一种舵机驱动的单关节助力康复装置的制作方法

本发明属于医疗器械的技术领域，具体来说，涉及一种舵机驱动的单关节助力康复装置。

背景技术：

关节助力康复装置是一种可穿戴于患者外侧的机械系统，它通过安装在关节处的驱动器，辅以角位移传感器以及力矩传感器，辅助患者与助力康复装置进行协调运动，实现助力、助行和辅助康复治疗的功能。

对患者的肢体进行康复训练能够有效地辅助伤残患者重获肢体的运动功能。传统的康复训练由治疗师人力协助完成。采用助力康复装置辅助治疗，不仅弥补传统运动康复训练耗费人力成本大、内容枯燥、评价标准模糊等缺点，而且能够辅助分析患者肢体的各项运动参数，以促进康复训练模式的改进，为病患的康复提供了全新的医疗手段。

人体上肢系统的功能障碍导致伤残，对人的生活质量影响是非常显著的，通过关节助力康复装置对患者康复训练进行辅助，具有非常重要的意义。

现有的关节助力康复装置存在以下几方面的问题：

1、机构复杂，对动力的高要求限制系统的灵活度，机构整体大多采用液压系统或电机叠减速器的设计，十分笨重，不利于患者日常穿戴。

2、传统关节助力康复装置采用全金属材料制作，减速器结构也极为复杂，重量大、噪音大，对于穿戴者的日常生活影响很大。

3、传统关节辅助康复装置一般体型庞大，造价昂贵，一般人消费不了，多用于医疗机构，普及程度不高。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种舵机驱动的单关节助力康复装置。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种舵机驱动的单关节助力康复装置，其中，包括大臂固定件、大臂运动模块、传送带、肘关节运动模块、前臂伸缩装置、小臂固定装置以及前臂固定件，大臂固定件、大臂运动模块和肘关节运动模块通过硬质连杆刚性连接，小臂固定装置固定在前臂伸缩装置上，大臂固定件用于固定在患者大臂上，小臂固定装置用于固定在患者小臂中部，肘关节运动模块通过前臂伸缩装置与前臂固定件连接，前臂固定件用于与患者小臂前部固定，大臂运动模块包括大臂运动模块框架以及大臂传动齿轮,舵机能安装在大臂运动模块框架上并与大臂传动齿轮传动连接，大臂传动齿轮可转动地安装在大臂运动模块框架上，肘关节运动模块包括肘底座、肘上盖、肘外传动齿轮以及肘内传动齿轮，肘上盖能盖合在肘底座上，肘外传动齿轮与肘内传动齿轮同轴连接，且肘外传动齿轮与肘内传动齿轮均可转动地安装在肘底座或肘上盖上，肘外传动齿轮与大臂传动齿轮通过传送带传动连接，肘内传动齿轮与前臂伸缩装置的一端固定连接，肘内传动齿轮转动时，能带动前臂伸缩装置绕肘内传动齿轮轴心转动。

为优化上述技术方案，采取的具体措施还包括：

上述的肘外传动齿轮与肘内传动齿轮的轮轴穿过肘上盖，肘内传动齿轮位于肘底座或肘上盖之间，肘底座上部安装有肘轴承，肘轴承与肘内传动齿轮的轴相连接，从而对肘内传动齿轮的轴限位。

上述的肘底座上部沿着肘底座边缘设置有半弧形限位板，前臂伸缩装置穿过半弧形限位板的开口与肘内传动齿轮固定连接，半弧形限位板的开口限制前臂伸缩装置的转动角度。

上述的大臂运动模块框架上设置有用于安装舵机的舵机安装槽。

上述的前臂伸缩装置包括插板、槽板、插杆以及槽杆，插板能插入槽板中并在槽板中滑动，插板与插杆连接，槽板与槽杆固定连接，插杆能插入槽杆中滑动，插杆上设置有卡凸，槽杆上开设有一排若干个卡槽，插杆插入槽杆中时，卡凸能卡入其中一个卡槽中，使插板与槽板相固定，插板与肘内传动齿轮固定连接，槽板与前臂固定件固定连接。

上述的大臂运动模块框架上设置有用于与硬质连杆固定连接的方孔槽。

上述的弧形限位板上开设有销孔，销钉穿过销孔以及肘上盖将肘底座和肘上盖固定为一体。

上述的插板与插杆通过一插板轴承连接，插板轴承固定在插板上，插杆通过插板轴承与插板可旋转配合。

本发明提供了一种舵机驱动的单关节助力康复装置，包括大臂固定件、大臂运动模块、传送带、肘关节运动模块、前臂伸缩装置、小臂固定装置以及前臂固定件，大臂固定件、大臂运动模块和肘关节运动模块通过硬质连杆刚性连接，与患者的大臂固定，肘关节运动模块通过前臂伸缩装置与前臂固定件连接，前臂伸缩装置与前臂固定件与患者小臂连接，从而将单关节助力康复装置固定在患者的手臂上，当指部弯曲传感器给舵机信号，驱动舵机转动，会带着前臂伸缩装置与前臂固定件以肘关节运动模块为轴上下转动，从而达到对患者的肢体进行康复训练的目的，本发明结构简单，精巧，成本较低，以舵机驱动，噪声小，灵活度高，利于患者日常穿戴。装置整体有三处与患者手臂固定，连接非常牢靠，不易脱落。

