一种线驱手功能康复机器人的制作方法

1.本技术涉及医疗康复器械技术领域，具体而言，涉及一种线驱手功能康复机器人。


背景技术：

2.现每年由于脑卒中、外伤或先天性残障造成的手部功能障碍患者越来越多，随着技术的发展，康复治疗手段已经从人工辅助训练向机器辅助康复过渡，这极大降低了康复成本且康复效率更高。
3.其中，基于线绳驱动原理设计的手功能康复机器人，通常采用线绳模拟人体肌腱，将线绳预设在柔性训练手套的内部夹层缝制通道中，电机旋转运动牵引线绳运动，实现患指在训练手套中发生屈伸运动。为了使线绳驱动路线相对集中，便于可穿戴使用，通常将电机驱动模块中输出的两根驱动线绳往中心或一侧位置汇聚，使驱动线绳在同一垂直平面输出。由于线路往中心或一侧汇聚，在线绳运动过程中，在汇聚部位会产生很大的法向压力，从而引起较大的摩擦阻力，使得训练手套末端驱动力大大减小，导致康复过程中患指被动训练的关节活动角度减小，影响康复训练效果。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种线驱手功能康复机器人，能够减少摩擦损耗，提高驱动效率，从而提升患指屈伸训练的有效性。
5.本技术的实施例是这样实现的：
6.本技术实施例提供一种线驱手功能康复机器人，包括驱动组件、与所述驱动组件连接的更换对接组件，以及与所述更换对接组件连接的训练手套；所述驱动组件包括基座、在所述基座上设置的多个驱动电机，以及分别与所述驱动电机对应连接的转盘，所述转盘上设置有驱动线绳，所述基座上还滑动连接有连接块，所述驱动组件通过连接块与所述更换对接组件连接，所述转盘与所述连接块之间通过所述驱动线绳连接，且所述驱动线绳所在直线与所述转盘的外圈相切。
7.可选地，所述驱动组件还包括设置在所述基座上的安装座，所述驱动电机通过所述安装座与所述基座连接，所述驱动电机的输出轴上设置有法兰盘，以使所述转盘通过所述法兰盘与所述驱动电机连接。
8.可选地，所述转盘外圈沿厚度方向设置有第一沟槽和第二沟槽，每个所述转盘上设置有两个驱动线绳，两个所述驱动线绳分别从所述第一沟槽和所述第二沟槽引出，所述连接块分别位于所述基座的相对两侧，以使两所述驱动线绳分别与两所述连接块连接，且两所述驱动线绳所在直线相互平行。
9.可选地，多个所述驱动电机沿所述基座的长度方向依次间隔排布，每个所述驱动电机上连接的所述转盘沿所述基座的宽度方向依次间隔排布，且所述转盘的转动中心在所述基座的长度方向上共面。
10.可选地，所述基座设置所述连接块的相对两侧分别设置有限位凸台，以及与所述
限位凸台对应的卡接槽；所述更换对接组件包括基体，以及与所述基体滑动连接的卡接块，所述基体上设置有与所述限位凸台对应的卡接台，以及与所述卡接槽对应的卡扣组件，在所述更换对接组件与所述基座连接时，所述连接块与所述卡接块之间卡合连接，且所述卡接槽与卡扣组件卡合连接。
11.可选地，所述连接块上设置有限位槽，所述卡接块上设置有与所述限位槽对应的限位凸起，所述限位槽与所述限位凸起之间卡合连接。
12.可选地，所述卡扣组件包括设置在所述基体上的连接轴，以及与所述连接轴转动连接的卡扣，所述基体上还滑动连接有按钮销，所述按钮销与所述连接轴平行设置；所述卡接槽内设置有卡凸，所述按钮销用于解除所述卡扣与所述卡凸的卡合状态。
13.可选地，所述按钮销上设置有导向斜面，所述导向斜面与所述卡扣伸入所述基体的一端抵持，所述按钮销与所述基体之间设置有第一复位弹簧，所述卡扣与所述基体之间设置有第二复位弹簧。
14.可选地，所述训练手套包括分别位于手背侧的多个第一牵引线和位于手心侧的第二牵引线，所述第一牵引线与所述基座其中一侧的所述卡接块一一对应设置，所述第二牵引线与所述基座另一侧的所述卡接块一一对应设置。
15.可选地，所述基座上设置有定位凹槽，所述基体上设置有与所述定位凹槽对应的定位凸起，以使所述基体与所述基座连接时，所述定位凸起卡接于所述定位凹槽内。
16.本技术实施例的有益效果包括：
17.本技术实施例提供的线驱手功能康复机器人，通过驱动组件带动更换对接组件动作，在更换对接组件动作时，带动训练手套动作，以对穿戴训练手套的患指进行康复训练。在驱动组件带动更换对接组件动作的过程中，驱动电机带动转盘转动，转盘转动时，转盘上设置的驱动线绳部分卷绕至转盘的外圈，这样一来，就可以拉动连接块相对基座滑动，此时，与连接块连接的更换对接组件在连接块的带动下动作。在转盘通过驱动线绳带动连接块动作过程中，驱动线绳所在直线与转盘的外圈相切，采用上述形式，无需将转盘与连接块之间的线绳在转换方向来实现连接，有利于消除法向压力(垂直于驱动线绳拉动连接块的方向)，减小传动时的摩擦力，从而提高驱动效率，以提升患指屈伸训练的有效性。
