一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的制作方法

一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置
【技术领域】
1.本实用新型涉及康复治疗设备技术领域，尤其涉及一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置。


背景技术：

2.据统计，我国40岁以上现患和曾患脑卒中人数为1242万，脑卒中幸存者约70％有不同程度的运动功能障碍，其中上肢瘫痪较为普遍。临床研究表明，通过康复训练可以有效恢复患者的运动功能，促进运动神经系统重塑。目前，上肢的康复训练一般是由康复医师“一对一”辅助患者完成，存在训练效率低、人力成本高、康复医师数量不足等问题。上肢康复机器人可以提供稳定、可重复和可量化的康复训练，能有效解决上述问题。随着科技的进步，上肢康复机器人已越来越多应用于运动功能障碍患者的康复辅助训练。肩关节是人体上肢最复杂的关节，且上肢瘫痪患者患肢的康复一般是按照“近端到远端”的顺序进行的。因此康复机器人肩关节的设计是极其重要的。
3.中国实用新型专利公布号cn102499857b公开了一种便携式的上肢外骨骼康复机器人用于治疗上肢运动功能障碍。它除去手部共有五个自由度，分别是肩关节两个自由度、肘关节两个自由度和腕关节一个自由度。该实用新型的肩关节自由度数少于人体肩关节的自由度数，运动时会出现肩关节不匹配的现象。
4.中国实用新型专利公布号cn105877969a公开了一种外骨骼式康复机器人肩关节三自由度联动机构，该实用新型虽然具有三个主动自由度，但该机器人肩部关节转轴是按照人体解剖断面进行简单配置，在常用运动空间中存在奇异形位，运动过程中易出现卡死或速度突变等问题。同时，该设计没有考虑肩胛带的运动，会导致人机肩关节中心不匹配的问题，影响患者的康复训练的舒适性。
5.鉴于以上所述，实有必要提供一种新型的适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置以克服上述缺陷。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置，运动组件和调节组件调整肩部外骨骼康复治疗的辅助装置的伸缩距离以匹配不同病人的上肢长度进而有利于辅助病人上肢康复。
7.为了实现上述目的，本实用新型提供一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置，包括升降组件、旋转组件、运动组件以及调节机构；所述旋转组件安装于所述升降组件上，所述运动组件连接于所述旋转组件与调节组件之间，所述运动组件和调节组件用于调整适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的伸缩距离。
8.优选的，所述升降组件包括滑轮组件、支撑板、升降平台以及直线轴承；所述滑轮组件转动连接于所述支撑板上，所述升降平台滑动连接于所述支撑板的一侧并能够沿所述支撑板升降运动，所述直线轴承穿插于所述升降平台上。
9.优选的，所述升降组件还包括一对轴承固定件，所述一对轴承固定件分别安装于所述直线轴承的两端并滑动连接于所述支撑板上。
10.优选的，所述升降组件还包括销钉和升降平台吊耳；所述升降平台吊耳通过所述销钉固定于所述升降平台上。
11.优选的，所述旋转组件包括第一支撑块、转轴以及第二支撑块，所述第一支撑块与所述升降平台连接，所述转轴转动连接于所述第一支撑块与第二支撑块之间，所述运动组件与所述第二支撑块连接。
12.优选的，所述旋转组件包括第一连接管和第二连接管，所述第一连接管连接于所述升降平台与第一支撑块之间，所述第二连接管连接于所述第二支撑块与运动组件之间。
13.优选的，所述运动组件包括伸出支撑件、伸出导轨以及导轨连接件；所述伸出支撑件的一端与第二连接管的一端连接，所述伸出导轨安装于所述伸出支撑件上，所述导轨连接件安装在伸出导轨上并可沿所述伸出导轨移动。
14.优选的，所述运动组件还包括第一电机、第二电机、第三电机、弯折的第一关节连接件、弯折的第二关节连接件、弯折的第三关节连接件、弯折的第四关节连接件以及上臂连接件；所述第一关节连接件的一端与所述导轨连接件的一端连接，所述第一电机安装于所述第一关节连接件与导轨连接件的连接处，所述第一电机能够带动所述第二关节连接件绕所述导轨连接件转动；
15.所述第二关节连接件的一端与所述第一关节连接件的另一端连接，所述第一电机安装于所述第二关节连接件与第一关节连接件的连接处，所述第一电机能够带动所述第二关节连接件绕所述第一关节连接件转动；
