舒適性好，能夠主動助力的康復機器人的需求亟待解決。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的發(fā)明目的在于克服目前肢體康復訓練機構功能不足，實用性不強，不能主動訓練，舒適性差的缺陷，從而實現(xiàn)一種患者能夠左右肢體互換訓練，舒適性程度較高，且能夠獨立完成肢體訓練，功能相對全面的可互換上肢康復機器人。
[0004]為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術方案是:一種可互換上肢康復機器人，包括可移動底板、控制柜、立柱升降柱、可互換上肢康復機構和可調(diào)高座椅，所述可調(diào)高座椅固定設置于可移動底板前端上部，控制柜和立柱升降柱固定設置于可移動底板后端上部，立柱升降柱下部固定設置于控制柜內(nèi)，可互換上肢康復機構活動固定于立柱升降柱頂端，所述可互換上肢康復機構按照連接順序依次包括肩關節(jié)內(nèi)收外展機構、肩關節(jié)屈伸機構、肩關節(jié)內(nèi)旋外翻機構、肘關節(jié)屈伸機構、前臂內(nèi)旋外翻機構和腕指關節(jié)伸展機構。
[0005]所述肩關節(jié)內(nèi)收外展機構包括可鎖死旋轉(zhuǎn)盤機構、懸臂梁和下橫梁，所述可鎖死旋轉(zhuǎn)盤機構與懸臂梁一端固定連接，所述懸臂梁另一端與下橫梁端部鉸接固定，且懸臂梁和下橫梁的鉸接軸上同軸設置有電機減速機，所述懸臂梁在外力作用下可隨可鎖死旋轉(zhuǎn)盤機構轉(zhuǎn)動，所述下橫梁鉸接端設置有下橫梁限位機構，從而實現(xiàn)肩關節(jié)的內(nèi)收外展運動的左右手互換；
所述肩關節(jié)屈伸機構包括外豎板、內(nèi)豎板、旋轉(zhuǎn)梁，所述外豎板和內(nèi)豎板平行固定設置，所述旋轉(zhuǎn)梁一端鉸接固定于內(nèi)、外豎板底端之間，所述旋轉(zhuǎn)梁鉸接軸上同軸設置有電機減速機，所述旋轉(zhuǎn)梁鉸接端的一側(cè)設置有槽輪機構，垂直外豎板且對應槽輪機構邊界處設置有滑動的限位拉手，推拉限位拉手可以實現(xiàn)旋轉(zhuǎn)梁旋轉(zhuǎn)的機械限位，從而實現(xiàn)肩關節(jié)屈伸運動的左右手互換；
所述腕指關節(jié)伸展機構包括驅(qū)動盒、腕指驅(qū)動絲杠、腕指驅(qū)動滑塊、腕指驅(qū)動桿、軌跡控制桿、掌指抓握件和拇指驅(qū)動件，所述驅(qū)動盒內(nèi)設置有電機減速機，所述電機減速機輸出軸上設置有大齒輪，所述電機減速機兩側(cè)對稱設置腕指驅(qū)動絲杠，所述腕指驅(qū)動絲杠端部設置有與大齒輪嚙合的小齒輪，腕指驅(qū)動滑塊在腕指驅(qū)動絲杠上滑動，且腕指驅(qū)動滑塊側(cè)部同軸鉸接設置腕指驅(qū)動桿和軌跡控制桿，所述腕指驅(qū)動桿上設置有直線弧形結(jié)合槽，且結(jié)合槽內(nèi)驅(qū)動盒側(cè)部設置有軌跡導引柱，軌跡控制桿另一端對稱滑動鉸接于驅(qū)動盒斜下方的掌指抓握件兩側(cè)，驅(qū)動盒端部上鉸接設置有帶中間通槽的中間軌跡板，中間通槽內(nèi)設置有連接柱，連接柱底端固定設置于掌指抓握件上，所述拇指驅(qū)動件對稱鉸接設置于中間軌跡板兩側(cè)，且拇指驅(qū)動件的內(nèi)部端同軸鉸接于連接柱上，腕指驅(qū)動桿末端之間設置有中間連接桿，所述中間連接桿中間位置穿套在連接柱上，綜上，所述腕指關節(jié)伸展機構采用對稱設計，這樣不管鍛煉左手還是右手均可適用，實現(xiàn)腕指關節(jié)的左右手互換鍛煉。
