专利名称：一种上肢多方式运动训练机器人的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及的是一种机器人，具体地说是一种上肢多方式运动训练机器人。
背景技术：
上肢运动训练机器人系统主要用于运动员上肢运动训练、也可作为家用健身器材，或用于针对上肢偏瘫的临床运动训练治疗。传统上肢运动训练方法多是由专业指导员来辅助训练对象进行的，这种人工操作方式导致专业指导员工作强度高，而且训练的效果难免受到专业指导员的工作技能和工作心情等因素影响，而且训练的成本较高。为此科研工作者研究了上肢运动训练机器人来代替专业指导员辅助训练对象完成运动训练。但目前的上肢运动训练机器人大多在采用支架的形式，机器人是固定在支架上的，这就限制了运动训练必须在支架所在的位置进行，进而限制了运动训练的场所，也限制了运动训练的时间。因为训练过程中训练对象不能大范围走动，即使推动支架运动，活动范围还是受到支架的限制，只能围绕支架进行运动训练使训练对象难以保证足够的时间来进行运动训练。此外运动范围的限制也会影响训练对象参与运动训练的积极性，从而影响运动训练的效果。
实用新型内容针对现有技术存在的问题，本实用新型的目的是提供一种上肢多方式运动训练机器人，该装置能在运动训练的初期采用依靠支架的固定位置训练，整体上保留现有上肢运动训练机器人的优点。在训练对象上肢的运动能力增强到一定程度后可以脱离支架，提供一种随身运动训练，将运动训练变成一种辅助运动，在日常生活中就能进行运动训练。这样有利于延长运动训练的时间，提高训练的积极性，进而保证运动训练的效果。为实现上述目的，本实用新型采取如下技术方案:一种上肢多方式运动训练机器人，包括支架立杆、滑块、机器人肩部、机器人上臂、机器人前臂后段、机器人前臂前段、减重弹性悬绳、支架横梁和机器人手部，其中滑块可调位锁紧在支架立杆上，机器人肩部安装在滑块上，机器人肩部、机器人上臂和机器人前臂后段依次通过转动关节连接成串联机构，机器人前臂前段通过一个连接块与机器人前臂后段相连接，减重弹性悬绳将机器人前臂前段末端悬挂在支架横梁上，支架横梁安装在支架立杆的顶端，与支架立杆垂直转动连接而能绕支架立杆在一定角度范围内转动，转动过程中通过减重弹性悬绳带动机器人前臂前段运动，进而带动训练对象进行上肢运动训练。上述一种上肢多方式运动训练机器人，其中所述滑块与支架立杆滑套而通过螺钉连接可调位锁紧在支架立杆上，松开螺钉时可在支架立杆上上下移动，以调整高度适应不同的训练对象；所述的减重弹性悬绳长度可根据滑块的固定高度进行调整。在训练初期，训练对象可根据需要调节滑块固定在支架上的高度和减重弹性悬绳的长度。上述一种上肢多方式运动训练机器人，其中所述机器人肩部通过螺钉安装在滑块或控制箱上，控制箱平放在支架立杆旁或固定连接在负重背心上，负重背心穿在训练对象的身上，并且在训练对象的腰、肩位置适度绑紧固定。上述一种上肢多方式运动训练机器人，其中所述机器人前臂后段和机器人前臂前段之间是通过连接块用螺钉连接起来的:连接块分别与机器人前臂后段和机器人前臂前段用螺钉连接，可以快速的拆卸或链接。初期固定位置的运动训练，连接上机器人前臂前段并调好减重弹性悬绳的长度，进行固定位置的运动训练，此时可以包括腕关节在内的上肢各关节进行全面的运动训练。此阶段机器人肩部通过螺钉安装在滑块上，控制箱可以放在支架立杆旁边。训练对象穿戴好机器人即可进行运动训练。当训练进行到后期阶段，训练对象上肢运动能力增强到一定程度后，可将机器人肩部通过螺钉安装在控制箱上，并将控制箱固定连接在负重背心上，训练对象穿上负重背心并适度绑紧固定。