一种手臂康复训练前臂运动关节装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种手臂康复装置，尤其涉及一种手臂康复训练前臂运动关节装置。
【背景技术】
[0002]目前偏瘫和中风患者的手臂康复训练已经得到国内外研宄人员的关注，随着该类患者以及手臂运动障碍患者的日益增多，恢复这类人群的生活能力以及康复训练已成为迫切需要。因此，设计一款可以对残疾手臂前臂关节和肌肉机群进行康复训练和神经功能恢复的机械手臂系统具有重要意义。
[0003]目前国内外相关专利很多，功能也相似。一种上肢外骨骼式康复机械臂(专利号201110086977.6)，提出了一种带有前臂各运动关节铰接的康复机械臂，由于没有驱动装置，其自动化程度不高，而且在使用过程中，手需要从中间穿过握住手柄，操作不方便；五自由度外骨骼式上肢康复机器人(专利号200810064878.6)，提出了一种由五个电机分别驱动各关节的实施方案，但是使用者握手柄的方式还是从中间穿过握住，这种方式虽然使得使用者的手臂更容易固定，但其安全性相对较低，容易对使用者造成二次伤害。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是为了帮助使用者进行肘关节和腕关节的康复训练而提供一种手臂康复训练前臂运动关节装置。
[0005]本发明的目的是这样实现的:包括大臂肘关节、安装在大臂肘关节一端上的肘关节电机、通过转轴与大臂肘关节的另一端铰接连接的前臂肘关节、设置在前臂肘关节端部的安装架、丝杠、导向杆和前臂腕关节，且所述丝杠的一端穿过所述安装架、另一端通过丝杠固定块安装在前臂腕关节上，丝杠上还安装有螺母，且所述螺母与安装架固连，导向杆的一端穿过所述安装架、另一端通过导向杆固定块安装在前臂腕关节下方，所述前臂腕关节的端面上还通过法兰安装有腕关节电机，腕关节电机的输出轴与位于前臂腕关节内部的第一锥齿轮轴固连，第一锥齿轮轴与第二锥齿轮轴啮合，且所述第二锥齿轮轴通过轴承安装在前臂腕关节内，第二锥齿轮的端部还固连有手柄，所述肘关节电机的输出轴穿过大臂肘关节的端部上套装有主动带轮，转轴的端部上套装有从动带轮，且主动带轮与从动带轮之间安装有同步带。
[0006]本发明还具有这样的特征:
[0007]1.肘关节电机和腕关节电机是带有减速器的电机。
[0008]与现有技术相比，本发明的有益效果是:本发明在使用过程中，使用者在使用此设备进行康复训练过程中，手臂外放于机械臂侧面，手放在上面手柄上，操作简单有效且安全，防止了机械装置对使用者造成的二次伤害；而且肘关节驱动单元采用同步带驱动方案，同步带机构可进行柔性运动，可使机械臂运行平稳柔顺，工作噪音小，易于维修更换，并使得电机安装位置更加灵活，降低手臂康复装置末端负载，保障了患者使用时的安全性和舒适性；且腕关节驱动单元采用锥齿轮驱动方案，有效的节省安装空间。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的结构示意图一(手柄朝上时)；
[0010]图2是本发明的结构示意图二(手柄朝下时)；
[0011]图3是本发明的腕关节驱动单元的结构示意图。
【具体实施方式】
[0012]下面结合附图与【具体实施方式】对本发明作进一步详细描述。
[0013]结合图1至图3，本发明包括大臂肘关节2、安装在大臂肘关节2 —端上的肘关节电机1、通过转轴2与大臂肘关节2的另一端铰接连接的前臂肘关节4、设置在前臂肘关节4端部的安装架21、丝杠10、导向杆5和前臂腕关节7，且所述丝杠10的一端穿过所述安装架21、另一端通过丝杠固定块15安装在前臂腕关节7上，丝杠10上还安装有螺母11，且所述螺母11与安装架21固连，导向杆5的一端穿过所述安装架21、另一端通过导向杆固定块6安装在前臂腕关节7下方，所述前臂腕关节7的端面上还通过法兰16安装有腕关节电机9，腕关节电机9的输出轴与位于前臂腕关节7内部的第一锥齿轮轴17固连，第一锥齿轮轴17与第二锥齿轮轴20啮合，且所述第二锥齿轮轴20通过轴承19安装在前臂腕关节7内，第二锥齿轮20的端部还固连有手柄8，所述肘关节电机I的输出轴穿过大臂肘关节2的端部上套装有主动带轮12，转轴3的端部上套装有从动带轮14，且主动带轮12与从动带轮14之间安装有同步带13。
