可互換上肢康復機器人的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種醫療康復訓練器械，具體說是一種可互換上肢康復機器人。
【背景技術】
[0002]對于神經性系統損傷患者，醫學理論證明此類患者必須進行一定強度的肢體訓練，此舉是為了避免肌肉發生萎縮，致使某些肌肉的功能永久性喪失，然而此類患者不能獨立的完成肢體的運動恢復，需要有醫護人員不間斷的進行輔助實施，這樣對醫護人員的數量和技能要求都非常高。目前，市面上也出現了形形色色的康復訓練器械，但是都存在這樣那樣的缺陷，往往存在功能不足，實用性不強，不能夠主動訓練，舒適度太差，只能單側肢體訓練，在實際使用中給患者帶來不便，比如一種中國專利201010222010.1上肢康復訓練機器人，功能包括肩部外展/內收、肩部屈/伸、肘關節屈/伸、前臂內旋/外翻、腕指屈/伸，功能不包括肩部內旋/外翻功能，并且前臂的內旋/外翻沒有提供被動訓練時所需動力；中國專利201420837887.5—種左右手兩用式上肢康復機器人，提供左右側結構可調上肢康復機器人，其中上方橫梁采用絲桿轉動調整位置，調整方式不方便，其中末端只提供腕部訓練，缺少手指的訓練功能并且沒有固定手掌、手指的方式只能向手部有抓握能力的患者提供康復訓練，并不實用，因此，開發出一款功能全面，舒適性好，能夠主動助力的康復機器人的需求亟待解決。
【發明內容】
[0003]本發明的發明目的在于克服目前肢體康復訓練機構功能不足，實用性不強，不能主動訓練，舒適性差的缺陷，從而實現一種患者能夠左右肢體互換訓練，舒適性程度較高，且能夠獨立完成肢體訓練，功能相對全面的可互換上肢康復機器人。
[0004]為實現上述發明目的，本發明的技術方案是:一種可互換上肢康復機器人，包括可移動底板、控制柜、立柱升降柱、可互換上肢康復機構和可調高座椅，所述可調高座椅固定設置于可移動底板前端上部，控制柜和立柱升降柱固定設置于可移動底板后端上部，立柱升降柱下部固定設置于控制柜內，可互換上肢康復機構活動固定于立柱升降柱頂端，所述可互換上肢康復機構按照連接順序依次包括肩關節內收外展機構、肩關節屈伸機構、肩關節內旋外翻機構、肘關節屈伸機構、前臂內旋外翻機構和腕指關節伸展機構。
[0005]所述肩關節內收外展機構包括可鎖死旋轉盤機構、懸臂梁和下橫梁，所述可鎖死旋轉盤機構與懸臂梁一端固定連接，所述懸臂梁另一端與下橫梁端部鉸接固定，且懸臂梁和下橫梁的鉸接軸上同軸設置有電機減速機，所述懸臂梁在外力作用下可隨可鎖死旋轉盤機構轉動，所述下橫梁鉸接端設置有下橫梁限位機構，從而實現肩關節的內收外展運動的左右手互換；
所述肩關節屈伸機構包括外豎板、內豎板、旋轉梁，所述外豎板和內豎板平行固定設置，所述旋轉梁一端鉸接固定于內、外豎板底端之間，所述旋轉梁鉸接軸上同軸設置有電機減速機，所述旋轉梁鉸接端的一側設置有槽輪機構，垂直外豎板且對應槽輪機構邊界處設置有滑動的限位拉手，推拉限位拉手可以實現旋轉梁旋轉的機械限位，從而實現肩關節屈伸運動的左右手互換；
所述腕指關節伸展機構包括驅動盒、腕指驅動絲杠、腕指驅動滑塊、腕指驅動桿、軌跡控制桿、掌指抓握件和拇指驅動件，所述驅動盒內設置有電機減速機，所述電機減速機輸出軸上設置有大齒輪，所述電機減速機兩側對稱設置腕指驅動絲杠，所述腕指驅動絲杠端部設置有與大齒輪嚙合的小齒輪，腕指驅動滑塊在腕指驅動絲杠上滑動，且腕指驅動滑塊側部同軸鉸接設置腕指驅動桿和軌跡控制桿，所述腕指驅動桿上設置有直線弧形結合槽，且結合槽內驅動盒側部設置有軌跡導引柱，軌跡控制桿另一端對稱滑動鉸接于驅動盒斜下方的掌指抓握件兩側，驅動盒端部上鉸接設置有帶中間通槽的中間軌跡板，中間通槽內設置有連接柱，連接柱底端固定設置于掌指抓握件上，所述拇指驅動件對稱鉸接設置于中間軌跡板兩側，且拇指驅動件的內部端同軸鉸接于連接柱上，腕指驅動桿末端之間設置有中間連接桿，所述中間連接桿中間位置穿套在連接柱上，綜上，所述腕指關節伸展機構采用對稱設計，這樣不管鍛煉左手還是右手均可適用，實現腕指關節的左右手互換鍛煉。