16.所述第三关节连接件的一端与所述第二关节连接件的另一端连接，所述第二电机安装于所述第二关节连接件与第三关节连接件的连接处，所述第二电机能够带动所述第三关节连接件绕所述第二关节连接件转动；
17.所述第四关节连接件的一端与所述第三关节连接件的另一端连接，所述第三电机安装于所述第四关节连接件与第三关节连接件的连接处，所述第三电机能够带动所述第四关节连接件绕所述第三关节连接件转动，所述上臂连接件与所述第四关节连接件的另一端连接。
18.优选的，所述调节机构包括第一丝杆固定件、第二丝杆固定件、导轨组件、丝杆、电机支撑件和调节电机；所述第一丝杆固定件以及第二丝杆固定件均与所述上臂连接件连接，所述导轨组件与所述上臂连接件滑动连接，所述电机支撑件与所述丝杆和导轨组件连接，所述调节电机安装于所述电机支撑件上并能够带动所述丝杆转动。
19.与现有技术相比，本实用新型提供的一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置，具有以下有益效果：1)调节组件调整适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的伸缩距离以匹配不同病人的身高和上肢长度进而有利于辅助病人上肢康复；
20.2)第一电机、第二电机以及第三电机共同组成适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的肩部关节，共同完成肩关节外展/内收，前屈/后伸，内旋/外旋的动作以辅助病人完成康复训练；
21.3)运动组件通过转动轴线的偏置，能有效避免肩部康复治疗的外骨骼辅助装置在康复训练常用的运动空间中产生奇异形位，最大限度提高本装置辅助上肢肩部运动的能
力。
【附图说明】
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
23.图1为本实用新型提供的适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的立体图；
24.图2为图1所示的适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的另一状态的立体图；
25.图3为图1所示的适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的部分结构示意图。
【具体实施方式】
26.为了使本实用新型的目的、技术方案和有益技术效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本实用新型，并不是为了限定本实用新型。
27.需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
28.还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“设置”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况上述术语在本实用新型中的具体含义。
29.此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。此外，“多个”、“若干”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
30.请参阅图1至图3，本实用新型提供一种适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置，包括升降组件1、旋转组件2、运动组件3以及调节机构4；所述旋转组件2安装于所述升降组件1上，所述运动组件3连接于所述旋转组件2与调节组件4之间，所述运动组件3和调节组件4用于调整适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的伸缩距离以匹配不同病人的上肢长度进而有利于辅助病人上肢康复。
31.进一步的，所述升降组件1包括滑轮组件11、支撑板12、升降平台13以及直线轴承14；所述滑轮组件11转动连接于所述支撑板12上，所述升降平台 13滑动连接于所述支撑板12的一侧并能够沿所述支撑板12升降运动，所述直线轴承14水平穿插于所述升降平台13上。
32.进一步的，所述升降组件1还包括一对轴承固定件15，所述一对轴承固定件15分别安装于所述直线轴承14的两端并滑动连接于所述支撑板12上。