[0014]更优选的，肘关节电机I和腕关节电机9是带有减速器的电机。
[0015]具体的说本发明肘关节驱动单元和腕关节驱动单元，肘关节驱动单元采用同步带驱动方案，降低手臂康复装置末端负载，并有效的保护训练者以避免二次伤害。腕关节驱动单元采用锥齿轮驱动方案，有效的节省安装空间。
[0016]肘关节驱动单元包括肘关节电机及减速器I (也即所述的带有减速器的电机)、大臂肘关节2、主动带轮12、从动带轮14、同步带13和前臂肘关节4等，肘关节电机I垂直安装在大臂肘关节2上，肘关节电机I输出轴末端连接主动带轮12，前臂肘关节4与大臂肘关节2用转轴3实现连接，并可具有转动副，且所述转轴3的端部套装从动带轮14，主动带轮12和从动带轮14通过同步带13传动。腕关节驱动单元由腕关节电机及减速器9、前臂腕关节7、锥齿轮轴17和20以及手柄8等组成，腕关节电机9垂直安装在前臂腕关节7上，腕关节电机9输出轴末端连接第一锥齿轮轴17，手柄8与第二锥齿轮轴20固连，腕关节电机9通过锥齿轮传动带动手柄8运动。
[0017]结合图1和图2，所述的肘关节驱动单元中，肘关节电机及减速器I垂直安装在大臂肘关节2上，肘关节电机及减速器I输出轴末端连接主动带轮12，主动带轮12通过同步带13带动从动带轮14转动。前臂肘关节4固连从动带轮14，大臂肘关节2和前臂肘关节4通过转轴3构成转动副。
[0018]结合图1和图2，所述腕关节驱动单元通过长度可调装置与前臂肘关节相连。导向杆5 —端通过导向杆固定块6安装在前臂腕关节7上，另一端安装在前臂肘关节4中，可滑动；丝杠10 —端通过丝杠固定块15安装在前臂腕关节7上，另一端安装在前臂肘关节4中，通过调节螺母11调节前臂长度。
[0019]结合图1和图3，所述腕关节驱动单元中。腕关节电机及减速器9通过法兰16固定在前臂腕关节7上。腕关节电机及减速器9输出轴末端与第一锥齿轮轴17相连，第一锥齿轮轴17通过轴承18与前臂腕关节7构成转动副。第一锥齿轮轴17与第二锥齿轮轴20的锥齿轮啮合，第二锥齿轮轴20通过轴承19与前臂腕关节7构成转动副。手柄8与第二锥齿轮轴20固连。使用者用手握住手柄8进行康复训练，操作简单，使用安全。
【主权项】
1.一种手臂康复训练前臂运动关节装置，其特征在于:包括大臂肘关节、安装在大臂肘关节一端上的肘关节电机、通过转轴与大臂肘关节的另一端铰接连接的前臂肘关节、设置在前臂肘关节端部的安装架、丝杠、导向杆和前臂腕关节，且所述丝杠的一端穿过所述安装架、另一端通过丝杠固定块安装在前臂腕关节上，丝杠上还安装有螺母，且所述螺母与安装架固连，导向杆的一端穿过所述安装架、另一端通过导向杆固定块安装在前臂腕关节下方，所述前臂腕关节的端面上还通过法兰安装有腕关节电机，腕关节电机的输出轴与位于前臂腕关节内部的第一锥齿轮轴固连，第一锥齿轮轴与第二锥齿轮轴啮合，且所述第二锥齿轮轴通过轴承安装在前臂腕关节内，第二锥齿轮的端部还固连有手柄，所述肘关节电机的输出轴穿过大臂肘关节的端部上套装有主动带轮，转轴的端部上套装有从动带轮，且主动带轮与从动带轮之间安装有同步带。2.根据权利要求1所述的一种手臂康复训练前臂运动关节装置，其特征在于:肘关节电机和腕关节电机是带有减速器的电机。
【专利摘要】本发明提供一种手臂康复训练前臂运动关节装置，属于医疗康复系统领域，包括肘关节驱动单元和腕关节驱动单元，所述肘关节驱动单元采用柔性的同步带驱动方案，降低手臂康复装置末端负载，并有效的保护训练者以避免二次伤害，所述腕关节驱动单元采用锥齿轮驱动方案，有效的节省安装空间，使用者在使用此设备进行康复训练过程中，手放在上面手柄上，操作简单，使用安全。
【IPC分类】A61H1/02
【公开号】CN104905937
【申请号】CN201510293441
【发明人】张立勋, 裴悦, 王勇, 孟婧佳, 王鹏飞, 孙朝阳, 卢今伟, 李来禄
【申请人】哈尔滨工程大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月2日