申请/专利权人：长春工业大学

申请日：2019-06-06

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN110101546B

主分类号：A61H1/02

分类号：A61H1/02

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2019.10.11#实质审查的生效;2019.08.09#公开

摘要：本发明针对现有技术的不足，提供一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，对上肢康复训练机器人进行了轻量化、可携带的设计，实现了真正意义上的可穿戴，患者不需要反复的去指定的场所进行治疗，由家属陪同在家中即可完成康复训练；将驱动方式变为绳驱动，整个装置具有一定的柔性，穿戴舒适度高，运动连贯性好。本发明提供了一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其组成包括：腕部康复训练部分、肘部康复训练部分和动力输出部分，其特征在于腕部康复训练部分中的小臂前部与肘部康复训练部分中的小臂后部连接，肘部康复训练部分中的大臂与动力输出部分中的电机连接板连接，肘部康复训练部分中的绑带与人体上肢连接。

主权项：1.一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，由腕部康复训练部分1、肘部康复训练部分2和动力输出部分3组成，其特征在于腕部康复训练部分1中的小臂前部112与肘部康复训练部分2中的小臂后部201连接，肘部康复训练部分2中的大臂208与动力输出部分3中的电机连接板308连接，肘部康复训练部分2中的绑带209与人体上肢连接；腕部康复训练部分1由手握装置101、腕部绳固定滚轮102、腕部前位姿调整支架103、腕部长度调节螺纹套104、腕部长度调节环105、压力调节环106、中心杆107、弹簧108、腕部绳导向滚轮109、腕部后位姿调整支架110、硅胶内衬111和小臂前部112组成，其中手握装置101的装配孔与腕部前位姿调整支架103连接，腕部绳固定滚轮102与前位姿调整支架103连接，腕部长度调节螺纹套104与前位姿调整支架103连接，腕部长度调节螺纹套104与腕部长度调节环105连接，腕部长度调节环105与中心杆107连接，压力调节环106与中心杆107连接，弹簧108与中心杆107连接，中心杆107与腕部后位姿调整支架110连接，腕部绳导向滚轮109与腕部后位姿调整支架110连接，腕部后位姿调整支架110与小臂前部112的装配孔连接，硅胶内衬111与小臂前部112连接；肘部康复训练部分2由小臂后部201、肘部前位姿调整支架202、肘部绳固定滚轮203、肘部旋转连接件204、护肘205、肘部绳导向滚轮206、肘部后位姿调整支架207、大臂208和绑带209组成，其中肘部前位姿调整支架202与小臂后部201的装配孔连接，肘部绳固定滚轮203与肘部前位姿调整支架202连接，肘部旋转连接件204与小臂后部201连接，肘部旋转连接件204与大臂208连接，肘部后位姿调整支架207与大臂208的装配孔连接，肘部绳导向滚轮206与肘部后位姿调整支架207连接，绑带209与大臂208连接；动力输出部分3由腕部缠线盘Ⅰ301、肘部缠线盘302、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303、腕部电机Ⅰ304、肘部减速器305、腕部编码器Ⅰ306、肘部电机307、电机连接板308、腕部编码器Ⅱ309、腕部电机Ⅱ310、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311和腕部缠线盘Ⅱ312组成，其中腕部缠线盘Ⅰ301与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输出轴连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输入轴与腕部电机Ⅰ304连接，腕部编码器Ⅰ306与腕部电机Ⅰ304连接，腕部电机Ⅰ304与电机连接板308连接，肘部电机307与电机连接板308连接，肘部减速器305输入轴与肘部电机307连接，肘部减速器305输出轴与肘部缠线盘302连接，腕部缠线盘Ⅱ312与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输出轴连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输入轴与腕部电机Ⅱ310连接，腕部编码器Ⅱ309与腕部电机Ⅱ310连接，腕部电机Ⅱ310与电机连接板308连接。

