一种上肢康复训练机器人及其腕关节训练装置的制作方法

本实用新型涉及康复训练设备技术领域，特别是涉及一种腕关节训练装置。此外，本实用新型还涉及一种包括上述腕关节训练装置的上肢康复训练机器人。

背景技术：

现有的上肢康复训练机器人产品在技术实现上大都需要外骨骼似的机械臂以及笨重的支撑座；或者对于较简易的关节训练器等仅用传感器来反馈关节位置，但却不能依靠电机控制等技术来实现复杂的康复训练要求。

常规外骨骼上肢康复机器人产品的缺点在于：外骨骼机械臂尺寸大，训练关节数越多长度方向尺寸就越大。机械臂的安装和固定的支撑座在尺寸上和重量上都很大和很重。常规的关节训练器的缺点在于：关节训练的驱动很少是由电机进行驱动和进行位置控制来完成的，使得一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求。

综上所述，如何有效地解决一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种腕关节训练装置，该腕关节训练装置有效地解决了一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题；本实用新型的另一目的是提供一种包括上述腕关节训练装置的上肢康复训练机器人。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种上肢康复训练机器人的腕关节训练装置，通过支撑梁固定在上肢康复训练机器人的基座上，包括一端安装于所述支撑梁上且具有齿轮的手部腕部连接装置、下表面带有齿条且能够与所述齿轮啮合的圆弧轨道，当腕关节做转动运动时，通过所述手部腕部连接装置带动所述圆弧轨道进行转动，还包括能够测得腕关节转动角度的电位计和与所述电位计连接的控制器，并结合所述控制器内置的互动游戏的运动对腕关节进行训练。

优选地，所述传感器为电位计，所述电位计安装于所述齿轮的轴端。

优选地，所述圆弧轨道的两侧均设置有所述齿条。

优选地，所述圆弧轨道的一侧设置有所述齿条，另一侧设置有限位条，所述手部腕部连接装置的一侧设置有与所述限位条相配合的具有限位槽的限位轮。

优选地，还包括安装于所述支撑梁的另一端的前臂固定装置，所述前臂固定装置的长度可调节。

本实用新型还提供一种上肢康复训练机器人，包括基座以及安装于所述基座上的腕关节训练装置，所述腕关节训练装置具体为上述任一项所述的腕关节训练装置。

本实用新型所提供的上肢康复训练机器人的腕关节训练装置，通过支撑梁固定在上肢康复训练机器人的基座上。腕关节训练装置包括手部腕部连接装置、圆弧轨道、传感器、控制器，手部腕部连接装置的一端安装于支撑梁上，在训练开始前患者还可控制施加在支撑梁上的力进行力的校准。手部腕部连接装置的上部具有齿轮，圆弧轨道的下表面带有齿条，齿条呈圆弧状，齿条能够与齿轮啮合，当腕关节做转动运动时，通过手部腕部连接装置带动圆弧轨道进行转动，圆弧轨道带动齿轮转动，传感器能够测得齿轮的转动角度，以此测得腕关节转动角度，控制器与传感器连接，控制器内置有互动游戏，结合互动游戏的运动对腕关节进行训练。

本实用新型所提供的腕关节训练装置，可由传感器测得手腕转动的角度，可以进行主动和被动方面的上肢的评估和训练，包括肩关节，肘关节，腕关节和指关节评估和训练。腕关节训练装置与基座相结合形成便携式可移动式的迷你型的上肢康复训练机器人，与一般的带独立机械臂支承座的上肢康复训练机器人和穿戴式的关节训练器在外形上截然不同，结构简单，易于控制，便于操作，有很高的辨识度。

本实用新型还提供一种上肢康复训练机器人，包括基座以及安装于基座上的腕关节训练装置，该腕关节训练装置具体为上述任一种腕关节训练装置。由于上述的腕关节训练装置具有上述技术效果，具有该腕关节训练装置的上肢康复训练机器人也应具有相应的技术效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的腕关节训练装置的结构示意图；

图2为腕关节训练装置的安装示意图。

附图中标记如下：

1-传感器、2-腕部支撑装置、3-圆弧轨道、4-手部腕部连接装置。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种腕关节训练装置，该腕关节训练装置有效地解决了一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题；本实用新型的另一核心是提供一种包括上述腕关节训练装置的上肢康复训练机器人。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参考图1和图2，图1为本实用新型中一种具体实施方式所提供的腕关节训练装置的结构示意图；图2为腕关节训练装置的安装示意图。

