一种康复机器臂的制作方法

本发明涉及人体康复设备，具体涉及一种康复机器臂。

背景技术：

1、目前，对于人体手臂运动功能的康复训练，传统的康复训练主要由医师根据所学经验来辅助患者进行训练，康复的效果容易受到医师自身水平的影响，存在着效率低且占用较多医师的医疗时间资源的不足，同时，通过长时间的人工治疗或药物治疗来恢复上肢的康复功能的成本较高，难以满足患者的康复需求。

2、以自动化程度较高的外骨骼式机器臂带动患者进行康复训练，可以弥补人工康复训练的不足，外骨骼式机器臂是一种能够穿戴于手臂，辅助或扩展人体运动的机电装置。现阶段，低自由度的上肢康复机械臂多为桌面式牵引康复，不能够训练到上肢肩关节和手臂等部位；而部分上肢康复机械臂的自由度较多，但其结构也相对而言更加复杂,对机械臂的整体要求也就越高，整体的制造成本也颇高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中外骨骼式的上肢康复机械臂存在自由度冗余、制造成本较高的问题，本发明提供了一种3自由度的上肢康复外骨骼机械臂，有效限制了自由度冗余问题，能够训练到上肢各个部位的同时，简化结构、降低制造成本，提高了康复机械臂的使用效率。

2、它采用了如下技术方案：

3、一种康复机器臂，包括底座、大臂托架和小臂托架，其中，所述底座上通过摆动机构与支撑件的一端连接，摆动机构可驱动支撑件在一平面内摆动，支撑件的另一端与大臂托架的一端铰接并通过第二驱动机构驱动大臂托架在一平面内摆动，大臂托架的另一端与小臂托架的端部铰接并通过第三驱动机构驱动小臂托架在一平面内摆动，大、小托架摆动所在的平面为同一平面，且该平面与支撑件摆动所在的平面相垂直。

4、进一步地，所述摆动机构包括设置在底座顶部的弧形滑槽，弧形滑槽内滑动配合滑块，滑块与摆动件固定连接，摆动件与所述支撑件固定连接，摆动件受到第一驱动机构驱动沿弧形滑槽轨迹运动；其中，滑块与弧形滑槽通过适配的形状限位使滑块仅沿弧形滑槽往复移动。

5、进一步地，所述底座顶部设有半柱槽式的圆弧面，所述弧形滑槽设置在圆弧面上，并且圆弧面圆心所在的轴线与弧形滑槽圆心所在的轴线相重合；所述摆动件具有与圆弧面相适配且滑动接触的外表面。

6、进一步地，所述第一驱动机构包括设置在底座中的第一电机，第一电机的输出端连接主动齿轮，所述摆动件上设有与主动齿轮啮合的被动齿轮。

7、进一步地，所述支撑件的另一端连接有带一定柔性的第一支撑板，第一支撑板上转动连接大臂连接件，大臂连接件与大臂托架连接，并且在大臂连接件上的转动中心处固定连接第二驱动机构的输出端。

8、进一步地，所述大臂托架的另一端连接有带一定柔性的第二支撑板，第二支撑板上转动连接小臂连接件，小臂连接件与小臂托架连接，并且在小臂连接件上的转动中心处固定连接第三驱动机构的输出端。

9、进一步地，所述第一、第二支撑板的结构相同，它们均包括环形板，在环形板内侧通过若干个连接臂与固定板连接，固定板位于环形板圆心处，连接臂具有多个往复回折的弯折结构,其呈扇形的迷宫造型。

10、进一步地，所述第二、第三驱动机构结构相同，其均包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动带轮、与对应的大小臂连接件连接的被动带轮、以及连接在主被动带轮上的传动带。

11、进一步地，所述大臂托架和小臂托架上还设有用于固定手臂的绷带。

12、进一步地，所述滑块和弧形滑槽的截面均为t形。

13、本发明相比现有技术具的有益效果：

14、1、本发明通过设置摆动机构带动支撑件左右方向摆动，能够带动患者对肩部进行训练，可以根据患者的自身的情况，合理调节驱动的速度，对肩部进行康复训练，以达到较佳恢复效果。

15、2、本发明通过在大臂托架、小臂托架处，将患者的手臂进行固定，通过第二、第三驱动机构控制患者的大臂和小臂之间的关节处的弯曲运动。可以根据患者的自身的情况，合理调节驱动的速度，对大臂或者小臂进行康复训练，以达到较佳恢复效果。

