CN112274377A - 一种康复机器人手臂旋转平台模块 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种康复机器人手臂旋转平台模块,包括旋转平台驱动电机、旋转平台、旋转平台盖板、安装柱、旋转平台底板;所述旋转平台驱动电机以及所述旋转平台安装在所述旋转平台底板上,所述旋转平台驱动电机的输出端连接所述旋转平台,用以驱动所述旋转平台旋转;第一螺钉通过推力球轴承压紧所述旋转平台盖板,所述第一螺钉穿过所述旋转平台中间设置的空心部;所述旋转平台底板上设置两个机械限位块。本发明经过合理地设计,通过旋转平台模块改变立柱所连接康复机器人手臂的位置,且运动时不易与患者头部发生干涉。本设计降低了机器人的制造成本,降低了该模块机构复杂度,适应性广,有较强的实用性,利于推广使用。

Description

一种康复机器人手臂旋转平台模块
技术领域
本发明涉及医疗康复器械技术领域,特别是涉及一种康复机器人手臂旋转平台模块。
背景技术
传统康复治疗方式通常由医院康复治疗师辅助患者进行康复训练。这种方式存在的局限性主要有以下几点:
①面对大量需要康复的患者,大型医院康复中心通常人满为患,康复治疗师数量难以满足实际需求。
②辅助患者进行康复训练的过程中,康复治疗师体力消耗大,工作强度大。
③康复治疗师一对一辅助患者进行康复训练往往效率低下,同时占用过多的医疗资源。
④人工辅助患者康复训练的过程中,理疗师难以精确控制训练参数。
⑤康复治疗师依据其自身经验和业务水平辅助患者进行康复训练,导致康复训练的疗效将存在一定差异。
随着科技的不断进步,康复机器人逐渐走进康复医疗市场。相比于传统康复训练方法,康复机器人辅助患者进行康复训练具有以下优势:
①康复机器人可以长时间工作,不受康复治疗师自身体能限制,能够辅助大量患者进行康复训练,将康复治疗师从繁重的体力劳动中解放出来。
②一位康复治疗师可以控制多个康复机器人辅助不同患者进行康复训练,让康复治疗师有更多时间和精力为患者提供高质量服务,有利于优化医疗资源。
③康复机器人可以辅助患者实现较为精准的康复训练,更好地满足患者的康复需求。
④相对于康复治疗师的人力成本而言,推广使用康复机器人,有利于降低康复医疗成本。
⑤康复机器人可以量化康复过程,有利于康复评定。
综上所述,设计研发康复机器人,有利于辅助患者进行康复训练,同时优化医疗资源配置,降低康复成本,对我国健康产业的发展具有重要意义。
现有的上肢康复医疗设备在功能实现上一般可分为两大类。一类为外骨骼穿戴式,此类***一般采用穿戴式机械结构,与患肢之间多点接触,由于需要与患肢紧密接触,因此对***安全性要求太高,不易实现,而且其机械结构设计和控制策略都比较复杂,不便于生产也不便于家庭和医院使用,因其关节驱动过多,机械结构自重比较大,惯性较大,也不能根据所需随时改变速度。另一类为末端牵引式,即上肢康复设备的末端牵引机构与患者手臂某一部分相连接,由末端牵引机构运动带动患肢进行康复训练。
而末端牵引式的康复设备通常具有旋转平台。如申请号CN201910392311.X的发明专利公开的一种多关节上肢康复训练器,包括底座、伸缩立柱、横向旋转平台、第一支臂、第二支臂、第一角度传感器和第二角度传感器,该发明专利针对患者整个上肢多关节训练,也可以针对腕关节或肘关节进行单关节训练。该旋转平台仅仅是普通的旋转平台,无法改变手臂位置,同时其采用悬挂式,旋转平台容易与患者头部发生干涉,影响康复的进行。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术存在的不足,提供一种康复机器人手臂旋转平台模块。
为了解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:包括旋转平台驱动电机、旋转平台、旋转平台盖板、安装柱、旋转平台底板;所述旋转平台驱动电机以及所述旋转平台安装在所述旋转平台底板上,所述旋转平台驱动电机的输出端连接所述旋转平台,用以驱动所述旋转平台旋转,所述旋转平台盖板安装于所述旋转平台上方,所述安装柱安装在所述旋转平台盖板上;
第一螺钉通过推力球轴承压紧所述旋转平台盖板,所述第一螺钉穿过所述旋转平台中间设置的空心部,底部拧入所述旋转平台底板对应设置的螺纹孔中;
所述旋转平台底板上设置两个机械限位块,分别实现肩关节旋内与旋外康复训练机械限位。
作为优选的技术方案,所述旋转平台盖板通过第二螺钉与所述旋转平台的输出面固定,所述旋转平台底部与旋转平台底板固定,所述安装立柱绕所述旋转平台中心轴线转动时的回转半径大于所述旋转平台输出面的最大半径。
作为优选的技术方案,所述安装立柱采用铝合金型材制造而成。
作为优选的技术方案,所述旋转平台底板下方铰接若干万向轮。
作为优选的技术方案,所述万向轮设置为4个,分别安装在所述旋转平台底板下方的四角处。
作为优选的技术方案,所述两个机械限位块,分别安装在所述旋转平台盖板的两侧,用以限制所述旋转平台辅助患者进行肩关节旋内训练时最大旋内角度至45°、最大旋外角度至90°。
作为优选的技术方案,所述安装立柱内部中空。
作为优选的技术方案,所述第二螺钉为内六角螺钉。
作为优选的技术方案,所述安装立柱垂直地支撑在所述旋转平台盖板上。
有益效果在于:本发明经过合理地设计,通过旋转平台模块改变立柱所连接康复机器人手臂的位置,且运动时不易与患者头部发生干涉。本设计降低了机器人的制造成本,避免了悬吊式改变康复机器人手臂工作时易与患者头部发生干涉的情况出现,适应性广,有较强的实用性,利于推广使用。