[0006]所述可鎖死旋轉(zhuǎn)盤機構包括旋轉(zhuǎn)底座、旋轉(zhuǎn)法蘭、松緊手柄和旋轉(zhuǎn)盤，所述旋轉(zhuǎn)法蘭位于旋轉(zhuǎn)底座內(nèi)部且同心設置，所述旋轉(zhuǎn)法蘭內(nèi)圈與旋轉(zhuǎn)盤內(nèi)圈底部固定，松緊手柄通過螺紋配合穿入旋轉(zhuǎn)底座內(nèi)壓緊旋轉(zhuǎn)法蘭側(cè)壁，所述可鎖死旋轉(zhuǎn)盤機構的旋轉(zhuǎn)底座側(cè)部上還設置有球頭柱塞，且所述旋轉(zhuǎn)法蘭外側(cè)壁兩側(cè)的相應位置各開設有角度槽，當旋轉(zhuǎn)法蘭轉(zhuǎn)到相應角度球頭柱塞末端球頭進入角度槽內(nèi)部。
[0007]所述下橫梁限位機構包括鴨嘴旋鈕、偏心銷、限位滑塊和限位槽，所述下橫梁一端內(nèi)部豎直設置限位通孔，偏心銷垂直限位通孔且穿入下橫梁內(nèi)，所述鴨嘴旋鈕固定設置于偏心銷外側(cè)端部，所述限位滑塊位于限位通孔內(nèi)，所述限位槽開設在懸臂梁鉸接端下表面的相應位置，旋轉(zhuǎn)鴨嘴旋鈕，鴨嘴旋鈕帶動偏心銷旋轉(zhuǎn)，使限位滑塊上下進出限位槽，從而實現(xiàn)下橫梁的機械限位目的。
[0008]所述肩關節(jié)屈伸機構的內(nèi)豎板側(cè)部設置有彈簧減負機構，所述彈簧減負機構包括彈簧轉(zhuǎn)軸、彈簧、彈簧掛件、固定柱和限位扭銷，所述彈簧轉(zhuǎn)軸與旋轉(zhuǎn)梁鉸接軸固定連接，彈簧掛件滑動設置于內(nèi)豎板上開設的滑槽內(nèi)，彈簧掛件包括滑動塊和支撐翅板，所述支撐翅板對稱鉸接設置于滑動塊兩側(cè)，所述限位扭銷固定設置于內(nèi)豎板內(nèi)側(cè)，拉動限位扭銷支撐翅板被取消限位，固定柱固定設置于內(nèi)豎板滑槽兩側(cè)，所述彈簧固定設置于滑動塊和彈簧轉(zhuǎn)軸之間。
[0009]所述彈簧減負機構的工作過程:當需要左右手互換時，拉動限位扭銷旋轉(zhuǎn)梁向上稍微轉(zhuǎn)動，限位翅板向上旋轉(zhuǎn)并向中間收攏，旋轉(zhuǎn)梁旋轉(zhuǎn)下垂，彈簧掛件沿內(nèi)豎板滑槽下滑，當旋轉(zhuǎn)上升時，限位翅板再次頂在固定柱上，限位扭銷起到限位翅板的限位作用，完成肩關節(jié)屈伸機構的左右手互換助力。
[0010]所述肩關節(jié)內(nèi)旋外翻機構包括外殼體、光杠、同步帶輪、同步帶、C型環(huán)、內(nèi)襯和束帶，所述光杠一端與外殼體固定連接，光杠另一端與旋轉(zhuǎn)梁固定，所述外殼體一端側(cè)部設置電機減速機，電機減速機通過同步帶輪帶動同步帶旋轉(zhuǎn)，所述C型環(huán)兩端通過同步帶壓緊塊固定，且C型環(huán)周圍設置限位軸承固定C型環(huán)運動軌跡，所述同步帶牽拉C型環(huán)往復運動，C型環(huán)內(nèi)部設置內(nèi)襯和束帶來固定人體。