在一种具体实施方式中，本实用新型所提供的上肢康复训练机器人的腕关节训练装置，通过支撑梁固定在上肢康复训练机器人的基座上。腕关节训练装置包括手部腕部连接装置4、圆弧轨道3、传感器1、控制器，手部腕部连接装置4的一端安装于支撑梁上，在训练开始前患者还可控制施加在支撑梁上的力进行力的校准。手部腕部连接装置4的上部的腕部支撑装置2上具有齿轮，可以是直齿轮，也可以是斜齿轮，具体形式不受限制，可以根据实际应用情况而定，都在本实用新型的保护范围内。圆弧轨道3的下表面带有齿条，齿条呈圆弧状，齿条和齿轮相互配合，齿条能够与齿轮啮合，通过齿轮和齿条连接将手部腕部连接装置4和圆弧轨道3连接起来，连接方便，并且圆弧轨道3转动较为顺畅，磨损较小，较为耐用。

具体地说，当腕关节做转动运动时，通过手部腕部连接装置4带动圆弧轨道3进行转动，圆弧轨道3带动齿轮转动，传感器1能够测得齿轮的转动角度，以此测得腕关节转动角度，控制器与传感器1连接，控制器内置有互动游戏，结合互动游戏的运动对腕关节进行训练，训练具有针对性，对腕关节的训练较为充分。

本实用新型所提供的腕关节训练装置，可由传感器1测得手腕转动的角度，可以进行主动和被动方面的上肢的评估和训练，包括肩关节，肘关节，腕关节和指关节评估和训练。腕关节训练装置与基座相结合形成便携式可移动式的迷你型的上肢康复训练机器人，与一般的带独立机械臂支承座的上肢康复训练机器人和穿戴式的关节训练器在外形上截然不同，结构简单，易于控制，便于操作，有很高的辨识度。

对于上述各个实施例中的腕关节训练装置，传感器1为电位计，比如为薄膜电位计，通过电位计将圆弧轨道3的角度位移转换成电信号，较为巧妙，并且，结构简单，成本较低。当然，传感器1为电位计只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，还可以是其它适宜的方式，比如测角仪，都在本实用新型的保护范围内。

上述腕关节训练装置仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，电位计安装于齿轮的轴端，电位计跟随齿轮一起转动，与齿轮的转动角度相同，实时测得齿轮的转动角度，还可以更加精确地测得齿轮的转动角度，检测误差较小，较为可靠。

在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对腕关节训练装置进行若干改变，圆弧轨道3的两侧均设置有齿条，相应的，手部腕部连接装置4的两侧具有齿轮，两侧对称分布，圆弧轨道3两侧的运动形式完全相同，受力相同，圆弧轨道3受力较均匀，平稳性较好，震动较小，患者体验较好。

显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，圆弧轨道3的一侧设置有齿条，此时手部腕部连接装置4的相应侧具有齿轮，圆弧轨道3的另一侧设置有限位条，手部腕部连接装置4的另一侧设置有限位轮，限位轮与限位条相配合。限位轮上具有限位槽，限位条卡入限位槽，限位条不能从限位槽内脱离出来，限制圆弧轨道3的左右移动，防止圆弧轨道3左右窜动，较好地定位圆弧轨道3，保证腕关节训练装置顺利运转。

需要特别指出的是，本实用新型所提供的腕关节训练装置不应被限制于此种情形，还包括安装于支撑梁的另一端的前臂固定装置，手臂放入前臂固定装置内，固定手臂，防止手臂晃动。前臂固定装置可根据患者前臂的长度进行调节，使用方便，可以较好地固定手臂。

基于上述实施例中提供的腕关节训练装置，本实用新型还提供了一种上肢康复训练机器人，该上肢康复训练机器人包括基座以及安装于基座上的腕关节训练装置，其中腕关节训练装置为上述实施例中任意一种腕关节训练装置。由于该上肢康复训练机器人采用了上述实施例中的腕关节训练装置，所以该上肢康复训练机器人的有益效果请参考上述实施例。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。