本發(fā)明涉及醫(yī)療和并聯(lián)機(jī)構(gòu)，尤其涉及上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人。

背景技術(shù)：

1、在醫(yī)療領(lǐng)域，人體上肢或下肢偏癱、外傷等運(yùn)動(dòng)功能障礙患者，通過(guò)自我康復(fù)時(shí)間比較長(zhǎng)，且康復(fù)效果慢。康復(fù)機(jī)器人以其自動(dòng)化、精準(zhǔn)化以及智能化的特點(diǎn)開(kāi)始逐漸替代傳統(tǒng)的人工物理治療。

2、目前市面上的康復(fù)機(jī)器人，大多為只針對(duì)上肢或者下肢的單自由度康復(fù)訓(xùn)練，其應(yīng)用范圍僅限于局部關(guān)節(jié)的康復(fù)，不能兼顧多關(guān)節(jié)訓(xùn)練，運(yùn)動(dòng)范圍受限，訓(xùn)練動(dòng)作幅度小，無(wú)法實(shí)現(xiàn)四肢各個(gè)關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)功能單一，訓(xùn)練效果不佳；且大部分康復(fù)機(jī)器人仍有部分零連暴露在外，使用過(guò)程中的安全性無(wú)法保障。若想對(duì)不同肢體障礙患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，醫(yī)療機(jī)構(gòu)不得不購(gòu)入多臺(tái)康復(fù)設(shè)備，且想實(shí)現(xiàn)上肢與下肢的同時(shí)恢復(fù)就不得不頻繁更換機(jī)器，成本昂貴，對(duì)四肢運(yùn)動(dòng)能力都有所減弱的老年人非常不方便。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，解決了現(xiàn)有康復(fù)機(jī)器人功能單一，只能針對(duì)上肢或者下肢，不能兼顧多關(guān)節(jié)訓(xùn)練的問(wèn)題。

2、本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，包括座椅，座椅底部設(shè)置底板，底板四周設(shè)置萬(wàn)向輪；座椅包括坐板，坐板下方固定椅腿，椅腿固定在底板上，坐板上方固定靠背；靠背后方設(shè)置肩高調(diào)節(jié)裝置，肩高調(diào)節(jié)裝置頂部設(shè)置肩部支架，肩部支架兩端設(shè)置上肢康復(fù)裝置，坐板兩側(cè)連接下肢康復(fù)裝置，下肢康復(fù)裝置固定安裝在座椅上。

3、本發(fā)明的特征還在于：

4、肩高調(diào)節(jié)裝置包括空心箱體，空心箱體固定在底板上，空心箱體內(nèi)設(shè)置支撐板，支撐板上固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出軸豎直向上傳動(dòng)連接絲杠，絲杠端部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在空心箱體內(nèi)，絲杠上套設(shè)絲杠螺母，絲杠螺母上固定升降板，升降板伸出空心箱體頂部，升降板頂部連接肩部支架，肩部支架呈半圓弧形。

5、上肢康復(fù)裝置包括兩個(gè)大臂外殼，每個(gè)大臂外殼設(shè)置在肩部支架半圓弧形端部下方，大臂外殼內(nèi)固定設(shè)置大臂調(diào)節(jié)電缸，大臂外殼套接大臂伸長(zhǎng)外殼，大臂外殼內(nèi)壁沿軸向開(kāi)設(shè)滑槽，大臂伸長(zhǎng)外殼沿軸向開(kāi)設(shè)凸起，凸起卡接滑槽，并沿著滑槽移動(dòng)；大臂調(diào)節(jié)電缸的調(diào)節(jié)端固定連接大臂伸長(zhǎng)外殼；

6、大臂伸長(zhǎng)外殼端部為圓柱體，圓柱體的軸向與大臂外殼軸向相垂直，大臂伸長(zhǎng)外殼端部的圓柱體軸向固定肘關(guān)節(jié)電機(jī)支座，肘關(guān)節(jié)電機(jī)支座上安裝肘關(guān)節(jié)電機(jī)，肘關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸通過(guò)鍵連接連接板，連接板為一體彎折成直角型的板體，連接板上垂直設(shè)置肘關(guān)節(jié)連接桿，圓柱體圍繞曲面外壁開(kāi)設(shè)通槽，肘關(guān)節(jié)連接桿伸出通槽，肘關(guān)節(jié)電機(jī)支座上設(shè)置肘關(guān)節(jié)扭矩傳感器；

