一种多功能上肢被动康复训练机器人的制作方法

本发明涉及医疗康复治疗机械技术领域，具体涉及一种多功能上肢被动康复训练机器人。

背景技术：

随着科技进步与人民生活水平的提高，我国和世界上其它国家一样，正在向老年化结构发展，伴随而来的是心脑血管疾病或神经系统患者正呈现逐年增长的趋势。脑中风就是其中一种，这种疾病严重威胁了中老年人身体健康，我国每年新发脑中风病例120-150万人，死亡者80-100万人，死亡率高达66.7％。这种疾病有偏瘫症状[1]，将引发患者肢体运动功能的丧失，尤其是上肢运动功能的丧失，极大地影响了患者日常生活。临床上对偏瘫患者的康复方法很大程度依赖于治疗医师对患者一对一的指导和训练，这种方法存在一些问题：首先，一位治疗医师只能对一位患者进行运动训练，效率低；其次，治疗效果大多数情况下取决于治疗医师的水平和经验；再次，不能控制和记录精确参数，不利于治疗方案的确定和改进，康复评价指标不客观。总之，这种方法是一种劳力集中的过程，不仅费时费力，也缺乏量化且客观的评价，不利于偏瘫患者康复规律的深入研究。

技术实现要素：

针对上述问题，本发明提供一种多功能上肢被动康复训练机器人，通过带动患者的患肢在水平或垂直面运动，利用计算机控制上肢康复运动，实现机器人与人的上肢协调运动，从而达到最佳康复效果。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种多功能上肢被动康复训练机器人，包括基座，还包括：

前后摆动机构，所述前后摆动机构包括第一直流减速电机和一对摆杆，一对摆杆活动设置在所述基座的一对轴承座上，所述第一直流减速电机可带动一对摆杆做同步摆动运动；

屈伸运动机构，该多功能上肢被动康复训练机器人的座椅通过所述屈伸运动机构连接在所述基座上；

横梁，所述横梁的两端分别与对应的摆杆的固定连接；

分合运动机构，所述分合运动机构包括一对同步齿形带传动副和一根光感滑轨，所述同步齿形带传动副的一端设置在所述摆杆上，所述同步齿形带传动副的另一端设置在所述横梁上，所述光感滑轨的两端与一对摆杆固定连接；

一对握柄，一对握柄设置在一对同步齿形带传动副上，且一对握柄可滑动套设在所述光感滑轨上。

进一步地，所述屈伸运动机构包括一对可伸缩机构，所述可伸缩机构包括外套筒、主动锥齿轮和从动锥齿轮，所述外套筒固定连接在所述基座上，所述主动锥齿轮和从动锥齿轮均枢接在所述外套筒内，且所述主动锥齿轮与从动锥齿轮啮合连接，其中，一对从动锥齿轮的旋转方向相同。

更进一步地，所述可伸缩机构还包括丝杠和内套筒，所述丝杠与所述从动锥齿轮的转轴固定连接，所述内套筒螺纹套设在所述丝杠上。

更进一步地，所述屈伸运动机构还包括直流电机，一对主动锥齿轮依次固定连接在所述直流电机的输出轴上。

进一步地，所述前后摆动机构还包括双轴输出减速器和一对连接轴，所述第一直流减速电机的输出轴与所述双轴输出减速器的输入轴固定连接，所述双轴输出减速器的一对输出轴通过一对连接轴与一对摆杆固定连接。

更进一步地，一对连接轴的轴线重合在一起。

进一步地，还包括一对支撑座，所述横梁的两端通过所述支撑座分别与对应的摆杆的固定连接。

更进一步地，所述同步齿形带传动副包括主动带轮、从动带轮和同步带，所述主动带轮枢接在所述支撑座上，所述从动带轮枢接在所述横梁上，所述同步带套设在所述主动带轮和从动带轮上，所述同步带与一握柄连接在一起。

更进一步地，所述同步齿形带传动副还包括第二直流减速电机，所述第二直流减速电机固定连接在所述支撑座上，且所述第二直流减速电机的输出轴与所述主动带轮固定连接。

进一步地，所述光感滑轨与所述摆杆的转轴平行。

从上述的技术方案可以看出，本发明的优点是：患者的患肢在水平或垂直面运动，利用计算机控制上肢康复运动，实现机器人与人的上肢协调运动，从而达到最佳康复效果。

除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。在附图中：

图1是本发明的主视图。

图2是本发明的俯视图。

图3是本发明的前后摆动机构的原理示意图。

图4是本发明的屈伸运动机构的原理示意图。

图5是本发明的分合运动机构的原理示意图。

图中标记为：

基座1、轴承座11、前后摆动机构2、第一直流减速电机21、双轴输出减速器22、连接轴23、摆杆24、屈伸运动机构3、直流电机30、可伸缩机构31、外套筒311、主动锥齿轮312、从动锥齿轮313、丝杠314、内套筒315、座椅4、横梁5、分合运动机构6、同步齿形带传动副61、第二直流减速电机611、主动带轮612、从动带轮613、同步带614、光感滑轨62、支撑座7、握柄8。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

