專利名稱：偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及對偏癱患者上肢進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的一種醫(yī)療機器人，屬于醫(yī)療機器人技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前我國產(chǎn)生偏癱患者的主要原因是腦血管疾病及部分腦外傷，據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)資料其中我國腦血管患者年發(fā)病率為200/10萬人，每年新發(fā)病例為150萬以上，并已成為我國人口死亡的第二個主要原因，同時也給國家造成的經(jīng)濟損失達(dá)100億/年以上。不言而喻，偏癱給社會和家庭帶來了沉重的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)，也嚴(yán)重地影響了患者的生活質(zhì)量。本實用新型的主要目的就是把機器人技術(shù)應(yīng)用于偏癱患者的康復(fù)治療領(lǐng)域中去，幫助處于恢復(fù)期的偏癱患者完成上肢復(fù)合運動功能的康復(fù)，提高他們的生活質(zhì)量。
中國專利“偏癱患者上肢復(fù)合運動的康復(fù)訓(xùn)練機器人”(申請?zhí)枮?3150355.1，申請日為2003年7月25日)公開了一種康復(fù)訓(xùn)練機器人，它存在一些不足，例如機器人大臂僅由一個單桿件組成，因此結(jié)構(gòu)剛度較差；機器人大、小臂驅(qū)動電機分別安裝在水平面兩側(cè)，這樣增大了機器人的整體結(jié)構(gòu)；皮帶張緊裝置不具有任意調(diào)整皮帶松緊的功能。
實用新型內(nèi)容為了解決上述機器人整體結(jié)構(gòu)所占用空間大，機器人大臂結(jié)構(gòu)剛度差的問題，本實用新型提出了一種采用新結(jié)構(gòu)的偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，包括安裝在升降器上的機械臂、減速裝置、驅(qū)動電機和手固持器，所述機械臂為二連桿結(jié)構(gòu)，主要由機器人大臂和機器人小臂組成，并且分別由機器人大臂驅(qū)動電機和機器人小臂驅(qū)動電機通過減速裝置、傳動帶驅(qū)動和控制，其中機器人大臂是由兩根桿件以并聯(lián)的方式組成，以增強其剛度。
本實用新型所述機器人還包括安裝在機器人大臂上的可根據(jù)實際情況任意調(diào)整皮帶松緊度的皮帶張緊裝置。
在本實用新型中，所述機器人大臂驅(qū)動電機和機器人小臂驅(qū)動電機均安裝在水平面相同一側(cè)。
在本實用新型中，所述減速裝置包括三個傳動軸和四個齒輪，其中由所述機器人大臂驅(qū)動電機驅(qū)動的大臂傳動軸帶動大臂輸入齒輪，再與大臂輸出齒輪嚙合帶動機器人大臂；由機器人小臂驅(qū)動電機驅(qū)動的小臂傳動軸帶動小臂輸入齒輪，再與小臂輸出齒輪嚙合，帶動過渡傳動軸進(jìn)而帶動機器人小臂。
在本實用新型中，機器人大臂改為由兩根單桿件并聯(lián)組成，增大了機器人大臂原有的剛度；通過設(shè)計的減速裝置使機器人大、小臂驅(qū)動電機被安裝在水平面相同一側(cè)(水平面上側(cè))，這樣可以大大節(jié)省工作空間，使機器人整體結(jié)構(gòu)更加緊湊、合理；改進(jìn)原皮帶張緊結(jié)構(gòu)使之具有可調(diào)功能。


圖1為本實用新型所述偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人的俯視圖，圖2為圖1的C-C向主剖視圖，圖3為圖1的A-A向剖視圖，圖4為本實用新型所述的皮帶張緊裝置的原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖來進(jìn)一步說明本實用新型的具體實施例。
本實用新型提出了一種偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，圖1顯示了本實用新型一個具體實施例的俯視圖。在圖2和圖3中詳細(xì)顯示了各部分的具體結(jié)構(gòu)。偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人包括安裝在升降器上的機械臂、減速裝置、驅(qū)動電機和手固持器12。所述機械臂為二連桿結(jié)構(gòu)，主要由機器人大臂10和機器人小臂11組成，并且分別由機器人大臂驅(qū)動電機1和機器人小臂驅(qū)動電機2通過減速裝置、傳動帶14驅(qū)動和控制，這樣兩臂間可以靈活的相對轉(zhuǎn)動。機器人大臂10是由兩根桿件以并聯(lián)的方式組成，以增強其剛度。所述手固持器12固定在機器人小臂11上。
