[发明专利]一种六自由度自适应腕关节康复装置

摘要

一种六自由度自适应腕关节康复装置，该装置采用串—并联的结构形式，具有三个主动转动自由度和三个被动移动自由度。由基座，手臂旋转台，主动支链，弧形连杆，X方向的被动移动结构，Y方向的被动移动结构，Z方向的被动移动结构等组成。其中，所述的手臂旋转台通过齿轮的外啮合与电机相连，可以实现在基座上转动(即绕X轴方向的转动)；所述的弧形连杆通过轴承与手臂旋转台的左、右臂连接，可以实现绕Y轴方向的转动；X方向的移动构件通过轴承与弧形连杆连接，可以实现绕Z轴方向的转动；本发明使人在康复训练过程中更加自然、更加舒适，具有结构简单、驱动平稳、使用方便、占用体积小、制造成本低等优点。

主权项

一种六自由度自适应腕关节康复装置，其特征在于采用串—并联的结构形式，包括基座(1)、手臂旋转台(6)、第一主动支链(A)、第二主动支链(B)、弧形连杆(7)，X方向的被动移动结构、Y方向的被动移动结构和Z方向的被动移动结构；串联结构：手臂旋转台(6)的第二齿形圆弧(6‑2)，通过齿轮的外啮合与小齿轮(3)连接，小齿轮(3)通过键(18)与电机(4)传动轴连接，电机(4)传动轴依次穿过第三固定外环轴承(20)、第三固定外环轴承端盖(19)与第三固定外环(2‑3)连接，电机(4)又依次通过减速器(31)、基座轴承(16)、基座轴承端盖(17)被固定连接在基座(1)上，实现了装置绕X轴方向的旋转运动；并且手臂旋转台(6)的第二齿形圆弧(6‑2)的两端通过钢球、固定钢片分别与第二固定外环(2‑2)、第三固定外环(2‑3)连接，而第二固定外环(2‑2)和第三固定外环(2‑3)均被固定连接到基座(1)上；手臂旋转台(6)的第一圆弧(6‑1)通过钢球、固定钢片与第一固定外环(2‑1)连接，第一固定外环(2‑1)被固定连接在基座(1)上；手臂袖口(5)通过螺钉(13)与手臂旋转台(6)固定连接在一起；并联结构：所述主动支链包括第一主动支链(A)、第二主动支链(B)，第一主动支链、第二主动支链为并列的UPS支链；所述弧形连杆(7)的左、右两端通过转动副与手臂旋转台(6)左、右臂连接，所述弧形连杆(7)的中间通过转动副与上平台移动构件(8)连接；所述第一主动支链(A)包括依次连接的第一主动支链下方轴承座(A‑1)、第一主动支链U副连接件(A‑2)、第一主动支链U副连杆(A‑3)、第一主动支链线性驱动器(A‑4)、第一主动支链S副连杆(A‑5)、第一主动支链S副组件一(A‑6)、第一主动支链S副组件二(A‑7)、第一主动支链上方轴承座(A‑8)；第一主动支链上方轴承座(A‑8)与下平台移动构件(10)固定连接，第一主动支链下方轴承座(A‑1)与手臂旋转台第一圆弧(6‑1)固定连接；其中，第一主动链下方轴承座(A‑1)、第一主动支链U副连接件(A‑2)、第一主动支链U副连杆(A‑3)组成虎克副，第一主动支链上方轴承座(A‑8)、第一主动支链S副组件一(A‑6)、第一主动支链S副组件二(A‑7)、第一主动支链S副连杆(A‑5)组成球副，第一主动支链S副连杆(A‑5)与第一主动支链U副连杆(A‑3)连接在第一主动支链线性驱动器(A‑4)上，构成移动副；所述第二主动支链(B)包括依次连接的第二主动支链下方轴承座(B‑1)、第二主动支链U副连接件(B‑2)、第二主动支链U副连杆(B‑3)、第二主动支链线性驱动器(B‑4)、第二主动支链S副连杆(B‑5)、第二主动支链S副组件一(B‑6)、第二主动支链S副组件二(B‑7)、第二主动支链上方轴承座(B‑8)；第二主动支链上方轴承座(B‑8)与下平台移动构件(10)固定连接，第二主动支链下方轴承座(B‑1)与手臂旋转台第一圆弧(6‑1)固定连接；其中，第二主动链下方轴承座(B‑1)、第二主动支链U副连接件(B‑2)、第二主动支链U副连杆(B‑3)组成虎克副，第二主动支链上方轴承座(B‑8)、第二主动支链S副组件一(B‑6)、第二主动支链S副组件二(B‑7)、第二主动支链S副连杆(B‑5)组成球副，第二主动支链S副连杆(B‑5)与第二主动支链U副连杆(B‑3)连接在第二主动支链线性驱动器(B‑4)上，构成移动副；在第一主动支链(A)、第二主动支链(B)上的线性驱动器的驱动下，装置实现分别绕X轴方向和Y轴方向的旋转运动；被动移动结构：上平台移动构件(8)通过转动副与弧形连杆(7)连接，下平台移动构件(10)通过球副与第一主动支链(A)和第二主动支链(B)上端相连，实现了该装置沿X轴方向的被动移动；上滑动导轨(12‑1)与上平台移动构件(8)连接，下滑动导轨(12‑2)与下平台移动构件(10)连接，两个滑动导轨的左、右两端均与滑动导轨挡板连接，并且上滑动导轨(12‑1)与上滑块(27‑1)连接，下滑动导轨(12‑2)与下滑块(27‑2)连接，手柄杆(29)通过抱箍(28)与上、下滑块连接，实现了装置沿Y轴方向的被动移动；手柄套筒(30)与手柄杆(29)直接连接，手柄套筒(30)相对于手柄杆(29)能够上下移动，圆柱海绵套筒(9)与手柄套筒(30)连接，实现了装置沿Z轴方向的被动移动。