本发明中的旋转平台模块不仅能够承受机械臂重量,改变康复机器人手臂位置,还可以辅助患者肩关节实现旋内/旋外康复训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为本发明实施例中的一种康复机器人手臂旋转平台模块的立体图;
图2为本发明实施例中的一种康复机器人手臂旋转平台模块带凳子的立体示意图;
图3为本发明实施例中的一种康复机器人手臂旋转平台模块的零位状态示意图;
图4为本发明实施例中的一种康复机器人手臂旋转平台模块的肩关节旋内45°限位示意图;
图5为本发明实施例中的一种康复机器人手臂旋转平台模块的肩关节旋外90°限位示意图。
图中,1-脚轮;2-旋转平台驱动电机;3-旋转平台;4-肩关节旋内45°限位块;5-旋转平台底板;6-肩关节旋外90°限位块;7-旋转平台盖板;8-螺钉;9-推力球轴承;10-内六角螺钉;11-安装立柱。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等,如果该特定姿态发生改变时,则该方向性指示也相应地随之改变。
另外,在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
现在结合说明书附图对本发明做进一步的说明。
旋转平台模块不仅要承受机械臂重量,还需辅助患者肩关节实现旋内/旋外康复训练。旋转平台位于机器人底部,需具有足够的重量,以避免机器人整体倾覆。旋转平台体积不能过大,以避免与患者足部发生干涉。
本发明实施例,是一种康复机器人手臂旋转平台模块,请参考图1所示,由于驱动机器人手臂辅助患者实现肩关节旋内/旋外自由度机构的实际回转半径大于旋转平台最大半径,故本设计中将机械臂与安装立柱11相连,安装立柱11支撑在旋转平台盖板7上,旋转平台盖板7通过内六角螺钉10与旋转平台3输出面固定,旋转平台底部与旋转平台底板5固定。这种设计可以使得安装立柱11绕旋转平台中心轴线转动时回转半径大于旋转平台3输出面的最大半径。
为了防止载荷引起的旋转平台盖板7的倾覆,使用螺钉8通过推力球轴承9压紧旋转平台盖板7,螺钉8穿过旋转平台3中间空心部分,底部拧入旋转平台底板5对应螺纹孔中。
请继续参考图2所示,本发明实施例中支撑机械臂的安装安装立柱11选用米思米60-60铝合金型材,该型材采用中空结构设计,重量较轻,整体强度高,价格较为经济实惠。旋转平台底板下配置了脚轮1以方便实际使用。在旋转平台的上方还可以设置一个特制凳子,用以提高患者治疗过程中的舒适度。
关于脚轮1,可以是万向轮,除了安装万向轮之外,也可以安装麦克纳姆轮。麦克纳姆轮的特点在于是一种全方位轮,可以灵活方便的实现全方位移动。
为了充分保障患者使用过程中的安全性,设置机械限位块4和6,分别实现肩关节旋内45°与旋外90°康复训练机械限位,确保患者使用安全。俯视状态下转台不同位置如图3~5所示,分别表示的是零位状态、肩关节旋内45°限位点以及肩关节旋外90°限位点;图中的大方框所示区域为人体在特制凳子上自然坐立区域,小方框所示区域为俯视状态下铝合金型材安装位置。
以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:包括旋转平台驱动电机、旋转平台、旋转平台盖板、安装柱、旋转平台底板;所述旋转平台驱动电机以及所述旋转平台安装在所述旋转平台底板上,所述旋转平台驱动电机的输出端连接所述旋转平台,用以驱动所述旋转平台旋转,所述旋转平台盖板安装于所述旋转平台上方,所述安装柱安装在所述旋转平台盖板上;
第一螺钉通过推力球轴承压紧所述旋转平台盖板,所述第一螺钉穿过所述旋转平台中间设置的空心部,底部拧入所述旋转平台底板对应设置的螺纹孔中;
所述旋转平台底板上设置两个机械限位块,分别实现肩关节旋内与旋外康复训练机械限位。
2.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述旋转平台盖板通过第二螺钉与所述旋转平台的输出面固定,所述旋转平台底部与旋转平台底板固定,所述安装立柱绕所述旋转平台中心轴线转动时的回转半径大于所述旋转平台输出面的最大半径。
3.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述安装立柱采用铝合金型材制造而成。
4.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述旋转平台底板下方安装若干万向轮。
5.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述万向轮设置为4个,分别安装在所述旋转平台底板下方的四角处。
6.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述两个机械限位块,分别安装在所述旋转平台盖板的两侧,用以限制所述旋转平台辅助患者进行肩关节旋内/旋外康复运动时,肩关节旋内最大角度至45°、肩关节旋外最大角度至90°。
7.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述安装立柱内部中空。
8.根据权利要求2所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述第二螺钉为内六角螺钉。
9.根据权利要求1所述的一种康复机器人手臂旋转平台模块,其特征在于:所述安装立柱垂直地支撑在所述旋转平台盖板上。
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