16、3、相对于桌面式牵引上肢康复装置，外骨骼式的康复机械臂能够实现更大的运动康复空间，且可以以3自由度实现上肢外骨骼式机械臂的康复训练。该康复机械臂结构简单，故障点少，可靠性高，能够适应绝大部分上肢康复训练，大大减少了制造成本，适宜推广使用。

技术特征：

1.一种康复机器臂，包括底座（1）、大臂托架（3）和小臂托架（4），其特征在于： 所述底座（1）上通过摆动机构（5）与支撑件（2）的一端连接，摆动机构（5）可驱动支撑件（2）在一平面内摆动，支撑件（2）的另一端与大臂托架（3）的一端铰接并通过第二驱动机构（6）驱动大臂托架（3）在一平面内摆动，大臂托架（3）的另一端与小臂托架（4）的端部铰接并通过第三驱动机构（7）驱动小臂托架（4）在一平面内摆动，大、小托架摆动所在的平面为同一平面，且该平面与支撑件摆动所在的平面相垂直。

2.根据权利要求1所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述摆动机构（5）包括设置在底座（1）顶部的弧形滑槽（52），弧形滑槽（52）内滑动配合滑块（53），滑块（53）与摆动件（54）固定连接，摆动件（54）与所述支撑件（2）固定连接，摆动件（54）受到第一驱动机构（51）驱动沿弧形滑槽（52）轨迹运动；其中，滑块（53）与弧形滑槽（52）通过适配的形状限位使滑块（53）仅沿弧形滑槽（52）往复移动。

3.根据权利要求2所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述底座（1）顶部设有半柱槽式的圆弧面（11），所述弧形滑槽（52）设置在圆弧面（11）上，并且圆弧面圆心所在的轴线与弧形滑槽圆心所在的轴线相重合；所述摆动件（54）具有与圆弧面（11）相适配且滑动接触的外表面。

4.根据权利要求3所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述第一驱动机构（51）包括设置在底座（1）中的第一电机（511），第一电机（511）的输出端连接主动齿轮（512），所述摆动件（54）上设有与主动齿轮（512）啮合的被动齿轮（513）。

5.根据权利要求1或4所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述支撑件（2）的另一端连接有带一定柔性的第一支撑板（21），第一支撑板（21）上转动连接大臂连接件（31），大臂连接件（31）与大臂托架（3）连接，并且在大臂连接件（31）上的转动中心处固定连接第二驱动机构（6）的输出端。

6.根据权利要求5所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述大臂托架（3）的另一端连接有带一定柔性的第二支撑板（32），第二支撑板（32）上转动连接小臂连接件（41），小臂连接件（41）与小臂托架（4）连接，并且在小臂连接件（41）上的转动中心处固定连接第三驱动机构（7）的输出端。

7.根据权利要求6所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述第一、第二支撑板的结构相同，它们均包括环形板（211），在环形板（211）内侧通过若干个连接臂（212）与固定板（213）连接，固定板（213）位于环形板（211）圆心处，连接臂（212）具有多个往复回折的弯折结构,其呈扇形的迷宫造型。

8.根据权利要求6所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述第二、第三驱动机构结构相同，其均包括驱动电机、与驱动电机输出端连接的主动带轮、与对应的大小臂连接件连接的被动带轮、以及连接在主被动带轮上的传动带。

9.根据权利要求1所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述大臂托架（3）和小臂托架（4）上还设有用于固定手臂的绷带（33）。

10.根据权利要求2所述的一种康复机器臂，其特征在于：所述滑块（53）和弧形滑槽（52）的截面均为t形。

技术总结
本发明涉及一种康复机器臂，包括底座、大臂托架和小臂托架，所述底座上通过摆动机构与支撑件的一端连接，摆动机构可驱动支撑件在一平面内摆动，支撑件的另一端与大臂托架的一端铰接并通过第二驱动机构驱动大臂托架在一平面内摆动，大臂托架的另一端与小臂托架的端部铰接并通过第三驱动机构驱动小臂托架在一平面内摆动，大、小托架摆动所在的平面为同一平面，且该平面与支撑件摆动所在的平面相垂直。本发明相对于桌面式牵引上肢康复装置，能够实现更大的运动康复空间，以3自由度实现上肢外骨骼式机械臂的康复训练。该康复机械臂结构简单，故障点少，可靠性高，能够适应绝大部分上肢康复训练，大大减少了制造成本，适宜推广使用。

技术研发人员：徐曼曼,曹雏清,付宜利,汪杰,祝铭辉
受保护的技术使用者：芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15