附图说明
18.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，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技术的某些实施例，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。
19.图1为本技术实施例提供的线驱手功能康复机器人的结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的驱动组件的结构示意图之一；
21.图3为图2中b处的局部放大图；
22.图4为图2中a-a剖视图；
23.图5为本技术实施例提供的电机与安装座的结构示意图；
24.图6为本技术实施例提供的安祖行做与转盘配合的结构示意图；
25.图7为本技术实施例提供的驱动组件的结构示意图之二；
26.图8为本技术实施例提供的可更换对接组件与训练手套配合的结构示意图；
27.图9为本技术实施例提供的卡扣组件与卡接槽配合的结构示意图之一；
28.图10为本技术实施例提供的卡扣组件与卡接槽配合的结构示意图之二；
29.图11为本技术实施例提供的按钮销与卡扣配合的结构示意图。
30.图标：100-线驱手功能康复机器人；110-驱动组件；112-基座；1122-限位凸台；1124-卡接槽；1126-卡凸；1128-定位凹槽；113-安装座；114-驱动电机；115-法兰盘；116-转盘；1162-第一沟槽；1164-第二沟槽；118-驱动线绳；119-连接块；1192-限位槽；120-更换对接组件；122-基体；1222-定位凸起；124-卡接块；1242-限位凸起；126-卡接台；128-卡扣组件；1282-连接轴；1284-卡扣；1286-按钮销；1286a-导向斜面；1288-第一复位弹簧；1289-第二复位弹簧；130-训练手套；132-第一牵引线；134-第二牵引线。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
32.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
35.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
36.现有的基于线绳驱动原理设计的手功能康复机器人，由于线路往中心或一侧汇聚，在线绳运动过程中，在汇聚部位会产生很大的法向压力，从而引起较大的摩擦阻力，使得训练手套末端驱动力大大减小，导致康复过程中患指被动训练的关节活动角度减小，影响康复训练效果。针对上述问题，本技术实施例提供以下技术方案，以克服上述问题。
37.请参照图1和图2，本实施例提供一种线驱手功能康复机器人100，包括驱动组件110、与驱动组件110连接的更换对接组件120，以及与更换对接组件120连接的训练手套130；驱动组件110包括基座112、在基座112上设置的多个驱动电机114，以及分别与驱动电机114对应连接的转盘116，转盘116上设置有驱动线绳118，基座112上还滑动连接有连接块
119，驱动组件110通过连接块119与更换对接组件120连接，转盘116与连接块119之间通过驱动线绳118连接，且驱动线绳118所在直线与转盘116的外圈相切。
38.具体的，驱动组件110为线驱手功能康复机器人100提供所需的动力，更换对接组件120则与训练手套130连接，并与驱动组件110连接，在传动所需动力的同时，可以与不同的手型匹配，保证线驱手功能康复机器人100使用时的适用性。
39.另外，通过在基座112上设置多个驱动电机114，以便于分别对应不同的患指进行康复训练。示例的，驱动电机114的个数可以设置为5个，也可以根据实际需要设置为4个或3个，本技术实施例对此不作具体限制。在驱动电机114带动转盘116转动时，转盘116上设置的驱动线绳118可以卷绕在转盘116外圈的部分区域，此时，与驱动线绳118连接的连接块119能够在驱动线绳118的带动下朝向驱动电机114所在位置滑动。连接块119与更换对接组件120之间连接，以通过更换对接组件120带动训练手套130动作。可以理解的，为了保证训练手套130可以持续的进行屈伸动作，在驱动线绳118带动连接块119沿向驱动电机114的位置滑动之后，还需要进行复位，以便于下一次驱动线绳118的拉动，实现连接块119的复位可以借助弹性件实现。
