一种用于上肢康复训练的关节复合运动机械臂.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106038175A(43)申请公布日2016.10.26(21)申请号201610532667.5(22)申请日2016.07.07(71)申请人国家康复辅具研究中心地址100176北京市大兴区经济技术开发区荣华中路1号(72)发明人潘国新张秀峰徐建光付慧群(74)专利代理机构北京正理专利代理有限公司11257代理人付生辉戴元毅(51)Int.Cl.A61H1/02(2006.01)B25J9/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图6页(54)发明名称一种用于上肢康复训练的关节复合运动机械臂(57)摘要本发明公开了一种用于上肢康复训练的关节复合运动机械臂，该机械臂包括底座、电动升降柱、T型支撑架、主固定座、外骨骼机械臂系统。底座放置于地面上，电动升降柱与底座固定连接，电动升降柱与T型支撑架为固定连接，主固定座安装于支撑架上，外骨骼机械臂系统通过主固定座与驱动电机连接；驱动电机均安装在主固定座上。该机械臂工作时，只有外骨骼机械臂系统按照控制指令运动，而电机相对于底座保持静止不动，该机械臂轻便灵活、结构新颖、占用空间小、运动平稳可靠。本发明能够辅助人体上肢运动功能障碍患者完成各种康复训练动作，既可以用于肩关节和肘关节的单关节康复训练，又能实现上肢多关节的复合运动康复训练。CN106038175ACN106038175A权利要求书1/2页1.一种用于上肢康复训练的关节复合运动机械臂，其特征在于，该机械臂包括：主固定座(4)和固定在主固定座(4)上的外骨骼辅助运动系统；所述外骨骼辅助运动系统包括：用于辅助肩关节做内收外展运动的第一肩关节运动机构(1)、用于辅助肩关节做前屈后伸运动的第二肩关节运动机构(2)和用于辅助肘关节做屈伸运动的肘关节运动机构(3)；所述第二肩关节运动机构(2)通过主弯臂(14)垂直于所述第一肩关节运动机构(1)固定，并通过主弯臂(14)相对于所述第一肩关节运动机构(1)做旋转运动；所述肘关节运动机构(3)与所述第二肩关节运动机构(2)可旋转固定。2.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第一肩关节运动机构(1)包括：肩收展驱动电机(10)、第一减速器(11)和直齿轮组；所述第一减速器(11)与肩收展驱动电机(10)固定连接，并固定在主固定座(4)上；所述第一减速器(11)通过直齿轮组驱动固定在主弯臂(14)上的阶梯轴管转动，并通过阶梯轴管带动主弯臂(14)沿阶梯轴管的旋转中心旋转；所述直齿轮组中的第一直齿轮(12)固定在第一减速器(11)的输出轴上，直齿轮组中的第二直齿轮(13)通过固定在主弯臂(14)上的阶梯轴管与主弯臂(14)键连接；所述阶梯轴管通过轴承安装在主固定座(4)上。3.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述第二肩关节运动机构(2)包括：肩屈伸驱动单元和上臂支撑单元，肩屈伸驱动单元带动上臂支撑单元沿垂直于第一肩关节运动机构(1)的运动平面摆动。4.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述肩屈伸驱动单元包括：肩屈伸驱动电机(20)、第二减速器(21)、多个齿轮和多个带轮；第二减速器(21)与肩屈伸驱动电机(20)固定连接，并固定在主固定座(4)上，第二减速器(21)通过多个齿轮和多个带轮的配合传动来驱动上臂支撑单元；所述第二减速器(21)的输出轴与安装在主弯臂(14)上阶梯轴管内的联接转轴(22)进行键连接，联接转轴(22)的另一端安装固定有第三直齿轮(25)；所述第三直齿轮(25)与第一双联齿轮(26)啮合传动；所述第一双联齿轮(26)包括直齿部分和锥齿部分，第一双联齿轮(26)中的锥齿部分与第一锥齿轮轴(27)啮合传动，并带动与第一锥齿轮轴(27)固定的第一同步带轮(28)和第一同步带(29)转动；所述第一同步带轮(28)通过第一同步带(29)与第四同步带轮(210)传动，并通过第四同步带轮(210)带动上臂支撑单元摆动。5.根据权利要求3所述的机械臂，其特征在于，所述上臂支撑单元包括：上臂转臂(211)和上臂动板(212)；所述上臂动板(212)与开设在上臂转臂(211)上的凹槽配合联接，并可沿上臂转臂(211)上的凹槽往复移动。6.根据权利要求1所述的机械臂，其特征在于，所述肘关节运动机构(3)包括：肘屈伸驱动单元和前臂辅助支撑机构，肘屈伸驱动单元带动前臂辅助支撑机构相对于所述第二肩关节运动机构做平面旋转运动。7.根据权利要求6所述的机械臂，其特征在于，所述肘屈伸驱动单元包括：肘屈伸驱动2CN106038175A权利要求书2/2页电机(30)、第三减速器(31)、多个齿轮和多个带轮；所述第三减速器(31)与肘屈伸驱动电机(30)固定连接，并固定在主固定座(4)上，所述第三减速器(31)通