CN105055111A - 一种外骨骼康复训练机械手臂 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种外骨骼康复训练机械手臂,属于医疗器械技术领域。本发明电机Ⅰ、电机Ⅱ安装在支撑板上,肩部支撑杆的轴Ⅲ和锥齿轮Ⅱ的空心轴与支撑板上的轴承孔连接处都使用轴承连接,电机齿轮Ⅰ、电机齿轮Ⅱ分别与电机Ⅱ、电机Ⅰ连接,小齿轮与肩部支撑杆的轴Ⅲ连接,大齿轮与锥齿轮Ⅱ的空心轴连接,肩部支撑杆的轴Ⅲ从锥齿轮Ⅱ的空心轴中间穿过,轴Ⅰ与肩部支撑杆的轴孔配合,锥齿轮Ⅰ和上臂都与轴Ⅰ固定连接,上臂下端设有固定装置Ⅰ,前臂与轴Ⅱ固定连接后与上臂连接,电机Ⅲ安装在上臂下端,电机齿轮Ⅲ安装在电机Ⅲ上,电机齿轮Ⅲ与轴Ⅱ上的齿轮啮合,前臂下端设有固定装置Ⅱ。本发明结构简单,训练功能较为全面,容易穿戴。
Description
技术领域
本发明涉及一种外骨骼康复训练机械手臂,属于医疗器械技术领域。
背景技术
我国正迈入老龄化社会,由于中风等神经***疾病引起的偏瘫、四肢功能障碍等,严重影响患者的生活质量,给社会和家庭带来了沉重的负担,神经康复领域的研究成果表明,中枢神经***具有高度的可塑性,实验研究显示,在神经康复过程中,特定的功能训练是必不可少的,这为康复***的研究提供了重要的医学依据,应用光机电一体化技术,研制能够提高患病肢体运动灵活性的康复设备,具有重要的理论研究意义和实际应用价值。
发明内容
本发明提供了一种外骨骼康复训练机械手臂,以用于解决老年人因疾病而引起的手臂功能障碍的问题。
本发明的技术方案是:一种外骨骼康复训练机械手臂,包括电机Ⅰ1、电机Ⅱ2、支撑板3、轴承4、电机齿轮Ⅰ5、小齿轮6、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、肩部支撑杆9、锥齿轮Ⅱ10、轴Ⅰ11、电机齿轮Ⅱ12、上臂13、固定装置Ⅰ14、电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、前臂17、固定装置Ⅱ18、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20;其中电机Ⅰ1、电机Ⅱ2安装在支撑板3上,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2和锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1与支撑板3上的轴承孔连接处都使用轴承4连接,电机齿轮Ⅰ5、电机齿轮Ⅱ12分别与电机Ⅱ2、电机Ⅰ1连接,小齿轮6与肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2连接,且小齿轮6与电机齿轮Ⅱ12啮合,大齿轮7与锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1连接,且大齿轮7与电机齿轮Ⅰ5啮合,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2从锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1中间穿过,且可以相对转动,轴Ⅰ11与肩部支撑杆9的轴孔9_1配合,且可以自由转动,锥齿轮Ⅰ8和上臂13都与轴Ⅰ11固定连接,且锥齿轮Ⅰ8与锥齿轮Ⅱ10啮合,上臂13下端设有固定装置Ⅰ14,前臂17与轴Ⅱ16固定连接后与上臂13连接,电机Ⅲ15安装在上臂13下端,电机齿轮Ⅲ19安装在电机Ⅲ15上,电机齿轮Ⅲ19与轴Ⅱ16上的齿轮20啮合,前臂17下端设有固定装置Ⅱ18。
所述述固定装置Ⅰ14和固定装置Ⅱ18都可以根据手臂的大小进行调节,以固定手臂。
所述电机Ⅰ1、电机齿轮Ⅱ12、小齿轮6、肩部支撑杆9和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13前后摆动。
所述电机Ⅱ2、电机齿轮Ⅰ5、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、锥齿轮Ⅱ10和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13侧向摆动。
所述电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20组成的机构控制前臂17弯曲与伸展。
本发明的使用过程是:
将本外骨骼康复训练机械手臂佩戴在患者手臂上,患者或医护人员将需要训练的内容输入上位机,上位机发出指令给实时控制器,控制器驱动电机运动,动力传递机构将力距和位移传递到目标手臂,使手臂按指定的运动方式进行运动,力、位移、速度传感器实时测量外骨骼的运动状态,并将测量数据反馈给控制器,形成闭环控制回路。
本发明的有益效果是:结构简单,训练功能较为全面,容易穿戴;采用直齿圆柱齿轮和锥齿轮的组合,巧妙地解决了肩部的两个自由度较难控制的问题。
附图说明
图1为本发明的正面整体结构示意图;
图2为本发明的侧面整体结构示意图;
图3为本发明的肩部控制机构结构示意图;
图4为本发明的肘部结构示意图;
图5为本发明的肩部支撑杆结构示意图;
图6为本发明的锥齿轮Ⅱ结构示意图;