[0011]所述肩關節(jié)內(nèi)旋外翻機構還包括上肢長短調(diào)節(jié)機構，所述上肢長短調(diào)節(jié)機構包括絲桿、絲桿螺母和手輪，絲桿一端與旋轉(zhuǎn)梁端部設置的絲桿螺母配合，另一端位于外殼體內(nèi)，且位于外殼體內(nèi)的絲桿端部設置調(diào)整齒輪，手輪的手輪軸上設置調(diào)整齒輪，調(diào)整齒輪相互嚙合，旋轉(zhuǎn)手輪即可手動調(diào)節(jié)上肢長短。
[0012]所述肘關節(jié)屈伸機構包括齒輪箱、電機減速機、主動齒輪、從動齒輪、動力輸出軸和肘部連接板，所述電機減速機固定設置于齒輪箱的端部一側(cè)，電機減速機通過主動輪軸帶動主動齒輪旋轉(zhuǎn)，主動齒輪通過設置中間齒輪帶動從動齒輪旋轉(zhuǎn)，從動齒輪中心固定設置動力輸出軸，動力輸出軸帶動肘部連接板旋轉(zhuǎn)，肘部連接板與C型環(huán)端部固定連接。
[0013]所述主動齒輪的上方主動輪軸上固定設置有與主動輪軸共同旋轉(zhuǎn)的限位塊，所述限位塊的長度大于主動輪軸邊緣到齒輪箱的距離，通過限位塊與齒輪箱內(nèi)壁接觸達到限位目的。
[OOM]所述前臂內(nèi)旋外翻機構包括外殼體、光杠、同步帶輪、同步帶、C型環(huán)、內(nèi)襯和束帶，所述光杠一端與外殼體固定連接，所述外殼體一端側(cè)部設置電機減速機，電機減速機通過同步帶輪帶動同步帶旋轉(zhuǎn)，所述C型環(huán)兩端通過同步帶壓緊塊固定，且C型環(huán)周圍設置限位軸承固定C型環(huán)運動軌跡，所述同步帶牽拉C型環(huán)往復運動，C型環(huán)內(nèi)部設置內(nèi)襯和束帶來固定人體。
[0015]本發(fā)明的可互換上肢康復機器人的有益效果:
1.本發(fā)明的可互換上肢康復機器人，包括肩關節(jié)內(nèi)收外展機構、肩關節(jié)屈伸機構、肩關節(jié)內(nèi)旋外翻機構、肘關節(jié)屈伸機構、前臂內(nèi)旋外翻機構和腕指關節(jié)伸展機構，可實現(xiàn)患者相應部位的康復鍛煉，功能非常全面，適合各類上肢運動障礙病人使用。
[0016]2.本發(fā)明的可互換上肢康復機器人，設置有立柱升降柱，上肢長短調(diào)節(jié)機構，前臂內(nèi)旋外翻機構和腕指關節(jié)伸展機構，可以實現(xiàn)可互換上肢康復機構高低調(diào)節(jié)，上肢長短調(diào)節(jié)，前臂長短調(diào)節(jié)和手指長度調(diào)節(jié)等功能，可滿足不同病人關于病肢尺寸方面的需求。
[0017]3.本發(fā)明的可互換上肢康復機器人，可以實現(xiàn)一臺機器人對患者左手和右手的替換恢復鍛煉，克服了目前康復機器人只能實現(xiàn)單側(cè)病肢的康復鍛煉，大大節(jié)約了治療成本，并且提高了康復機器人的適用性，設計非常合理。
[0018]4.本發(fā)明的可互換上肢康復機器人，每一個運動單元都設置有獨立的電機減速機，可以輔助帶動相應段的肢體進行康復鍛煉，不用再增加醫(yī)