專利名稱：一種氣動復合式手臂康復機械手的制作方法
技術領域：
本發明專利屬于醫療儀器技術中的康復器械。
背景技術：
針對殘疾人手臂和手掌功能上的重建、康復治療及職業技能訓練等，依據于生物力學、 生物物理等原理，使用機器人系統來擴展受傷肢體的運動范圍，將殘疾人的殘疾器官置于一個機械裝置之上，通過這個機械手來對殘疾器官部分或全部運動實現操作。
發明內容
本發明的目的是提供一種用于殘疾人體的手臂和手掌康復治療用的氣動復合式手臂康復機械手。
采用的技術方案一種氣動復合式手臂康復機械手，包括手臂機構、手掌機構、氣動控制系統，所述的手臂機構包括，手臂固定機構、手臂擺動機構、手臂伸縮機構、手臂傳感器組、永磁鐵組、手臂驅動氣缸，所述的手臂固定機構通過支座固定在側板的內側面上；側板與一底板固定在一起，底板與支座相連；所述的手臂擺動機構通過二個鉸鏈機構與手臂固定機構相連，手臂擺動機構上裝設有支撐銷，支撐銷通過螺釘固定在手臂擺動機構的下部；所述的手臂伸縮機構安裝在手臂擺動機構的內部；所述的手臂傳感器組固定在底板上；手臂驅動氣缸活塞桿的一端用鉸鏈連接方式固定在手臂擺動機構的下部分的內側，另一端用鉸鏈連接方式固定在所述的底板上面；永磁鐵組是通過磁力固定在手臂擺動機構的下部。所述的手掌機構包括手掌、手掌傳感器組、手掌驅動氣缸，手掌驅動氣缸固定在傳感器支架上；傳感器支架固定在手臂的伸縮機構的上部；永磁鐵組通過自身的磁力固定在永磁鐵支架上，永磁鐵支架固定在一撥動板上；手掌驅動氣缸固定在二個支架上，二個支架固定在手臂的伸縮機構的后面；所述的撥動板的中部固定一擺動桿；曲柄連桿機構的固定端與所述的手掌驅動氣缸的活塞桿與一曲柄連桿機構的固定端相連，而曲柄連桿機構的活動端套裝在擺動桿上；手掌固定在手掌支架上；手掌支架固定在手臂的伸縮機構外端部的內側；撥動板的活動端通過撥銷與手掌支架相連，而撥動板的固定端固定在手臂伸縮機構的內側。手臂機構的設計是依據于人體手臂的仿生而設計的；手掌機構的設計是依據于人體手掌的仿生而設計的；手臂機構和手掌機構是采用氣體驅動系統；這二個機構的電器控制分別設置有開關量控制、遙控和計算機控制，開關量控制和遙控適合于家庭使用；計算機控制適用于醫院和康復中心使用。本發明具有具有結構簡、使用方便等優點。
圖1是本發明的結構示意圖。
圖2試圖1的俯視圖。
圖3氣動控制系統圖。
具體實施方式
一種氣動復合式手臂康復機械手，包括手臂機構、手掌機構、氣動控制系統，所述的手臂機構包括，手臂固定機構1、手臂擺動機構2、手臂伸縮機構4、手臂傳感器組15、手掌傳感器組5、永磁鐵組20、手臂驅動氣缸16，手臂固定機構是利用四個支座和八個內六角螺釘固定在一側板17的內側面上；側板17與一底板18固定在一起，底板18與支座19相連；手臂擺動機構2則通過二個鉸鏈機構與手臂固定機構1相連；；手臂擺動機構2上安裝有支撐銷3，支撐銷3通過螺釘固定在手臂擺動機構2的下部；手臂伸縮機構4安裝在手臂擺動機構2的內部；手掌傳感器組5用自身的螺紋固定在傳感器支架14上；傳感器支架14固定在手臂伸縮機構4的上部；永磁鐵組6用磁力固定在永磁鐵支架13上，永磁鐵支架13用圓頭螺釘固定在撥動板12 ；手掌驅動氣缸7用四個圓頭螺釘固定在二個支架上，這二個支架上用四個圓頭螺釘固定在手臂的伸縮機構4的后面；擺動桿8通過沉頭螺釘固定在撥動板12的中部；曲柄連桿機構9的固定端與手掌驅動氣缸7的活塞桿相連，而活動端套裝在擺動桿8上；手掌10用四個圓頭螺釘固定在手掌支架11上；手掌支架11用圓柱銷固定在手臂的伸縮機構4外端部的內側；撥動板12的活動端通過撥銷與手掌支架11相連，而固定端通過圓柱銷固定在手臂的伸縮機構4的內側；手臂傳感器組15用自身的螺紋固定在底板 18上；手臂驅動氣缸16活塞桿端用鉸鏈連接方式固定在手臂擺動機構2的下部分的內側， 另一端用鉸鏈連接方式固定在底板18上面；永磁鐵組20是依靠磁力固定在手臂擺動機構 2的下部。
氣動控制系統，包括泵21，泵21放置在離氣動復合式手臂康復機械手不遠的地面上；三聯件22用螺釘固定在側板17的后面，三聯件的一端接有管接頭，并通過塑料軟管與氣泵21相接。另一端接有三通，也通過塑料軟管與氣動電磁單向閥23和觀的進氣孔相通，氣動電磁單向閥23用螺釘固定在側板17的后面；氣動電磁單向閥23的出氣孔利用塑料軟管與氣動電磁換向閥M的進氣孔Q腔相通，氣動電磁換向閥M用螺釘固定在側板17 的后面；氣動電磁換向閥M的上端有A和B 二個出氣腔，通過塑料軟管分別和氣體節流閥 25和沈相通，氣動電磁換向閥M的下端有C和的D 二個排氣腔分別接有消聲器27 ；氣體節流閥25和沈利用自身的螺紋與手臂驅動氣缸16 二個腔的進氣孔相通；氣動電磁單向閥洲用螺釘固定在側板17的后面，它的出氣孔用塑料軟管與氣動電磁換向閥四的進氣孔Q 腔相通，氣動電磁換向閥四用螺釘固定在側板17的后面；氣動電磁換向閥四的上端有A 和B 二個出氣腔，通過塑料軟管分別和氣體節流閥30和31相通，氣動電磁換向閥四的下端有C和的D 二個排氣腔分別接有消聲器32 ；氣體節流閥30和31利用自身的螺紋與手掌驅動氣缸7 二個腔的進氣孔相通。
氣泵21通220伏的交流電，使氣泵能正常提供8個大氣壓的高壓氣體；電磁換向閥M和四及傳感器組5和15通M伏的直流電，使之處在正常工作狀態下；控制系統通 24伏直流電(開關量)，控制系統通12伏直流電(遙控)，控制系統通10伏的直流電(計算機控制)，控制系統處于正常工作狀態；氣泵正常后，8個大氣壓的高壓氣體通過軟管進入到三聯件22中的空氣過濾器中，經過空氣過濾器將8個大氣壓的高壓氣體過濾后，干凈的氣體進入到三聯件中的減壓閥和壓力表中，人們可以依據于驅動氣缸驅動力的大小調節減壓閥來調節進入驅動氣缸氣體壓力的大小，調節后的壓力大小可以在壓力表中顯示出來；調整后的高壓氣體進入到三聯件22中的霧化器中，霧化器滴油量(滴/分)的大小通過自身的節流閥來調節，調節后的油滴被高壓氣體吹著，并使之霧化；帶油霧的高壓氣動再進入到氣動電磁單向閥23和氣動電磁單向閥28的進氣孔；控制系統動作，使電磁單向閥23的電磁鐵通電，帶油霧的高壓氣體經過氣體電磁單向閥23從出氣孔出來，進入到氣動電磁換向閥M 的進氣孔Q ；控制系統動作，使氣動電磁換向閥M的右端電磁鐵通電，高壓氣體推動電磁閥右端內部的活塞向左運動，活塞又推動電磁換向閥M的內部閥芯也一起向左運動，使高壓氣體通過電磁換向閥M自身的通道進入到該閥的B腔，而該閥的A腔通過氣體節流閥25 