附图说明

图1是本发明的轴测图；

图2是前臂伸缩装置图；

图3是前臂伸缩装置中轴承透视图；

图4是前臂伸缩装置中轴承正视图；

图5是肘关节运动模块底座图；

图6是肘关节运动模块图；

图7是大臂运动模块俯视图；

图8是大臂运动模块图。

其中的附图标记为：大臂固定件1、大臂运动模块2、大臂运动模块框架21、舵机安装槽21a、大臂传动齿轮22、方孔槽23、传送带3、肘关节运动模块4、肘底座41、肘上盖42、肘外传动齿轮43、肘内传动齿轮44、肘轴承45、半弧形限位板46、销孔47、前臂伸缩装置5、插板51、槽板52、插杆53、槽杆54、卡凸55、卡槽56、插板轴承57、小臂固定装置6、前臂固定件7、硬质连杆8。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作详细说明。

本发明的一种舵机驱动的单关节助力康复装置，其中，包括大臂固定件1、大臂运动模块2、传送带3、肘关节运动模块4、前臂伸缩装置5、小臂固定装置6以及前臂固定件7，大臂固定件1、大臂运动模块2和肘关节运动模块4通过硬质连杆8刚性连接，小臂固定装置6固定在前臂伸缩装置5上，大臂固定件1用于固定在患者大臂上，小臂固定装置6用于固定在患者小臂中部，肘关节运动模块4通过前臂伸缩装置5与前臂固定件7连接，前臂固定件7用于与患者小臂前部固定，大臂运动模块2包括大臂运动模块框架21以及大臂传动齿轮22,舵机能安装在大臂运动模块框架21上并与大臂传动齿轮22传动连接，大臂传动齿轮22可转动地安装在大臂运动模块框架21上，肘关节运动模块4包括肘底座41、肘上盖42、肘外传动齿轮43以及肘内传动齿轮44，肘上盖42能盖合在肘底座41上，肘外传动齿轮43与肘内传动齿轮44同轴连接，且肘外传动齿轮43与肘内传动齿轮44均可转动地安装在肘底座41或肘上盖42上，肘外传动齿轮43与大臂传动齿轮22通过传送带3传动连接，肘内传动齿轮44与前臂伸缩装置5的一端固定连接，肘内传动齿轮44转动时，能带动前臂伸缩装置5绕肘内传动齿轮44轴心转动。

实施例中，肘外传动齿轮43与肘内传动齿轮44的轮轴穿过肘上盖42，肘内传动齿轮44位于肘底座41或肘上盖42之间，肘底座41上部安装有肘轴承45，肘轴承45与肘内传动齿轮44的轴相连接，从而对肘内传动齿轮44的轴限位。

实施例中，肘底座41上部沿着肘底座41边缘设置有半弧形限位板46，前臂伸缩装置5穿过半弧形限位板46的开口与肘内传动齿轮44固定连接，半弧形限位板46的开口限制前臂伸缩装置5的转动角度。

实施例中，大臂运动模块框架21上设置有用于安装舵机的舵机安装槽21a。

实施例中，前臂伸缩装置5包括插板51、槽板52、插杆53以及槽杆54，插板51能插入槽板52中并在槽板52中滑动，插板51与插杆53连接，槽板52与槽杆54固定连接，插杆53能插入槽杆54中滑动，插杆53上设置有卡凸55，槽杆54上开设有一排若干个卡槽56，插杆53插入槽杆54中时，卡凸55能卡入其中一个卡槽56中，使插板51与槽板52相固定，插板51与肘内传动齿轮44固定连接，槽板52与前臂固定件7固定连接。

实施例中，大臂运动模块框架21上设置有用于与硬质连杆8固定连接的方孔槽23。

实施例中，弧形限位板46上开设有销孔47，销钉穿过销孔47以及肘上盖42将肘底座41和肘上盖42固定为一体。

实施例中，插板51与插杆53通过一插板轴承57连接，插板轴承57固定在插板51上，插杆53通过插板轴承57与插板51可旋转配合。

本发明的工作原理：

将本装置佩戴在患者的手臂上，将大臂固定件1与患者的大臂固定连接，肘关节运动模块4位于患者肘部外侧，调节前臂伸缩装置5的长度，使前臂伸缩装置5与患者的小臂长度相适应，调节方式为：通过插拔插杆53，使插杆53的卡凸55卡在槽杆54的某一个卡槽56中，时插板51插入槽板52的长度合适，如果插杆53插入槽杆54较深，则前臂伸缩装置5的长度短，如果插杆53插入槽杆54较浅，则前臂伸缩装置5的长度长，调节好前臂伸缩装置5的长度后，将小臂固定装置6和前臂固定件7与患者小臂固定连接，在大臂运动模块2的舵机安装槽21a上安装舵机，舵机的摇臂与大臂传动齿轮22传动连接，舵机的控制器为指部弯曲传感器(图中无显示)，患者使用指部弯曲传感器控制舵机运作，当舵机转动，舵机摇臂带动大臂传动齿轮22旋转，通过传送带3将运动传递给肘部运动模块4的肘外传动齿轮43，肘外传动齿轮43带动肘内传动齿轮44转动，肘内传动齿轮44带动前臂伸缩装置5转动，从而使患者的小臂跟随转动，实现锻炼的功能，具有半弧形限位板46的肘底座41限制小臂运动范围。

以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，应视为本发明的保护范围。