[0006]所述可鎖死旋轉盤機構包括旋轉底座、旋轉法蘭、松緊手柄和旋轉盤，所述旋轉法蘭位于旋轉底座內部且同心設置，所述旋轉法蘭內圈與旋轉盤內圈底部固定，松緊手柄通過螺紋配合穿入旋轉底座內壓緊旋轉法蘭側壁，所述可鎖死旋轉盤機構的旋轉底座側部上還設置有球頭柱塞，且所述旋轉法蘭外側壁兩側的相應位置各開設有角度槽，當旋轉法蘭轉到相應角度球頭柱塞末端球頭進入角度槽內部。
[0007]所述下橫梁限位機構包括鴨嘴旋鈕、偏心銷、限位滑塊和限位槽，所述下橫梁一端內部豎直設置限位通孔，偏心銷垂直限位通孔且穿入下橫梁內，所述鴨嘴旋鈕固定設置于偏心銷外側端部，所述限位滑塊位于限位通孔內，所述限位槽開設在懸臂梁鉸接端下表面的相應位置，旋轉鴨嘴旋鈕，鴨嘴旋鈕帶動偏心銷旋轉，使限位滑塊上下進出限位槽，從而實現下橫梁的機械限位目的。
[0008]所述肩關節屈伸機構的內豎板側部設置有彈簧減負機構，所述彈簧減負機構包括彈簧轉軸、彈簧、彈簧掛件、固定柱和限位扭銷，所述彈簧轉軸與旋轉梁鉸接軸固定連接，彈簧掛件滑動設置于內豎板上開設的滑槽內，彈簧掛件包括滑動塊和支撐翅板，所述支撐翅板對稱鉸接設置于滑動塊兩側，所述限位扭銷固定設置于內豎板內側，拉動限位扭銷支撐翅板被取消限位，固定柱固定設置于內豎板滑槽兩側，所述彈簧固定設置于滑動塊和彈簧轉軸之間。
[0009]所述彈簧減負機構的工作過程:當需要左右手互換時，拉動限位扭銷旋轉梁向上稍微轉動，限位翅板向上旋轉并向中間收攏，旋轉梁旋轉下垂，彈簧掛件沿內豎板滑槽下滑，當旋轉上升時，限位翅板再次頂在固定柱上，限位扭銷起到限位翅板的限位作用，完成肩關節屈伸機構的左右手互換助力。
[0010]所述肩關節內旋外翻機構包括外殼體、光杠、同步帶輪、同步帶、C型環、內襯和束帶，所述光杠一端與外殼體固定連接，光杠另一端與旋轉梁固定，所述外殼體一端側部設置電機減速機，電機減速機通過同步帶輪帶動同步帶旋轉，所述C型環兩端通過同步帶壓緊塊固定，且C型環周圍設置限位軸承固定C型環運動軌跡，所述同步帶牽拉C型環往復運動，C型環內部設置內襯和束帶來固定人體。
[0011]所述肩關節內旋外翻機構還包括上肢長短調節機構，所述上肢長短調節機構包括絲桿、絲桿螺母和手輪，絲桿一端與旋轉梁端部設置的絲桿螺母配合，另一端位于外殼體內，且位于外殼體內的絲桿端部設置調整齒輪，手輪的手輪軸上設置調整齒輪，調整齒輪相互嚙合，旋轉手輪即可手動調節上肢長短。
[0012]所述肘關節屈伸機構包括齒輪箱、電機減速機、主動齒輪、從動齒輪、動力輸出軸和肘部連接板，所述電機減速機固定設置于齒輪箱的端部一側，電機減速機通過主動輪軸帶動主動齒輪旋轉，主動齒輪通過設置中間齒輪帶動從動齒輪旋轉，從動齒輪中心固定設置動力輸出軸，動力輸出軸帶動肘部連接板旋轉，肘部連接板與C型環端部固定連接。
[0013]所述主動齒輪的上方主動輪軸上固定設置有與主動輪軸共同旋轉的限位塊，所述限位塊的長度大于主動輪軸邊緣到齒輪箱的距離，通過限位塊與齒輪箱內壁接觸達到限位目的。
[OOM]所述前臂內旋外翻機構包括外殼體、光杠、同步帶輪、同步帶、C型環、內襯和束帶，所述光杠一端與外殼體固定連接，所述外殼體一端側部設置電機減速機，電機減速機通過同步帶輪帶動同步帶旋轉，所述C型環兩端通過同步帶壓緊塊固定，且C型環周圍設置限位軸承固定C型環運動軌跡，所述同步帶牽拉C型環往復運動，C型環內部設置內襯和束帶來固定人體。
[0015]本發明的可互換上肢康復機器人的有益效果:
1.本發明的可互換上肢康復機器人，包括肩關節內收外展機構、肩關節屈伸機構、肩關節內旋外翻機構、肘關節屈伸機構、前臂內旋外翻機構和腕指關節伸展機構，可實現患者相應部位的康復鍛煉，功能非常全面，適合各類上肢運動障礙病人使用。
[0016]2.本發明的可互換上肢康復機器人，設置有立柱升降柱，上肢長短調節機構，前臂內旋外翻機構和腕指關節伸展機構，可以實現可互換上肢康復機構高低調節，上肢長短調節，前臂長短調節和手指長度調節等功能，可滿足不同病人關于病肢尺寸方面的需求。
[0017]3.本發明的可互換上肢康復機器人，可以實現一臺機器人對患者左手和右手的替換恢復鍛煉，克服了目前康復機器人只能實現單側病肢的康復鍛煉，大大節約了治療成本，并且提高了康復機器人的適用性，設計非常合理。
[0018]4.本發明的可互換上肢康復機器人，每一個運動單元都設置有獨立的電機減速機，可以輔助帶動相應段的肢體進行康復鍛煉，不用再增加醫