[发明专利]一种间接驱动模块以及肩关节康复机器人

说明书

本发明适用于康复机器人领域，公开了间接驱动模块以及肩关节康复机器人，肩关节康复机器人包括固定端和间接驱动模块，间接驱动模块包括支撑机构、第一驱动机构、第二驱动机构和机械臂机构，机械臂机构与固定端连接，第一驱动机构驱动机械臂机构摆动带动固定端进行第一预设摆动，第二驱动机构驱动固定端摆动、以使固定端进行第二预设摆动，第一驱动机构包括第一驱动件，第二驱动机构包括第二驱动件，第一驱动件和第二驱动件设置在支撑机构的第一端，第一驱动件与机械臂机构通过皮带传动，第二驱动件与固定端通过皮带传动，采用间接驱动的方式对机械臂机构和固定端进行驱动，可以减轻机械臂机构质量，解决了大力矩输出与结构质量轻之间的矛盾。

技术领域

本发明涉及康复机器人领域，尤其涉及一种用于肩关节康复机器人的间接驱动模块以及肩关节康复机器人。

背景技术

随着全民健身时代的到来，越来越多的人群参与健身，也导致越来越多人出现运动损伤。当前运动损伤发病率占10％～20％，并且有逐年升高的趋势。第四次全民健身状况调查数据显示，我国经常参加体育锻炼的人口占总人口的比例已经达到1/3，目前我国经常参加体育锻炼的人口达到5亿，已超过我国“到2020年，经常参加体育锻炼的人数达到4.35亿”的目标。根据专业人士估算，这个群体中约有2/5会经历不同程度的运动伤病，这也意味着约有2亿人有运动损伤和疾病方面的治疗服务需求。肩关节作为人体最灵活也是最脆弱的关节，发病率也逐年增加。现有技术中，肩关节康复治疗主要存在以下问题：

首先，传统临床上的肩关节康复手段主要依赖康复医师手把手训练，即一对一的物理治疗。传统的康复医师训练不仅效率不高，而且会受治疗师自身主观情绪的影响，可能在患者康复训练的强度上无法保证；训练过程中缺少相应的训练参数和指标(如运动速度、轨迹、强度等)，而且不够客观的康复评价指标不利于后续更深入的研究。

其次，康复治疗是一项频繁、反复的工作，这种情况下更适合采用机器人的辅助来完成。机器人技术与康复医学相结合的交叉研究，能够弥补传统临床康复医疗的许多不足之处。现有的康复机器人一般包括固定端，固定端用来固定患肢进行康复治疗，然而，现有的康复机器人一般采用直接驱动的方式进行驱动，容易导致机械臂质量过大，并且输出力矩不足以满足患者的运动康复需求。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种间接驱动模块，其采用间接驱动的方式对康复机器人进行驱动，解决了大力矩输出与结构质量轻之间的矛盾。

为达到上述目的，本发明提供的方案是：

一种间接驱动模块，适用于肩关节康复机器人，所述间接驱动模块包括支撑机构、第一驱动机构、第二驱动机构和机械臂机构，所述支撑机构具有第一端和第二端，机械臂机构用于与肩关节康复机器人的固定端连接，所述第一驱动机构用于驱动机械臂机构摆动、使机械臂机构带动固定端进行第一预设摆动，所述第二驱动机构用于驱动固定端摆动、以使固定端进行第二预设摆动，所述第一驱动机构包括第一驱动件、第一带轮、以及与所述第一带轮皮带传动的第二带轮，所述第一驱动件设置在所述支撑机构的第一端，所述第一带轮与所述第一驱动件的输出端连接，所述第二带轮设置在所述支撑机构的第二端，且所述第二带轮用于与机械臂机构连接，所述第二驱动机构包括第二驱动件、第三带轮、以及与所述第三带轮皮带传动的第四带轮，所述第二驱动件设置在所述支撑机构的第一端，所述第三带轮与所述第二驱动件的输出端连接，所述第四带轮用于与固定端连接。

优选地，所述支撑机构包括间隔设置的第一固定板和第二固定板，所述第二固定板支撑在所述第一固定板上，所述第一驱动件和所述第二驱动件均安装在所述第二固定板上，所述第一带轮和所述第三带轮均位于所述第一固定板和所述第二固定板之间。

优选地，所述间接驱动模块还包括连接机构，所述连接机构包括穿心轴和外轴套，所述穿心轴穿过所述支撑机构和机械臂机构，所述穿心轴远离所述机械臂机构的一端通过轴承与所述支撑机构转动连接，所述外轴套通过轴承安装在所述穿心轴上，且所述外轴套与机械臂机构连接，所述第二带轮套设在所述外轴套上。