40.本技术实施例提供的线驱手功能康复机器人100，通过驱动组件110带动更换对接组件120动作，在更换对接组件120动作时，带动训练手套130动作，以对穿戴训练手套130的患指进行康复训练。在驱动组件110带动更换对接组件120动作的过程中，驱动电机114带动转盘116转动，转盘116转动时，转盘116上设置的驱动线绳118部分卷绕至转盘116的外圈，这样一来，就可以拉动连接块119相对基座112滑动，此时，与连接块119连接的更换对接组件120在连接块119的带动下动作。在转盘116通过驱动线绳118带动连接块119动作过程中，驱动线绳118所在直线与转盘116的外圈相切，采用上述形式，无需将转盘116与连接块119之间的线绳在转换方向来实现连接，有利于消除法向压力(垂直于驱动线绳118拉动连接块119的方向)，减小传动时的摩擦力，从而提高驱动效率，以提升患指屈伸训练的有效性。
41.如图2和图5所示，驱动组件110还包括设置在基座112上的安装座113，驱动电机114通过安装座113与基座112连接，驱动电机114的输出轴上设置有法兰盘115，以使转盘116通过法兰盘115与驱动电机114连接。
42.具体的，驱动电机114通过安装座113与基座112连接，有利于多个驱动电机114与基座112之间更好的适配，使驱动电机114、安装座113。法兰盘115和转盘116之间形成一个模组，再与基座112之间连接，以提升组装的方便性和组装效率。另外，驱动电机114通过法兰盘115与转盘116连接，有利于保证驱动电机114与转盘116之间的稳定连接。
43.如图1、图2和图3所示，转盘116外圈沿厚度方向设置有第一沟槽1162和第二沟槽1164，每个转盘116上设置有两个驱动线绳118，两个驱动线绳118分别从第一沟槽1162和第二沟槽1164引出，连接块119分别位于基座112的相对两侧，以使两驱动线绳118分别与两连接块119连接，且两驱动线绳118所在直线相互平行。
44.具体的，通过在转盘116外圈沿厚度方向设置第一沟槽1162和第二沟槽1164，方便转盘116上设置的两个驱动线绳118分别与第一沟槽1162和第二沟槽1164配合，避免驱动线绳118与转盘116之间松脱，有利于保证传动时的稳定性。同时，在驱动线绳118与两连接块119连接时，驱动线绳118所在直线相互平行，即驱动线绳118分别从转盘116径向的相对两侧引出(如图6所示)，以便于和基座112相对两侧的连接块119分别连接。其中，驱动线绳118
与转盘116之间连接时，可以采用铆接的形式，也可以采用紧固件进行连接，只要能够保证转盘116与驱动线绳118之间的稳定连接即可。
45.如图2和图4所示，多个驱动电机114沿基座112的长度方向(图2中横向接头方向)依次间隔排布，每个驱动电机114上连接的转盘116沿基座112的宽度(图2中竖向箭头方向)方向依次间隔排布，且转盘116的转动中心在基座112的长度方向上共面。
46.具体的，通过将多个驱动电机114沿基座112的长度方向依次间隔排布，且每个驱动电机114上连接的转盘116沿基座112的宽度方向依次间隔排布，有利于保证转盘116上引出的驱动线绳118互不干扰，保证传动的稳定连接。另外，通过将转盘116的转动中心在基座112的长度方向上共面，有利于保证转盘116距离基座112距离设置连接块119的相对两侧一致，从而保证控制的精度。
47.如图7和图8所示，基座112设置连接块119的相对两侧分别设置有限位凸台1122，以及与限位凸台1122对应的卡接槽1124；更换对接组件120包括基体122，以及与基体122滑动连接的卡接块124，基体122上设置有与限位凸台1122对应的卡接台126，以及与卡接槽1124对应的卡扣组件128，在更换对接组件120与基座112连接时，连接块119与卡接块124之间卡合连接，且卡接槽1124与卡扣组件128卡合连接。