参考图1至图5，如图1和图3所示的一种多功能上肢被动康复训练机器人，包括基座1、前后摆动机构2、屈伸运动机构3、座椅4、横梁5、分合运动机构6、一对支撑座7和一对握柄8，所述前后摆动机构2包括第一直流减速电机21、双轴输出减速器22、一对连接轴23和一对摆杆24，所述第一直流减速电机21和所述双轴输出减速器22均固定连接在所述基座1上，所述第一直流减速电机21的输出轴与所述双轴输出减速器22的输入轴固定连接，所述双轴输出减速器22的一对输出轴通过一对连接轴23与一对摆杆24固定连接在一起，同时一对摆杆24活动设置在所述基座1的一对轴承座11上，所述第一直流减速电机21可带动一对摆杆24做同步摆动运动；所述座椅4通过所述屈伸运动机构3连接在所述基座1上；所述横梁5的两端通过所述支撑座7分别与对应的摆杆24的悬臂端固定连接在一起；所述分合运动机构6包括一对同步齿形带传动副61和一根光感滑轨62，一对同步齿形带传动副61左右对称设置，且所述同步齿形带传动副61的一端设置在所述支撑座7上，所述同步齿形带传动副61的另一端设置在所述横梁5上，所述光感滑轨62的两端与一对摆杆24固定连接；一对握柄8设置在一对同步齿形带传动副61上，且一对握柄8可滑动套设在所述光感滑轨62上；其中，一对连接轴23的轴线重合在一起，所述光感滑轨62与所述摆杆24的转轴平行。

需要实现对患者的上肢进行前后摆康复训练时，患者坐在所述座椅4上，两只手各握一只握柄8，通过控制系统控制所述第一直流减速电机21做往复旋转运动，所述第一直流减速电机21带动一对摆杆24前后摆动，一对摆杆24通过横梁5带动一对握柄8前后摆动，进而带动上肢前后往复摆动，可根据需求利用控制系统对所述第一直流减速电机21的转动圈数进行调整进而实现一对摆杆24的摆动幅度的调整，使患者得到最大程度的锻炼，结构简单。

如图1和图4所示，所述屈伸运动机构3包括直流电机30和一对可伸缩机构31，所述可伸缩机构31包括外套筒311、主动锥齿轮312、从动锥齿轮313、丝杠314和内套筒315，所述外套筒311固定连接在所述基座1上，所述主动锥齿轮312和从动锥齿轮313均枢接在所述外套筒311内，且所述主动锥齿轮312与从动锥齿轮313啮合连接，并且一对从动锥齿轮313的旋转方向相同，所述丝杠314与所述从动锥齿轮313的转轴固定连接，所述内套筒315螺纹套设在所述丝杠314上，且位于所述内套筒315外周上的导块与位于所述外套筒311的内壁上的滑槽可移动配合连接，所述直流电机30固定设置在所述基座1上，且一对主动锥齿轮312依次固定连接在所述直流电机30的输出轴上，所述直流电机30带动一对可伸缩机构31同时升降。

需要实现对患者的上肢进行屈伸康复训练时，患者坐在所述座椅4上，两只手各握一只握柄8，通过控制系统控制所述直流电机30做往复旋转运动，所述直流电机30带动一对主动锥齿轮312旋转，一对主动锥齿轮312带动一对从动锥齿轮313旋转，一对从动锥齿轮313旋转带动一对丝杠314旋转，一对丝杠314旋转带动一对内套筒315做升降运动，进而实现上肢的屈伸康复运动。

如图1和图5所示，所述同步齿形带传动副61包括第二直流减速电机611、主动带轮612、从动带轮613和同步带614，所述第二直流减速电机611固定连接在所述支撑座7上，且所述第二直流减速电机611的输出轴与所述主动带轮612固定连接，所述主动带轮612枢接在所述支撑座7上，所述从动带轮613枢接在所述横梁5上，且位于所述横梁5的中部附近，所述同步带614套设在所述主动带轮612和从动带轮613上，所述同步带614与一握柄8连接在一起。

需要实现对患者的上肢进行分合康复训练时，患者坐在所述座椅4上，两只手各握一只握柄8，通过控制系统控制一对第二直流减速电机611做往复旋转运动，使一对握柄8沿所述光感滑轨62做相对或相反运动，进而带动两只手臂不断的张开和闭合，进而实现上肢的分合康复运动，采用所述同步齿形带传动副61可以大大降低噪音，且运行过程比较平稳，使用所述光感滑轨62是为了使一对握柄8沿一固定轨迹运动，也避免了拉力过大造成所述同步带614的断裂，其中，所述握柄8不会饶所述光感滑轨62发生旋转，确保在进行屈伸康复训练时所述握柄8不会出现旋转偏移影响锻炼效果。

采用上述结构，结构简单，功能齐全。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。