7、肘關(guān)節(jié)連接桿伸入連接小臂外殼，小臂外殼內(nèi)固定設(shè)置小臂調(diào)節(jié)電缸，小臂外殼套接小臂伸長(zhǎng)外殼，小臂外殼內(nèi)壁沿軸向開(kāi)設(shè)滑槽，小臂伸長(zhǎng)外殼沿軸向開(kāi)設(shè)凸起，凸起卡接滑槽，并沿著滑槽移動(dòng)；小臂調(diào)節(jié)電缸的調(diào)節(jié)端固定連接小臂伸長(zhǎng)外殼。

8、大臂外殼內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸a，旋轉(zhuǎn)軸a伸出大臂外殼頂部連接肩部支架，旋轉(zhuǎn)軸a伸出部分套接肩關(guān)節(jié)套筒，旋轉(zhuǎn)軸a上固定套接肩關(guān)節(jié)大齒輪，旋轉(zhuǎn)軸a上轉(zhuǎn)動(dòng)套接肩關(guān)節(jié)固定支架，關(guān)節(jié)固定支架端部連接大臂外殼內(nèi)壁，肩關(guān)節(jié)固定支架上豎直設(shè)置肩關(guān)節(jié)電機(jī)，肩關(guān)節(jié)電機(jī)的輸出軸上通過(guò)緊定螺釘套接肩關(guān)節(jié)小齒輪，旋轉(zhuǎn)軸a上通過(guò)鍵連接肩關(guān)節(jié)大齒輪，肩關(guān)節(jié)小齒輪嚙合連接肩關(guān)節(jié)大齒輪，旋轉(zhuǎn)軸a上通過(guò)螺釘固定肩關(guān)節(jié)扭矩傳感器。

9、小臂外殼內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸b，旋轉(zhuǎn)軸b伸出小臂外殼上頂部連接肘關(guān)節(jié)連接桿，旋轉(zhuǎn)軸b上固定套接小臂旋前旋后大齒輪，旋轉(zhuǎn)軸b上轉(zhuǎn)動(dòng)套接小臂固定支架，小臂固定支架端部連接小臂外殼內(nèi)壁，小臂固定支架上安裝小臂旋前旋后電機(jī)，小臂旋前旋后電機(jī)的輸出軸上通過(guò)緊定螺釘套接小臂旋前旋后小齒輪，旋轉(zhuǎn)軸b上通過(guò)鍵連接小臂旋前旋后大齒輪，小臂旋前旋后小齒輪嚙合連接小臂旋前旋后大齒輪，小臂固定支架上通過(guò)螺釘固定小臂旋前旋后扭矩傳感器，小臂旋前旋后扭矩傳感器的檢測(cè)端通過(guò)鍵與小臂旋前旋后大齒輪相連。

10、小臂伸長(zhǎng)外殼底部固定腕關(guān)節(jié)連接支架，腕關(guān)節(jié)連接支架上設(shè)置腕關(guān)節(jié)電機(jī)，腕關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸連接手柄連接件，手柄連接件上設(shè)置手柄，手柄軸向與輸出軸延伸方向相垂直，腕關(guān)節(jié)連接支架上固定腕關(guān)節(jié)扭矩傳感器。

11、下肢康復(fù)裝置包括大腿外殼，大腿外殼底部套接大腿伸長(zhǎng)外殼，大腿外殼內(nèi)部設(shè)置大腿調(diào)節(jié)電缸，大腿調(diào)節(jié)電缸連接大腿伸長(zhǎng)外殼，大腿伸長(zhǎng)外殼連接小腿外殼，小腿外殼上套接小腿伸長(zhǎng)外殼，小腿外殼內(nèi)設(shè)置小腿調(diào)節(jié)電缸，小腿調(diào)節(jié)電缸連接小腿伸長(zhǎng)外殼，小腿調(diào)節(jié)電缸調(diào)節(jié)端固定在小腿伸長(zhǎng)外殼上。

12、大腿外殼內(nèi)部設(shè)置髖關(guān)節(jié)連接支架，髖關(guān)節(jié)連接支架上設(shè)置髖關(guān)節(jié)電機(jī)，髖關(guān)節(jié)連接支架上固定髖關(guān)節(jié)扭矩傳感器，座椅固定通過(guò)螺紋連接髖關(guān)節(jié)套筒，髖關(guān)節(jié)套筒連接髖關(guān)節(jié)電機(jī)，髖關(guān)節(jié)電機(jī)輸出軸套接髖關(guān)節(jié)連接支架，髖關(guān)節(jié)扭矩傳感器的檢測(cè)端與髖關(guān)節(jié)套筒固定；大腿伸長(zhǎng)外殼內(nèi)設(shè)置膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座，膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座上設(shè)置膝關(guān)節(jié)電機(jī)，膝關(guān)節(jié)電機(jī)通過(guò)鍵連接膝關(guān)節(jié)連接桿，膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座上安裝膝關(guān)節(jié)扭矩傳感器，膝關(guān)節(jié)扭矩傳感器檢測(cè)端安裝在膝關(guān)節(jié)連接桿上。