全文数据：一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人技术领域本发明涉及康复机器人领域，尤其涉及一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人。背景技术目前医疗技术越来越发达，但是对脑卒中造成的肢体功能障碍患者的治疗手段却十分匮乏。直至今日人口老龄化现象越来越严重、人们的生活节奏也越来越快，这些都使得由脑卒中造成的上肢功能障碍人口迅速增长。上肢功能障碍患者通常需要一些半助力的康复训练方法，康复治疗通常需要长期的训练，目前国内的康复治疗师很少，而且长期的治疗会带来很大的经济负担，人体上肢功能的缺失又对一个人甚至一个家庭的生活影响很大，所以急需辅助上肢治疗的康复训练机器人来解决现有的问题。针对上述现象目前已有很多国内外的学者对上肢康复训练机器人展开了研究。现有的上肢康复机器人大致主要分为末端导引式康复机器人和外骨骼式康复机器人两类。末端导引式康复机器人将患者手部处于运动装置上，由运动装置带动患者手部运动，进而使臂部随着运动，通过控制运动轨迹和运动姿态来达到带动患者上肢运动的效果，这使得机器人位置相对固定很难移动。外骨骼式康复机器人一般是通过助动装置带动患者的肢体运动，现有的骨骼式康复机器人的驱动方式大多为在关节处应用圆盘电机与谐波减速器，空间利用率低且重量很大，装置的惯性大。也就是说现有的上肢康复机器人普遍存在着空间利用率低、系统整体运动连贯性与流畅性差，并且重量大，难以移动，不利于患者在日常生活中进行康复训练。发明内容为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，解决了现有上肢康复训练机器人重量大，无法移动更无法携带的问题，同时通过绳驱的方式解决了现有康复训练机器人装置惯性大，空间利用率低，运动容易发生突变，可能给患者带来二次伤害等问题。从而使得本发明提供的上肢康复训练机器人更轻便，易携带，系统整体的运动连贯性与流畅性高，可满足患者家属携带本装置对患者进行日常康复训练的要求。本发明提供一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其组成包括：腕部康复训练部分1、肘部康复训练部分2和动力输出部分3，其中腕部康复训练部分1中的小臂前部112与肘部康复训练部分2中的小臂后部201通过滑动连接，肘部康复训练部分2中的大臂208与动力输出部分3中的电机连接板308通过螺钉连接，肘部康复训练部分2中的绑带209与人体上肢进行穿戴连接。本发明的优点在于对上肢康复训练机器人进行了轻量化、可携带的设计，实现了真正意义上的可穿戴，患者不需要反复的去指定的场所进行治疗，由家属陪同在家中即可完成康复训练，使得上肢康复训练机器人有着更大的适用性；将驱动方式由普遍的在关节处应用圆盘电机和谐波减速器转变为绳驱动，整个装置具有一定的柔性，穿戴舒适度高，运动连贯性好。附图说明图1是一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人的结构示意图；图2是一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人中腕部康复训练部分1的结构示意图；图3是一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人中肘部康复训练部分2的结构示意图；图4是一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人中动力输出部分3的结构示意图；具体实施方式1.参阅图1、图2、图3、图4，本发明提供的一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其组成包括：腕部康复训练部分1、肘部康复训练部分2和动力输出部分3，其中腕部康复训练部分1中的小臂前部112与肘部康复训练部分2中的小臂后部201通过滑动连接，肘部康复训练部分2中的大臂208与动力输出部分3中的电机连接板308通过螺钉连接，肘部康复训练部分2中的绑带209与人体上肢进行穿戴连接。2.参阅图2，腕部康复训练部分1由手握装置101、腕部绳固定滚轮102、腕部前位姿调整支架103、腕部长度调节螺纹套104、腕部长度调节环105、压力调节环106、中心杆107、弹簧108、腕部绳导向滚轮109、腕部后位姿调整支架110、硅胶内衬111和小臂前部112组成，其中手握装置101的装配孔与腕部前位姿调整支架103通过周向连接，腕部绳固定滚轮102与前位姿调整支架103通过同轴度配合，腕部长度调节螺纹套104与前位姿调整支架103通过同轴度配合，腕部长度调节螺纹套104与腕部长度调节环105通过周向连接，腕部长度调节环105与中心杆107通过螺纹连接，压力调节环106与中心杆107通过螺纹连接，弹簧108与中心杆107通过滑动连接，中心杆107与腕部后位姿调整支架110通过同轴度配合，腕部绳导向滚轮109与腕部后位姿调整支架110通过同轴度配合，腕部后位姿调整支架110与小臂前部112的装配孔通过周向连接，硅胶内衬111与小臂前部112通过针织连接。3.参阅图3，肘部康复训练部分2由小臂后部201、肘部前位姿调整支架202、肘部绳固定滚轮203、肘部旋转连接件204、护肘205、肘部绳导向滚轮206、肘部后位姿调整支架207、大臂208和绑带209组成，其中肘部前位姿调整支架202与小臂后部201的装配孔通过同轴度配合，肘部绳固定滚轮203与肘部前位姿调整支架202通过同轴度配合，肘部旋转连接件204与小臂后部201通过螺钉连接，肘部旋转连接件204与大臂208通过螺钉连接，肘部后位姿调整支架207与大臂208的装配孔通过同轴度配合，肘部绳导向滚轮206与肘部后位姿调整支架207通过同轴度配合，绑带209与大臂208通过螺钉连接。4.参阅图4，动力输出部分3由腕部缠线盘Ⅰ301、肘部缠线盘302、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303、腕部电机Ⅰ304、肘部减速器305、腕部编码器Ⅰ306、肘部电机307、电机连接板308、腕部编码器Ⅱ309、腕部电机Ⅱ310、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311和腕部缠线盘Ⅱ312组成，其中腕部缠线盘Ⅰ301与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输出轴通过过盈配合连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输入轴与腕部电机Ⅰ304通过联轴器连接，腕部编码器Ⅰ306与腕部电机Ⅰ304通过联轴器连接，腕部电机Ⅰ304与电机连接板308通过螺钉连接，肘部电机307与电机连接板308通过螺钉连接，肘部减速器305输入轴与肘部电机307通过联轴器连接，肘部减速器305输出轴与肘部缠线盘302通过过盈配合连接，腕部缠线盘Ⅱ312与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输出轴通过过盈配合连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输入轴与腕部电机Ⅱ310通过联轴器连接，腕部编码器Ⅱ309与腕部电机Ⅱ310通过联轴器连接，腕部电机Ⅱ310与电机连接板308通过螺钉连接。