同时断开减重弹性悬绳，拆卸连接块和机器人前臂前段，放弃对运动范围较小的腕关节的运动训练，以减轻训练对象的承重。训练对象穿戴好负重背心和上肢运动训练机器人后，进行运动训练，此时是一种随身运动训练，整个上肢运动训练机器人设备可以跟随训练对象移动，不再受支架立杆对训练场地和训练时间的约束。可以将其视为一种辅助上肢运动，在日常生活中完成。此时要求控制系统和供能设备质量轻，体积小，可以减小训练对象的负重，可采用集成控制芯片。上述一种上肢多方式运动训练机器人，其中在机器人肩部、机器人上臂和机器人前臂后段的机器人与训练对象接触的一侧，分别各固定一层软橡胶层，以保证训练过程中训练对象穿戴的舒适性，减轻训练过程中的不适应。本实用新型的一种上肢多方式运动训练机器人与现有技术相比，具有如下实质性特点和优点:I)、该装置可以提供固定位置的运动训练和随身运动训练两种训练方式，两种方式可以根据训练效果等需要进行自由选择；2)、该装置易于保证训练时间，提高训练对象参与训练的积极性，保证运动训练的效果；3)、该装置能游有效解除传统上肢运动训练方法对下肢活动范围的制约。
图1为本实用新型的一种上肢多方式运动训练机器人结构示意图。图2为本实用新型的一种上肢多方式运动训练机器人安装控制器和负重背心的示意图。图3为本实用新型一种上肢多方式运动训练机器人上安装软橡胶层的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例作进一步详细说明。实施例一:参见图1-图3，本上肢多方式运动训练机器人，包括支架立杆1、滑块2、机器人肩部4、机器人上臂5、机器人前臂后段6、连接块7、机器人前臂前段8、减重弹性悬绳9、软橡胶层13、支架横梁14、机器人手部10和控制箱11，其中滑块2通过螺钉连接锁紧在支架立杆I上，机器人肩部4通过螺钉连接安装在滑块2上，机器人肩部4、机器人上臂5和机器人前臂后段6依次通过转动关节连接成串联机构，机器人前臂前段8通过连接块7与机器人前臂后段6相连接，减重弹性悬绳9将机器人前臂前段8末端悬挂在支架横梁14上，支架横梁14安装在支架立杆I的顶端，并且可在垂直于支架立杆I的平面内绕支架立杆I在一定角度范围内转动，转动过程中通过减重弹性悬绳9带动机器人前臂前段8运动，进而带动训练对象进行上肢运动训练。实施例二:本实施例与实施例一基本相同，特别之处如下:上述上肢多方式运动训练机器人，所述滑块2通过螺钉连接固定在支架立杆I上，松开螺钉3时可在支架立杆I上上下移动，以调整高度适应不同的训练对象；所述的减重弹性悬绳9的长度可根据滑块2的固定高度进行调整。在训练初期，训练对象可根据需要调节滑块2固定在支架上的高度和减重弹性悬绳9的长度。上述上肢多方式运动训练机器人，所述机器人肩部4通过螺钉3安装在滑块2或控制箱11上，控制箱11平放在支架立杆I旁或固定连接在负重背心12上，负重背心12穿在训练对象的身上，并且在训练对象的腰、肩位置适度绑紧固定。上述上肢多方式运动训练机器人，所述机器人前臂后段6和机器人前臂前段8之间是通过连接块7用螺钉3连接起来的:连接块7分别与机器人前臂后段6和机器人前臂前段8用螺钉3连接，可以快速的拆卸或链接。使用方法:I).初期固定位置的运动训练，连接上机器人前臂前段8并调好减重弹性悬绳9的长度，进行固定位置的运动训练，此时可以包括腕关节在内的上肢各关节进行全面的运动训练。此阶段机器人肩部4通过螺钉3安装在滑块2上，控制箱11放在支架立杆I旁边。训练对象穿戴好机器人即可进行运动训练。2).当训练进行到后期阶段，训练对象上肢运动能力增强到一定程度后，可将机器人肩部4通过螺钉3安装在控制箱11上，并将控制箱11固定连接在负重背心12上，训练对象穿上负重背心12并适度绑紧固定。