13、小腿外殼內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸c，旋轉(zhuǎn)軸c伸出小腿外殼頂部連接膝關(guān)節(jié)連接桿，旋轉(zhuǎn)軸c伸出部分套接小腿套筒。旋轉(zhuǎn)軸c固定套接足部旋前旋后大齒輪，旋轉(zhuǎn)軸c轉(zhuǎn)動(dòng)套接小腿固定支架，小腿固定支架端部連接小腿外殼內(nèi)壁；小腿固定支架上設(shè)置足部旋前旋后電機(jī)，足部旋前旋后電機(jī)的輸出軸上套接足部旋前旋后小齒輪，旋轉(zhuǎn)軸c上通過(guò)鍵連接足部旋前旋后大齒輪，足部旋前旋后小齒輪嚙合連接足部旋前旋后大齒輪，小腿固定支架上固定足部旋前旋后扭矩傳感器，扭矩傳感器檢測(cè)端通過(guò)鍵連接與足部旋前旋后大齒輪相連。

14、小腿伸長(zhǎng)外殼內(nèi)設(shè)置踝關(guān)節(jié)連接支架，踝關(guān)節(jié)連接支架上設(shè)置踝關(guān)節(jié)電機(jī)，踝關(guān)節(jié)連接支架上設(shè)置踝關(guān)節(jié)扭矩傳感器，踝關(guān)節(jié)電機(jī)上設(shè)置踏板。

15、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，通過(guò)設(shè)置在座椅上的上肢康復(fù)裝置、下肢康復(fù)裝置，實(shí)現(xiàn)機(jī)器輔助人體進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的功能，機(jī)器人通過(guò)采集各關(guān)節(jié)處的傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分析并反饋，調(diào)節(jié)控制結(jié)合人體四肢結(jié)構(gòu)與人體運(yùn)動(dòng)學(xué)參數(shù)，幫助用戶更安全、更高效、更舒適地進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練。本發(fā)明上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)對(duì)肢體功能障礙者的四肢多部位康復(fù)治療。