與手臂驅動缸16的左端腔口相通；此時高壓氣體通過B腔進入到氣體節流閥沈；氣體節流閥沈的開口量大小可以根據手臂驅動缸16擺動速度的要求來人為的調節；高壓氣體通過節流閥沈進入到手臂驅動缸16的右端腔口，推動手臂驅動缸16的活塞向下運動；手臂驅動缸16的活塞桿與手臂擺動機構2相連，活塞桿帶動手臂擺動機構2 —起向外擺動；手臂擺動機構2的擺動角大小可以根據患者的實際情況來定，這里可以實現(15°、30°、45°、 60°、75° );當手臂擺動機構2運動到所設定的角度時，安裝在手臂擺動機構2下端的永磁鐵組20發出信號并由手臂傳感器組15的某個位置傳感器接收信號，這個信號傳給控制系統；控制系統再發出控制信號，控制氣體電磁單向閥23的右端電磁鐵斷電，而左端電磁鐵通電；高壓氣體推動該閥的左端電磁鐵內的活塞向右運動，活塞推動閥芯一起向右運動，使該閥的進氣腔Q與A腔相通，B腔與回氣腔相通；這時手臂驅動缸16的活塞向上運動，活塞桿推動手臂擺動機構2向里擺動；手臂擺動機構2擺動到手臂傳感器組15的第一個傳感器上端時，永磁鐵組20發出信號，第一個傳感器接收信號，這個信號再傳給控制系統；此時一個動作循環完成。
此后控制系統、氣動控制系統和手臂擺動機構進行周而復始的運動，實現患者手臂的康復訓練與治療。手掌運動的機理與手臂運動的機理相類似。
權利要求
1. 一種氣動復合式手臂康復機械手，包括手臂機構、手掌機構、氣動控制系統，其特征在于所述的手臂機構包括，手臂固定機構、手臂擺動機構、手臂伸縮機構、手臂傳感器組、永磁鐵組、手臂驅動氣缸，所述的手臂固定機構通過支座固定在側板的內側面上；側板與一底板固定在一起，底板與支座相連；所述的手臂擺動機構通過二個鉸鏈機構與手臂固定機構相連；所述的手臂伸縮機構安裝在手臂擺動機構的內部；所述的手臂傳感器組固定在底板上；手臂驅動氣缸活塞桿的一端用鉸鏈連接方式固定在手臂擺動機構的下部分的內側，另一端用鉸鏈連接方式固定在所述的底板上面；永磁鐵組是通過磁力固定在手臂擺動機構的下部，所述的手掌機構包括手掌、手掌傳感器組、手掌驅動氣缸，手掌驅動氣缸固定在傳感器支架上；傳感器支架固定在手臂的伸縮機構的上部；永磁鐵組通過自身的磁力固定在永磁鐵支架上，永磁鐵支架固定在一撥動板上；手掌驅動氣缸固定在二個支架上，二個支架固定在手臂的伸縮機構的后面；所述的撥動板的中部固定一擺動桿；曲柄連桿機構的固定端與所述的手掌驅動氣缸的活塞桿與一曲柄連桿機構的固定端相連，而曲柄連桿機構的活動端套裝在擺動桿上；手掌固定在手掌支架上；手掌支架固定在手臂的伸縮機構外端部的內側；撥動板的活動端通過撥銷與手掌支架相連，而撥動板的固定端固定在手臂伸縮機構的內側。
全文摘要
一種氣動復合式手臂康復機械手，是依據于人體手臂的仿生而設計的；手掌機構的設計是依據于人體手掌的仿生而設計的；手臂機構和手掌機構是采用氣體驅動系統；這二個機構的電器控制分別設置有開關量控制、遙控和計算機控制，開關量控制和遙控適合于家庭使用；計算機控制適用于醫院和康復中心使用。本發明具有具有結構簡、使用方便等優點。
文檔編號A61H1/00GK102499855SQ20111037891
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月25日 優先權日2011年11月25日
發明者張志軍 申請人:沈陽理工大學