[发明专利]索控式上肢功能训练机械手臂有效
申请号: | 201110112069.X | 申请日: | 2011-05-03 |
公开(公告)号: | CN102258411A | 公开(公告)日: | 2011-11-30 |
发明(设计)人: | 喻洪流;易金花;简卓;顾余辉;赵展 | 申请(专利权)人: | 上海理工大学 |
主分类号: | A61H1/02 | 分类号: | A61H1/02 |
代理公司: | 上海申汇专利代理有限公司 31001 | 代理人: | 吴宝根 |
地址: | 200093 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 索控式 上肢 功能 训练 机械 手臂 | ||
技术领域
本发明涉及一种上肢功能障碍康复训练装置,尤其是一种应用于脑卒中造成的上肢功能障碍康复训练(包括上肢功能神经康复);也可以应用于脑瘫、外伤、糖尿病等引起的上肢功能障碍康复训练机械手臂。
背景技术
脑卒中幸存患者众多, 其中偏瘫、行走能力丧失是最主要的后遗症。脑卒中后大约有85%患者伴有上肢功能缺损,他们中的55-75%患者在发病后3-6个月仍伴有上肢功能障碍,研究脑卒中后上肢功能的恢复问题已成为临床康复领域中最富有挑战性的课题。
目前国内外电动上肢康复臂一般都是把电动机安装在关节处,这样不仅不够美观,还常给患者带来噪音,同时电机造成的手臂体积增大也会给患者带来心里压力,此外,一般的电动上肢康复臂只能进行单臂康复训练,不能让双臂都有功能障碍的患者对手臂分别进行训练,大大降低了产品的应用效率。因而研发一种左右手臂均能使用的、具有轻便新型结构的上肢功能障碍的新型康复训练系统,也对提高脑卒中患者上肢功能障碍康复水平、促进上肢康复训练设备的创新与产业发展具有重要意义。
发明内容
本发明为了克服电机放在关节处造成的不便,而提供一种索控式上肢功能训练机械手臂,该机械手臂利用钢丝绳将电动机和手臂连在一起,通过电动机,控制各关节的运动,这样不仅使电机脱离机械手臂,又能保持肘关节和肩关节的运动,使得整个上肢康复机械臂看上去小巧、轻便。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种索控式上肢功能训练机械手臂,包括肘关节,肩关节,主杆,电机,钢丝绳,其特点是:肘关节通过肘关节U形器与肩关节转动连接,肩关节通过肩关节U形器和肩胛器与主杆转动连接;其中,肘关节U形器中用肘关节轴贯穿连接肩关节的大臂杆前部,肘关节轴伸出端上套接有肘关节滚轮,且肘关节滚轮与肘关节U形器固定连接,肩关节U形器内固定连接有肩关节滚轮,并用肩关节轴贯穿连接肩胛器,肩关节轴上固定连接有肘关节大导轮,肩胛器内上下分别设有肩关节上左、右导轮,和肩关节下左、右导轮,肩胛器与主杆框通过中间的主杆轴相连,主杆轴上固定连接有主杆滚轮,主杆框后端分别设有第一至四主杆导轮,主杆框下端设有左,右主杆导轮;一根钢丝绳绕在轴关节滚轮,并从轴关节滚轮引出通过肩关节大导轮连接至肩关节下左、右导轮后导入到肩胛器中的圆孔里,并通过第一,四主杆导轮导到主杆下面与电机相连;一根钢丝绳从肩关节滚轮出来通过肩关节上左、右导轮导入到肩胛器的圆孔里,并由第二,三主杆导轮导到主杆下面与电机相连;主杆滚轮出来的钢丝绳两边直接由左,右主杆导轮导到主杆下面与电机相连。
肘关节包括前臂杆,前臂筒,前臂杆套接在前臂筒内,并通过螺母固定,前臂筒与肘关节U形器通过螺纹固定连接。
肘关节U形器与肘关节轴之间设有一对圆锥滚子轴承,肘关节轴上用圆螺母固定的整个肘关节,肘关节轴下面设有肘关节角度传感器凸台,肘关节U形器与肘关节滚轮之间用两个螺钉固定连接,肘关节滚轮中设有一个推力轴承;肘关节轴和肘关节角度传感器凸台上安装肘关节角度传感器,用于确定肘关节导轮和肘关节轴之间相对运动的角度大小。
肩关节包括大臂杆前部,大臂杆后部,大臂筒,大臂杆前部与大臂杆后部通过螺纹固定连接,大臂杆前部与肘关节轴之间用螺钉固定,大臂杆套接在大臂筒内,并通过螺母固定,大臂筒与肩关节U形器通过螺纹进行连接。
肩关节轴与肩关节滚轮之间通过键连接,肩关节轴与肘关节大导轮之间设有深沟球轴承,肩胛器下面的肩关节轴上用圆螺母固定整个肩关节,肩关节轴上设有肩关节角度传感器凸台,在肩关节轴和肩关节角度传感器凸台上安装肩关节角度传感器,用于确定肩关节轴和肩胛器相对运动的角度大小。
本发明的有益效果是:
本发明把能实现关节运动的地方都设计为滚轮结构,并使滚轮与需要带动的手臂通过键或焊接连接在一起,让电机放在座椅下面,通过钢丝绳带动滚轮运动,以至于控制各关节的运动。运用大量的导轮,使得钢丝绳的走线尽量在臂筒里面,且不出现干扰。大手臂,小手臂的设计采用筒套方式,可以旋转,采用四爪机构和螺母进行筒套的固定。因此,本发明不仅可以使手臂远离电机,完成电机带动钢丝绳,再由钢丝绳带动各关节的运动,还能方便地转换左右手臂的功能康复训练。
附图说明
图1是上肢康复机械臂的立体示意图;
图2是图1的展开平面图;
图3是肘关节的局部放大图;
图4是肩关节的局部放大图;
图5是图4中沿A-A的剖视图;
图6是主杆部分的局部放大图;
图7是图6中B向视图。
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