图中各标号:1-电机Ⅰ、2-电机Ⅱ、3-支撑板、4-轴承、5-电机齿轮Ⅰ、6-小齿轮、7-大齿轮、8-锥齿轮Ⅰ、9-肩部支撑杆、9_1-轴孔、9_2-轴Ⅲ、10-锥齿轮Ⅱ、10_1-空心轴、11-轴Ⅰ、12-电机齿轮Ⅱ、13-上臂、14-固定装置Ⅰ、15-电机Ⅲ、16-轴Ⅱ、17-前臂、18-固定装置Ⅱ、19-电机齿轮Ⅲ、20-齿轮。
具体实施方式
实施例1:如图1-6所示,一种外骨骼康复训练机械手臂,包括电机Ⅰ1、电机Ⅱ2、支撑板3、轴承4、电机齿轮Ⅰ5、小齿轮6、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、肩部支撑杆9、锥齿轮Ⅱ10、轴Ⅰ11、电机齿轮Ⅱ12、上臂13、固定装置Ⅰ14、电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、前臂17、固定装置Ⅱ18、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20;其中电机Ⅰ1、电机Ⅱ2安装在支撑板3上,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2和锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1与支撑板3上的轴承孔连接处都使用轴承4连接,电机齿轮Ⅰ5、电机齿轮Ⅱ12分别与电机Ⅱ2、电机Ⅰ1连接,小齿轮6与肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2连接,且小齿轮6与电机齿轮Ⅱ12啮合,大齿轮7与锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1连接,且大齿轮7与电机齿轮Ⅰ5啮合,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2从锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1中间穿过,且可以相对转动,轴Ⅰ11与肩部支撑杆9的轴孔9_1配合,且可以自由转动,锥齿轮Ⅰ8和上臂13都与轴Ⅰ11固定连接,且锥齿轮Ⅰ8与锥齿轮Ⅱ10啮合,上臂13下端设有固定装置Ⅰ14,前臂17与轴Ⅱ16固定连接后与上臂13连接,电机Ⅲ15安装在上臂13下端,电机齿轮Ⅲ19安装在电机Ⅲ15上,电机齿轮Ⅲ19与轴Ⅱ16上的齿轮20啮合,前臂17下端设有固定装置Ⅱ18。
所述述固定装置Ⅰ14和固定装置Ⅱ18都可以根据手臂的大小进行调节,以固定手臂。
所述电机Ⅰ1、电机齿轮Ⅱ12、小齿轮6、肩部支撑杆9和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13前后摆动。
所述电机Ⅱ2、电机齿轮Ⅰ5、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、锥齿轮Ⅱ10和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13侧向摆动。
所述电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20组成的机构控制前臂17弯曲与伸展。
实施例2:如图1-6所示,一种外骨骼康复训练机械手臂,包括电机Ⅰ1、电机Ⅱ2、支撑板3、轴承4、电机齿轮Ⅰ5、小齿轮6、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、肩部支撑杆9、锥齿轮Ⅱ10、轴Ⅰ11、电机齿轮Ⅱ12、上臂13、固定装置Ⅰ14、电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、前臂17、固定装置Ⅱ18、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20;其中电机Ⅰ1、电机Ⅱ2安装在支撑板3上,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2和锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1与支撑板3上的轴承孔连接处都使用轴承4连接,电机齿轮Ⅰ5、电机齿轮Ⅱ12分别与电机Ⅱ2、电机Ⅰ1连接,小齿轮6与肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2连接,且小齿轮6与电机齿轮Ⅱ12啮合,大齿轮7与锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1连接,且大齿轮7与电机齿轮Ⅰ5啮合,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2从锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1中间穿过,且可以相对转动,轴Ⅰ11与肩部支撑杆9的轴孔9_1配合,且可以自由转动,锥齿轮Ⅰ8和上臂13都与轴Ⅰ11固定连接,且锥齿轮Ⅰ8与锥齿轮Ⅱ10啮合,上臂13下端设有固定装置Ⅰ14,前臂17与轴Ⅱ16固定连接后与上臂13连接,电机Ⅲ15安装在上臂13下端,电机齿轮Ⅲ19安装在电机Ⅲ15上,电机齿轮Ⅲ19与轴Ⅱ16上的齿轮20啮合,前臂17下端设有固定装置Ⅱ18。