同时断开减重弹性悬绳9，拆卸连接块7和机器人前臂前段8，放弃对运动范围较小的腕关节的运动训练，以减轻训练对象的承重。训练对象穿戴好负重背心12和上肢运动训练机器人后，进行运动训练，此时是一种随身运动训练，整个上肢运动训练机器人设备可以跟随训练对象移动，不再受支架立杆I对训练场地和训练时间的约束。可以将其视为一种辅助上肢运动，在日常生活中完成。此时要求控制系统和供能设备质量轻，体积小，可以减小训练对象的负重，可采用集成控制芯片。上述上肢多方式运动训练机器人，在机器人肩部4、机器人上臂5和机器人前臂后段6的机器人与训练对象接触的一侧，分别各固定一层软橡胶层，以保证训练过程中训练对象穿戴的舒适性，减轻训练过程中的不适应。本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的目的作出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种上肢多方式运动训练机器人，包括支架立杆(I)、滑块(2)、机器人肩部(4)、机器人上臂(5)、机器人前臂后段(6)、机器人前臂前段(8)、减重弹性悬绳(9)、负重背心(12)、支架横梁(14)和机器人手部(10)，其特征在于:滑块(2)可调位锁紧在支架立杆(I)上，机器人肩部(4)安装在滑块(2)上，机器人肩部(4)、机器人上臂(5)和机器人前臂后段(6 )依次通过转动关节连接成串联机构，机器人前臂前段(8 )通过一个连接块(7 )与机器人前臂后段(6)相连接，减重弹性悬绳(9)将机器人前臂前段(8)末端悬挂在支架横梁(14)上，支架横梁(14)安装在支架立杆(I)的顶端，与支架立杆(I)垂直转动连接而能绕支架立杆(I)在一定角度范围内转动。
2.根据权利要求1所述的一种上肢多方式运动训练机器人，其特征在于:所述滑块(2)与支架立杆(I)滑套而通过螺钉连接可调位锁紧在支架立杆(I)上，松开螺钉时在支架立杆(I)上上下移动；所述的减重弹性悬绳(9)长度可根据需要调整。
3.根据权利要求1所述的一种上肢多方式运动训练机器人，其特征在于:所述机器人肩部(4)通过螺钉(3)安装在滑块(2)上，或通过螺钉固定连接在一个控制箱(11)和一个负重背心(12)，负重背心(12)穿在训练对象的身上，并且在训练对象的腰、肩位置适度绑紧。
4.根据权利要求1所述的一种上肢多方式运动训练机器人，其特征在于所述连接块(7)分别与机器人前臂后段(6)和机器人前臂前段(8)用螺钉(3)连接。
5.根据权利要求1所述的一种上肢多方式运动训练机器人，其特征在于:在所述机器人肩部(4)、机器人上臂(5)和机器人前臂后段(6)与训练对象接触的一侧分别各固定一层软橡胶层(13)。
专利摘要本实用新型公开了一种上肢多方式运动训练机器人。它包括支架立杆、滑块、机器人肩部、机器人上臂、机器人前臂后段、机器人前臂前段、减重弹性悬绳、支架横梁、机器人手部、和控制箱。该机器人装置能提供依托支架立杆的固定位置的运动训练，也能够提供随训练对象移动的随身运动训练，可有效解决长时间固定位置上肢运动训练对训练对象活动范围的约束问题，使运动训练活动更加自由，有利于提高运动对象参与训练的积极性，该装置可以用作运动员训练设备、家用健身器材、偏瘫患者康复训练设备等。
文档编号A61H1/00GK203001372SQ20122072023
公开日2013年6月19日 申请日期2012年12月25日 优先权日2012年12月25日
发明者钱晋武, 余刚, 沈林勇, 章亚男 申请人:上海大学