[发明专利]一种六自由度上肢康复训练臂及机器人

说明书

本发明属于康复医疗设备技术领域，具体涉及一种六自由度上肢康复训练臂及机器人，训练臂包括肩关节组件、肘关节组件、前臂旋转机构以及腕关节组件；肩关节组件包括：X向肩关节驱动机构、第一直角转接架、Z向肩关节驱动机构、第二直角转接架以及Y向肩关节驱动机构；X向肩关节驱动机构、Z向肩关节驱动机构和Y向肩关节驱动机构的转轴互相垂直，且Z向肩关节驱动机构位于X向肩关节驱动机构和Y向肩关节驱动机构的上方。康复训练机器人包括：包括两对称设置训练臂、升降机构以及设置在所述升降机构顶端的两臂间距调节机构。本发明人的上肢与上肢康复训练臂的各零部件不干涉、不接触，提高的患者训练的舒适性。

技术领域

本发明属于康复医疗器械技术领域，具体涉及一种六自由度上肢康复训练机器人。

背景技术

传统的上肢康复训练是由康复治疗师与患者通过一对一的直接的长期肢体接触，由治疗师使用不同的手法对患者的肩关节、肘关节、腕关节、指掌关节进行被动性训练，并附加语言交流、药物治疗等，患者进行大量反复的重复性运动，不断刺激受损脑部神经，修复脑神经。这种一对一训练过程单调、耗时长、成本高，并且康复治疗师体力消耗大、效率低，相对于传统的康复训练，采用上肢康复机器人配合或者替代康复治疗师实现康复训练更为有效。

上肢康复机器人可以分为两大类，一类为末端牵引式康复机器人系统，另一类为外骨骼式康复机器人系统。末端牵引式康复机器人系统通过机器人运动带动患者上肢运动来达到康复训练目的的机械系统。机器人系统与患者相对独立，仅通过患者手部与机器人末端相连。其结构简单、易于控制，价格低廉。使用末端牵引式康复机器人对于整个手臂是合适的，但是不能很好地对于肩、肘、腕等关节进行针对性训练，训练功能无法达到要求。外骨骼因为与人体上肢运动相似，可以更好的辅助患者进行康复训练，但其结构设计及控制方法具有一定的难度。外骨骼式上肢康复训练机器人必须要人的大臂、小臂和手部完全与外骨骼匹配，一般需要将上肢与机械手臂固定在一起，会增加患者的不适感，控制出现故障或者机械臂的长度调节不当甚至会对患者造成二次伤害。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中存在的外骨骼式上肢康复训练器和末端牵引式康复机器人存在的缺陷，提供一种不但能够对肩关节、肘关节和腕关节做针对性训练，又能够柔性带动患者康复训练的六自由度上肢康复训练臂及机器人。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种六自由度上肢康复训练臂，其特征在于：包括肩关节组件、通过大臂支架与所述肩关节组件连接的肘关节组件、通过小臂支架与所述肘关节组件连接的前臂旋转机构以及与所述前臂旋转机构连接的腕关节组件；所述肩关节组件包括：X向肩关节驱动机构、一端与所述X向肩关节驱动机构的输出轴连接的第一直角转接架、安装在所述第一直角转接架的另一端上的Z向肩关节驱动机构、一端与所述Z向肩关节驱动机构的输出轴连接的第二直角转接架以及安装在所述第二直角转接架的另一端的Y向肩关节驱动机构；所述Y向肩关节驱动机构的输出轴连接大臂支架；所述X向肩关节驱动机构、Z向肩关节驱动机构和Y向肩关节驱动机构的转轴互相垂直且相交于一点，所述Z向肩关节驱动机构位于所述X向肩关节驱动机构和Y向肩关节驱动机构的上方。

进一步地，所述前臂旋转机构包括：与所述小臂支架固定连接的前臂旋转底架、对称转动连接在所述前臂旋转底架上的第一摆臂和第二摆臂、安装在所述第一摆臂上端和第二摆臂上端的前臂电机支架、安装在所述前臂电机支架上的旋转电机、与所述旋转电机输出轴同轴连接的第一主动带轮、通过第一皮带与所述第一主动带轮连接的第一从动带轮；第一从动带轮的第二转动轴通过轴承安装在前臂电机支架上，第一摆臂上固定安装有第三转动轴，第三转动轴上通过轴承转动安装有第一把手支架，第一把手支架上安装有与第三转动轴同轴固定的第二主动带轮；第二主动带轮通过第二皮带连接有第二从动带轮，第二从动带轮转动安装在的第四转动轴上，所述第四转动轴固定安装在所述第一把手支架上，第二把手支架通过轴承与所述第四转动轴转动连接；第四转动轴上还固定安装有腕关节连接件；第二把手支架通过支架固定轴转动安装在所述第二摆臂上。