33.进一步的，所述升降组件1还包括销钉16和升降平台吊耳17；所述升降平台吊耳17通过所述销钉16固定于所述升降平台13的顶面上。由于通过滑轮组件11和升降平台吊耳17的重量相互平衡，升降平台13可以在直线轴承14上自由地移动。
34.进一步的，所述旋转组件2包括第一支撑块21、转轴22以及第二支撑块 23，所述第一支撑块21与所述升降平台13固定连接，所述转轴22转动连接于所述第一支撑块21与第二支撑块23之间，所述运动组件3与所述第二支撑块连接23。如此，当所述升降平台13沿所述支撑板12升降运动时，所述第一支撑块21随所述升降平台13升降运动，所述第二支撑块23可以通过所述转轴22 在所述第一支撑块21上转动。
35.进一步的，所述旋转组件2包括第一连接管24和第二连接管25，所述第一连接管24连接于所述升降平台13与第一支撑块21之间，所述第二连接管25 连接于所述第二支撑块23与运动组件3之间。在本实施方式中，所述第一连接管24和第二连接管25均为方形钢管。
36.进一步的，所述运动组件3包括伸出支撑件30、伸出导轨31以及导轨连接件32；所述伸出支撑件30的一端与第二连接管25的一端连接，所述伸出导轨 31安装于所述伸出支撑件30上，所述导轨连接件32安装在伸出导轨31上并可沿所述伸出导轨31移动，从而适应患者肩胛带的运动，进而保证在康复训练中机器人肩部关节的中心与患者盂肱关节的中点能始终保持重合。
37.进一步的，所述运动组件3还包括第一电机33、第二电机34、第三电机35、弯折的第一关节连接件36、弯折的第二关节连接件37、弯折的第三关节连接件 38、弯折的第四关节连接件381以及上臂连接件39；所述第一关节连接件36的一端与所述导轨连接件32的一端连接，所述第一电机33安装于所述第一关节连接件36与导轨连接件32的连接处，所述第一电机33能够带动所述第二关节连接件37绕所述导轨连接件32转动；
38.所述第二关节连接件37的一端与所述第一关节连接件36的另一端连接，所述第一电机33安装于所述第二关节连接件37与第一关节连接件36的连接处，所述第一电机33能够带动所述第二关节连接件37绕所述第一关节连接件36转动；
39.所述第三关节连接件38的一端与所述第二关节连接件37的另一端连接，所述第二电机34安装于所述第二关节连接件37与第三关节连接件38的连接处，所述第二电机34能够带动所述第三关节连接件38绕所述第二关节连接件37转动，
40.所述第四关节连接件381的一端与所述第三关节连接件38的另一端连接，所述第三电机35安装于所述第四关节连接件381与第三关节连接件的连接处，所述第三电机35能够带动所述第四关节连接件381绕所述第三关节连接件38 转动，所述上臂连接件39与所述第四关节连接件381的另一端连接。
41.如此，所述第一电机33、第二电机34以及第三电机35共同组成适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置的肩部关节，共同完成肩关节外展内收，前屈后伸，内旋外旋的动作以调整伸缩距离进而便于辅助病人康复治疗。运动组件通过转动轴线的偏置，能有效避免适用于肩部康复治疗的外骨骼辅助装置在康复训练常用的运动空间中产生奇异形位，最大限度提高本装置辅助上肢肩部运动的能力。在本实施方式中，所述第一电机33、第二电机34以及第三电机35均为伺服电机。
42.进一步的，所述调节机构4包括第一丝杆固定件41、第二丝杆固定件42、导轨组件43、丝杆44、电机支撑件45和调节电机46；所述第一丝杆固定件41 以及第二丝杆固定件42
均与所述上臂连接件39固定连接，所述导轨组件43与所述上臂连接件39滑动连接，所述电机支撑件45与所述丝杆44和导轨组件43 连接，所述调节电机46安装于所述电机支撑件45上并能够带动所述丝杆44转动。
43.所述调节电机46可以通过驱动丝杆29运动，令丝杆29上的螺母上下运动进而带动导轨组件43在上臂连接件39上下移动从而调节上臂的伸出长度。
44.具体的，所述导轨组件43由导轨与滑块组成，所述导轨安装于所述上臂连接件39上，所述滑块与所述导轨滑动连接，且所述滑块与丝杆44上的螺母连接。
45.本实用新型并不仅仅限于说明书和实施方式中所描述，因此对于熟悉领域的人员而言可容易地实现另外的优点和修改，故在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念的精神和范围的情况下，本实用新型并不限于特定的细节、代表性的设备和这里示出与描述的示例。