機器人大臂驅(qū)動電機1和機器人小臂驅(qū)動電機2可采用交流伺服電機，具有較高的驅(qū)動和控制性能，能夠分別和同時實現(xiàn)位置控制、速度控制和力矩控制。所述機器人大臂驅(qū)動電機1和機器人小臂驅(qū)動電機2均安裝在水平面相同一側(cè)，分別通過減速裝置驅(qū)動和控制機器人大臂10和機器人小臂11。在上述兩個電機驅(qū)動下，并通過所述升降器的配合調(diào)整位置高度，在不超出人體上肢運動范圍的情況下，患者患肢可以運動到指定平面內(nèi)的任一位置，而不產(chǎn)生干涉。
在使用過程中，利用控制系統(tǒng)控制驅(qū)動電機，然后通過減速器驅(qū)動機械臂，其中機械人大臂直接由減速器帶動，機器人小臂依靠皮帶來傳動。患者手臂通過固持器固定后，可隨機器人臂做任意規(guī)劃好的動作。該機器人可以帶動患者上肢按照預(yù)先編好的運動軌跡，完成被動、主動、輔助及阻礙等訓(xùn)練，從而降低肌張力促進(jìn)患者上肢神經(jīng)功能的恢復(fù)，使患者能夠達(dá)到較好的康復(fù)效果。
減速裝置的安裝不僅增大了電機輸出扭矩，也能使兩個驅(qū)動電機在同一個水平面內(nèi)驅(qū)動，從而使機器人整體結(jié)構(gòu)更加緊湊，同時也易于升降器的安裝。所述減速裝置，如圖2和圖3所示，包括三個傳動軸和四個齒輪，其中由機器人大臂驅(qū)動電機1驅(qū)動的大臂傳動軸5帶動大臂輸入齒輪6，再與大臂輸出齒輪7嚙合帶動機器人大臂；由機器人小臂驅(qū)動電機2驅(qū)動的小臂傳動軸4帶動小臂輸入齒輪3再與小臂輸出齒輪9嚙合，帶動過渡傳動軸8再帶動皮帶輪15，通過皮帶14帶動機器人小臂。
另外，在機器人大臂10上安裝了一套皮帶張緊裝置13，其主要功能是可根據(jù)實際情況任意調(diào)整皮帶松緊度。它的具體結(jié)構(gòu)可見圖4，主要由張緊柱21、被帽22、墊塊23、大臂連接螺栓24、支架25、頂絲26、軸承27、壓輪28組成。其中，張緊柱21通過軸承27外圈支撐壓輪28，再由墊塊23通過被帽22壓緊軸承內(nèi)圈。機器人大臂連接螺栓24將張緊裝置與機器人大臂10連接，然后通過頂絲26張緊。
權(quán)利要求1.偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，其特征在于所述機器人包括安裝在升降器上的機械臂、減速裝置、驅(qū)動電機和手固持器，所述機械臂為二連桿結(jié)構(gòu)，主要由機器人大臂和機器人小臂組成，并且分別由機器人大臂驅(qū)動電機和機器人小臂驅(qū)動電機通過減速裝置、傳動帶驅(qū)動和控制，其中機器人大臂是由兩根桿件以并聯(lián)的方式組成，以增強其剛度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，其特征在于所述機器人還包括安裝在機器人大臂上的可根據(jù)實際情況任意調(diào)整皮帶松緊度的皮帶張緊裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，其特征在于所述機器人大臂驅(qū)動電機和機器人小臂驅(qū)動電機均安裝在水平面相同一側(cè)。
專利摘要偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，屬于醫(yī)療機器人技術(shù)領(lǐng)域。為了解決現(xiàn)有醫(yī)療機器人整體結(jié)構(gòu)所占用空間大，機器人大臂結(jié)構(gòu)剛度差的問題，本實用新型提出了一種偏癱康復(fù)輔助訓(xùn)練機器人，包括安裝在升降器上的機械臂、減速裝置、驅(qū)動電機和手固持器，所述機械臂為二連桿結(jié)構(gòu)，主要由機器人大臂和機器人小臂組成，并且分別由機器人大臂驅(qū)動電機和機器人小臂驅(qū)動電機通過減速裝置、傳動帶驅(qū)動和控制，其中機器人大臂是由兩根桿件以并聯(lián)的方式組成，以增強其剛度。本實用新型所述機器人整體結(jié)構(gòu)緊湊、合理，機器人大臂剛度大。
文檔編號A61H1/02GK2812900SQ20052001098
公開日2006年9月6日 申請日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者季林紅, 張秀峰 申請人:清華大學(xué)