48.具体的，在更换对接组件120与驱动组件110连接时，两个更换对接组件120分别位于基座112的相对两侧，以便于通过卡接块124分别与连接块119连接。这样一来，在连接块119动作时，就可以带动卡接块124同步动作。为了保证更换对接组件120与基座112之间的稳定连接，在相互配合时，限位凸台1122与卡接台126相互卡接限位，并通过卡扣组件128与卡接槽1124配合，实现基座112与基体122之间的可拆卸连接。
49.请继续参考图7和图8，连接块119上设置有限位槽1192，卡接块124上设置有与限位槽1192对应的限位凸起1242，限位槽1192与限位凸起1242之间卡合连接。
50.在更换对接组件120与驱动组件110之间配合时，连接块119与卡接块124对应，并且使限位凸起1242与限位槽1192之间相互卡合，以实现所需的连接关系。可以理解的，连接块119与基座112之间，以及卡接块124与基体122之间分别设置有弹性件，以保证在默认状态下连接块119与基座112之间处于特定位置，且卡接块124与基体122之间处于特定位置，在在更换对接组件120与驱动组件110之间配合时，可以正好进行对位连接。
51.如图9、图10和图11所示，卡扣组件128包括设置在基体122上的连接轴1282，以及与连接轴1282转动连接的卡扣1284，基体122上还滑动连接有按钮销1286，按钮销1286与连接轴1282平行设置；卡接槽1124内设置有卡凸1126，按钮销1286用于解除卡扣1284与卡凸1126的卡合状态。
52.具体的，通过将卡扣1284与连接轴1282之间转动连接，在卡扣1284相对连接轴1282转动时，与卡凸1126之间具有卡合状态或解除卡合状态，有利于提升拆装的方便程度。另外，通过在基体122上滑动连接按钮销1286，在按钮销1286相对基体122滑动时，与卡扣1284之间的相对位置关系发生变化，以带动卡扣1284相对连接轴1282转动。可以理解的，也可以根据实际需要将按钮销1286与连接轴1282之间垂直设置，或者以其他的夹角设置，只要能够保证稳定的连接即可。
53.请继续参考图9、图10和图11，在本技术的可选实施例中，按钮销1286上设置有导向斜面1286a，导向斜面1286a与卡扣1284伸入基体122的一端抵持，按钮销1286与基体122
之间设置有第一复位弹簧1288，卡扣1284与基体122之间设置有第二复位弹簧1289。
54.具体的，卡扣1284与基体122之间设置的第二复位弹簧1289可以是压缩弹簧，也可以是扭簧，当采用压缩弹簧时，可以将压缩弹簧的两端分别与卡扣1284和基体122抵持即可；当采用扭簧时，可以将扭簧套设在连接轴1282上，并将扭簧的其中一个扭臂与连接轴1282连接或基座112连接，扭簧的另一个扭臂与卡扣1284连接。按钮销1286与基体122之间设置的第一复位弹簧1288可以采用压缩弹簧，在按钮销1286相对基体122滑动时，导向斜面1286a与卡扣1284伸入基体122的一端抵持，以带动卡扣1284相对连接轴1282转动。另外，卡扣1284上设置有卡钩，在卡扣1284相对连接轴1282转动时，以便于卡扣1284通过卡钩与卡凸1126配合。
55.如图8所示，训练手套130包括分别位于手背侧的多个第一牵引线132和位于手心侧的第二牵引线134，第一牵引线132与基座112其中一侧的卡接块124一一对应设置，第二牵引线134与基座112另一侧的卡接块124一一对应设置。
56.采用上述形式，在卡接块124动作时，可以带动手背侧第一牵引线132或手心侧的第二牵引线134动作，以实现患指的屈伸动作。
57.如图7和图8所示，基座112上设置有定位凹槽1128，基体122上设置有与定位凹槽1128对应的定位凸起1222，以使基体122与基座112连接时，定位凸起1222卡接于定位凹槽1128内。
58.采用上述形式，在基体122与基座112配合时，可以在通过卡扣组件128实现稳定连接之前，保证基体122与基座112之间相对位置的稳定性，在后续通过卡扣组件128进行连接时，保证连接的顺畅性，避免因错位导致连接困难。
59.以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技术人员来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。