权利要求：1.一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，由腕部康复训练部分1、肘部康复训练部分2和动力输出部分3组成，其特征在于腕部康复训练部分1中的小臂前部112与肘部康复训练部分2中的小臂后部201连接，肘部康复训练部分2中的大臂208与动力输出部分3中的电机连接板308连接，肘部康复训练部分2中的绑带209与人体上肢连接。2.根据权利要求1所述的一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其特征是腕部康复训练部分1由手握装置101、腕部绳固定滚轮102、腕部前位姿调整支架103、腕部长度调节螺纹套104、腕部长度调节环105、压力调节环106、中心杆107、弹簧108、腕部绳导向滚轮109、腕部后位姿调整支架110、硅胶内衬111和小臂前部112组成，其中手握装置101的装配孔与腕部前位姿调整支架103连接，腕部绳固定滚轮102与前位姿调整支架103连接，腕部长度调节螺纹套104与前位姿调整支架103连接，腕部长度调节螺纹套104与腕部长度调节环105连接，腕部长度调节环105与中心杆107连接，压力调节环106与中心杆107连接，弹簧108与中心杆107连接，中心杆107与腕部后位姿调整支架110连接，腕部绳导向滚轮109与腕部后位姿调整支架110连接，腕部后位姿调整支架110与小臂前部112的装配孔连接，硅胶内衬111与小臂前部112连接。3.根据权利要求1所述的一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其特征是肘部康复训练部分2由小臂后部201、肘部前位姿调整支架202、肘部绳固定滚轮203、肘部旋转连接件204、护肘205、肘部绳导向滚轮206、肘部后位姿调整支架207、大臂208和绑带209组成，其中肘部前位姿调整支架202与小臂后部201的装配孔连接，肘部绳固定滚轮203与肘部前位姿调整支架202连接，肘部旋转连接件204与小臂后部201连接，肘部旋转连接件204与大臂208连接，肘部后位姿调整支架207与大臂208的装配孔连接，肘部绳导向滚轮206与肘部后位姿调整支架207连接，绑带209与大臂208连接。4.根据权利要求1所述的一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人，其特征是动力输出部分3由腕部缠线盘Ⅰ301、肘部缠线盘302、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303、腕部电机Ⅰ304、肘部减速器305、腕部编码器Ⅰ306、肘部电机307、电机连接板308、腕部编码器Ⅱ309、腕部电机Ⅱ310、腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311和腕部缠线盘Ⅱ312组成，其中腕部缠线盘Ⅰ301与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输出轴连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅰ303输入轴与腕部电机Ⅰ304连接，腕部编码器Ⅰ306与腕部电机Ⅰ304连接，腕部电机Ⅰ304与电机连接板308连接，肘部电机307与电机连接板308连接，肘部减速器305输入轴与肘部电机307连接，肘部减速器305输出轴与肘部缠线盘302连接，腕部缠线盘Ⅱ312与腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输出轴连接，腕部蜗轮蜗杆减速器Ⅱ311输入轴与腕部电机Ⅱ310连接，腕部编码器Ⅱ309与腕部电机Ⅱ310连接，腕部电机Ⅱ310与电机连接板308连接。

百度查询： 长春工业大学 一种可穿戴便携式柔性绳驱上肢康复训练机器人

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