[发明专利]上肢康复机器人

说明书

技术领域

本发明涉及医疗器具，具体为一种设计具有空间运动的上肢康复机器人。

背景技术

目前老龄化社会问题及中风而导致的偏瘫问题越来越多，人们对其关注度也越来越高，继而出现了许多种类的康复训练装置。目前，在国外已研制了许多处于实验或起步阶段的治疗偏瘫的康复训练机器人，通过这些实验证明了患者通过这些机器人进行康复训练之后，许多患者的症状得到了明显的改善，甚至痊愈的例子也不少，这样利用康复机器人治疗偏瘫就变得极具吸引力。上肢康复装置即为一种具有广泛实用价值的康复机器人。

目前关于上肢康复装置的研究方案是多种多样的，例如，台湾国立成功大学设计了一种应用于平面上肘关节屈/伸运动的康复机器人，利用模糊控制器完成准确的位置与力控制；在国内，清华大学研制了二连杆机构的复合康复装置，患者可握住机构末端手柄，由装置带动上肢在一定面积的水平面上完成上肢平面复合运动，也可固定在手臂外侧完成肩部3个自由度的分别训练。目前比较好的同类产品是5DOF(5自由度)新型上肢康复机器人，该机器人的设计以人体上肢解剖学为理论依据，采用外骨骼式结构，各关节的自由度符合人体上肢各关节自由度分配情况，并从康复患者的实际康复训练角度出发，选定上肢运动最基本也是最重要的5个自由度：肩部屈/伸、肩部外展/内收、肘部屈/伸、腕部屈/伸和腕部旋内/旋，并结合机器人结构及训练要求设定各个自由度活动范围。

关于目前存在的研究方案或多或少都存在一定的问题，平面上肘关节屈/伸运动的康复机器人和二连杆机构复合康复装置的康复效果存在一定的局限性，都只局限于一个平面的运动，这样上肢的康复效果也不够充分；相对的5DOF新型上肢康复机器人能使上肢得到充分的康复运动，但是其结构更为复杂，成本价格也更加的昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有上肢康复装置要么康复效果局限性大、要么价格昂贵的不足，提供一种既能保证康复运动的充分性、又能兼顾成本较低的新型上肢康复机器人。

本发明所采用的技术方案是：一种上肢康复机器人，包括底座；固定在所述底座上的直线导轨，滑动设置在所述直线导轨上的滑块，驱动所述滑块的第一驱动机构；固定在所述滑块上的机架，转动设置在所述机架上的摇杆，驱动所述摇杆的第二驱动机构；沿着所述摇杆的延伸方向运动的绑手器，驱动所述绑手器的第三驱动机构。

优选的，所述第一驱动机构包括固定在所述底座上的第一电机，转动连接在所述第一电机输出轴上的曲柄，转动连接在所述曲柄上的连杆，所述连杆还与滑块转动连接，所述曲柄、连杆以及滑块组成曲柄滑块机构。所述底座上固定有直线导轨座，所述直线导轨固定在直线导轨座上。

优选的，所述第二驱动机构包括固定在所述机架上的第二电机，转动设置在所述机架上且与所述摇杆固定连接的转动轴，连接在所述第二电机的输出轴与所述转动轴之间的齿轮副。所述第二电机的输出轴通过联轴器连接至一个与齿轮副的输入齿轮固定的连接轴，所述与齿轮副的输入齿轮固定的连接轴转动设置在机架上。

优选的，所述第三驱动机构包括设置在摇杆上的传动带装置，以及用于驱动所述传动带装置的第三电机，所述传动带装置包括主动带轮、从动带轮、同步带，所述绑手器固定在同步带上，所述第三电机的输出轴与主动带轮连接。所述第三电机的输出轴通过联轴器连接至一个与所述主动带轮固定的连接轴，所述与主动带轮固定的连接轴转动设置在机架上。所述主动带轮的转动轴心线与摇杆的转动轴心线是重合的，所述第三电机固定在机架上。

本发明所达到的有益效果是：本康复机器人拥有三个方向的运动自由度，并且三个方向的运动既可以同时进行、实现上肢的空间运动，也可以分别单独进行、有选择的实现某个方向的平面运动，保证了康复运动的充分性。本康复机器人中设计的曲柄滑块机构、可左右摆动的摇杆，以及摇杆内实现前后运动的同步带传动结构简单成本也低。并且结构设计简单紧凑，通过单片机控制，运动自主性高，使得偏瘫病人对护理人员的依赖性大大降低，甚至可以完全脱离外人的辅助，只需轻点按钮即可自主进行康复运动，省时省力，方便需要上肢康复的人群。

附图说明

通过附图中所示的本发明的优选实施例的更具体说明，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明的整体结构主剖视图。

具体实施方式