所述电机Ⅰ1、电机齿轮Ⅱ12、小齿轮6、肩部支撑杆9和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13前后摆动。
所述电机Ⅱ2、电机齿轮Ⅰ5、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、锥齿轮Ⅱ10和轴Ⅰ11组成的机构控制上臂13侧向摆动。
所述电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20组成的机构控制前臂17弯曲与伸展。
实施例3:如图1-6所示,一种外骨骼康复训练机械手臂,包括电机Ⅰ1、电机Ⅱ2、支撑板3、轴承4、电机齿轮Ⅰ5、小齿轮6、大齿轮7、锥齿轮Ⅰ8、肩部支撑杆9、锥齿轮Ⅱ10、轴Ⅰ11、电机齿轮Ⅱ12、上臂13、固定装置Ⅰ14、电机Ⅲ15、轴Ⅱ16、前臂17、固定装置Ⅱ18、电机齿轮Ⅲ19、齿轮20;其中电机Ⅰ1、电机Ⅱ2安装在支撑板3上,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2和锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1与支撑板3上的轴承孔连接处都使用轴承4连接,电机齿轮Ⅰ5、电机齿轮Ⅱ12分别与电机Ⅱ2、电机Ⅰ1连接,小齿轮6与肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2连接,且小齿轮6与电机齿轮Ⅱ12啮合,大齿轮7与锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1连接,且大齿轮7与电机齿轮Ⅰ5啮合,肩部支撑杆9的轴Ⅲ9_2从锥齿轮Ⅱ10的空心轴10_1中间穿过,且可以相对转动,轴Ⅰ11与肩部支撑杆9的轴孔9_1配合,且可以自由转动,锥齿轮Ⅰ8和上臂13都与轴Ⅰ11固定连接,且锥齿轮Ⅰ8与锥齿轮Ⅱ10啮合,上臂13下端设有固定装置Ⅰ14,前臂17与轴Ⅱ16固定连接后与上臂13连接,电机Ⅲ15安装在上臂13下端,电机齿轮Ⅲ19安装在电机Ⅲ15上,电机齿轮Ⅲ19与轴Ⅱ16上的齿轮20啮合,前臂17下端设有固定装置Ⅱ18。
上面结合附图对本发明的具体实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。
Claims (5)
1.一种外骨骼康复训练机械手臂,其特征在于:包括电机Ⅰ(1)、电机Ⅱ(2)、支撑板(3)、轴承(4)、电机齿轮Ⅰ(5)、小齿轮(6)、大齿轮(7)、锥齿轮Ⅰ(8)、肩部支撑杆(9)、锥齿轮Ⅱ(10)、轴Ⅰ(11)、电机齿轮Ⅱ(12)、上臂(13)、固定装置Ⅰ(14)、电机Ⅲ(15)、轴Ⅱ(16)、前臂(17)、固定装置Ⅱ(18)、电机齿轮Ⅲ(19)、齿轮(20);其中电机Ⅰ(1)、电机Ⅱ(2)安装在支撑板(3)上,肩部支撑杆(9)的轴Ⅲ(9_2)和锥齿轮Ⅱ(10)的空心轴(10_1)与支撑板(3)上的轴承孔连接处都使用轴承(4)连接,电机齿轮Ⅰ(5)、电机齿轮Ⅱ(12)分别与电机Ⅱ(2)、电机Ⅰ(1)连接,小齿轮(6)与肩部支撑杆(9)的轴Ⅲ(9_2)连接,且小齿轮(6)与电机齿轮Ⅱ(12)啮合,大齿轮(7)与锥齿轮Ⅱ(10)的空心轴(10_1)连接,且大齿轮(7)与电机齿轮Ⅰ(5)啮合,肩部支撑杆(9)的轴Ⅲ(9_2)从锥齿轮Ⅱ(10)的空心轴(10_1)中间穿过,且可以相对转动,轴Ⅰ(11)与肩部支撑杆(9)的轴孔(9_1)配合,且可以自由转动,锥齿轮Ⅰ(8)和上臂(13)都与轴Ⅰ(11)固定连接,且锥齿轮Ⅰ(8)与锥齿轮Ⅱ(10)啮合,上臂(13)下端设有固定装置Ⅰ(14),前臂(17)与轴Ⅱ(16)固定连接后与上臂(13)连接,电机Ⅲ(15)安装在上臂(13)下端,电机齿轮Ⅲ(19)安装在电机Ⅲ(15)上,电机齿轮Ⅲ(19)与轴Ⅱ(16)上的齿轮(20)啮合,前臂(17)下端设有固定装置Ⅱ(18)。
2.根据权利要求1所述的外骨骼康复训练机械手臂,其特征在于:所述述固定装置Ⅰ(14)和固定装置Ⅱ(18)都可以根据手臂的大小进行调节,以固定手臂。
3.根据权利要求1或2所述的外骨骼康复训练机械手臂,其特征在于:所述电机Ⅰ(1)、电机齿轮Ⅱ(12)、小齿轮(6)、肩部支撑杆(9)和轴Ⅰ(11)组成的机构控制上臂(13)前后摆动。
4.根据权利要求1或2所述的外骨骼康复训练机械手臂,其特征在于:所述电机Ⅱ(2)、电机齿轮Ⅰ(5)、大齿轮(7)、锥齿轮Ⅰ(8)、锥齿轮Ⅱ(10)和轴Ⅰ(11)组成的机构控制上臂(13)侧向摆动。
5.根据权利要求1或2所述的外骨骼康复训练机械手臂,其特征在于:所述电机Ⅲ(15)、轴Ⅱ(16)、电机齿轮Ⅲ(19)、齿轮(20)组成的机构控制前臂(17)弯曲与伸展。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
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CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170412 |