技術(shù)特征：

1.上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，包括座椅(1)，座椅(1)底部設(shè)置底板，底板四周設(shè)置萬(wàn)向輪；座椅(1)包括坐板，坐板下方固定椅腿，椅腿固定在底板上，坐板上方固定靠背；靠背后方設(shè)置肩高調(diào)節(jié)裝置(2)，肩高調(diào)節(jié)裝置(2)頂部設(shè)置肩部支架(3)，肩部支架(3)兩端設(shè)置上肢康復(fù)裝置(4)，坐板兩側(cè)連接下肢康復(fù)裝置(5)，下肢康復(fù)裝置(5)固定安裝在座椅(1)上。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述肩高調(diào)節(jié)裝置(2)包括空心箱體，空心箱體固定在底板上，空心箱體內(nèi)設(shè)置支撐板(6)，支撐板(6)上固定驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)(7)輸出軸豎直向上傳動(dòng)連接絲杠，絲杠端部轉(zhuǎn)動(dòng)安裝在空心箱體內(nèi)，絲杠上套設(shè)絲杠螺母(8)，絲杠螺母(8)上固定升降板(9)，升降板(9)伸出空心箱體頂部，升降板(9)頂部連接肩部支架(3)，肩部支架(3)呈半圓弧形。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述上肢康復(fù)裝置(4)包括兩個(gè)大臂外殼(12)，每個(gè)大臂外殼(12)設(shè)置在肩部支架(3)半圓弧形端部下方，大臂外殼(12)內(nèi)固定設(shè)置大臂調(diào)節(jié)電缸(11)，大臂外殼(12)套接大臂伸長(zhǎng)外殼(10)，大臂外殼(12)內(nèi)壁沿軸向開(kāi)設(shè)滑槽，大臂伸長(zhǎng)外殼(10)沿軸向開(kāi)設(shè)凸起，凸起卡接滑槽，并沿著滑槽移動(dòng)；大臂調(diào)節(jié)電缸(11)的調(diào)節(jié)端固定連接大臂伸長(zhǎng)外殼(10)；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述大臂外殼(12)內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸a，旋轉(zhuǎn)軸a伸出大臂外殼(12)頂部連接肩部支架(3)，旋轉(zhuǎn)軸a伸出部分套接肩關(guān)節(jié)套筒(21)，旋轉(zhuǎn)軸a上固定套接肩關(guān)節(jié)大齒輪(22)，旋轉(zhuǎn)軸a上轉(zhuǎn)動(dòng)套接肩關(guān)節(jié)固定支架(24)，關(guān)節(jié)固定支架(24)端部連接大臂外殼(12)內(nèi)壁，肩關(guān)節(jié)固定支架(24)上豎直設(shè)置肩關(guān)節(jié)電機(jī)(25)，肩關(guān)節(jié)電機(jī)(25)的輸出軸上通過(guò)緊定螺釘套接肩關(guān)節(jié)小齒輪(23)，旋轉(zhuǎn)軸a上通過(guò)鍵連接肩關(guān)節(jié)大齒輪(22)，肩關(guān)節(jié)小齒輪(23)嚙合連接肩關(guān)節(jié)大齒輪(22)，旋轉(zhuǎn)軸a上通過(guò)螺釘固定肩關(guān)節(jié)扭矩傳感器(20)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述小臂外殼(13)內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸b，旋轉(zhuǎn)軸b伸出小臂外殼(13)上頂部連接肘關(guān)節(jié)連接桿(16)，旋轉(zhuǎn)軸b上固定套接小臂旋前旋后大齒輪(30)，旋轉(zhuǎn)軸b上轉(zhuǎn)動(dòng)套接小臂固定支架(26)，小臂固定支架(26)端部連接小臂外殼(13)內(nèi)壁，小臂固定支架(26)上安裝小臂旋前旋后電機(jī)(27)，小臂旋前旋后電機(jī)(27)的輸出軸上通過(guò)緊定螺釘套接小臂旋前旋后小齒輪(28)，旋轉(zhuǎn)軸b上通過(guò)鍵連接小臂旋前旋后大齒輪(30)，小臂旋前旋后小齒輪(28)嚙合連接小臂旋前旋后大齒輪(30)，小臂固定支架(26)上通過(guò)螺釘固定小臂旋前旋后扭矩傳感器(29)，小臂旋前旋后扭矩傳感器(29)的檢測(cè)端通過(guò)鍵與小臂旋前旋后大齒輪(30)相連。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述小臂伸長(zhǎng)外殼(15)底部固定腕關(guān)節(jié)連接支架(32)，腕關(guān)節(jié)連接支架(32)上設(shè)置腕關(guān)節(jié)電機(jī)(31)，腕關(guān)節(jié)電機(jī)(31)輸出軸連接手柄連接件(33)，手柄連接件(33)上設(shè)置手柄(34)，手柄(34)軸向與輸出軸延伸方向相垂直，腕關(guān)節(jié)連接支架(32)上固定腕關(guān)節(jié)扭矩傳感器(35)。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述下肢康復(fù)裝置包括大腿外殼(36)，大腿外殼(36)底部套接大腿伸長(zhǎng)外殼(37)，大腿外殼(36)內(nèi)部設(shè)置大腿調(diào)節(jié)電缸(38)，大腿調(diào)節(jié)電缸(38)連接大腿伸長(zhǎng)外殼(37)，大腿伸長(zhǎng)外殼(37)連接小腿外殼(39)，小腿外殼(39)上套接小腿伸長(zhǎng)外殼(41)，小腿外殼(39)內(nèi)設(shè)置小腿調(diào)節(jié)電缸(40)，小腿調(diào)節(jié)電缸(40)連接小腿伸長(zhǎng)外殼(41)，小腿調(diào)節(jié)電缸(40)調(diào)節(jié)端固定在小腿伸長(zhǎng)外殼(41)上。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述大腿外殼(36)內(nèi)部設(shè)置髖關(guān)節(jié)連接支架(43)，髖關(guān)節(jié)連接支架(43)上設(shè)置髖關(guān)節(jié)電機(jī)(42)，髖關(guān)節(jié)連接支架上(43)固定髖關(guān)節(jié)扭矩傳感器(45)，座椅固定通過(guò)螺紋連接髖關(guān)節(jié)套筒(44)，髖關(guān)節(jié)套筒(44)連接髖關(guān)節(jié)電機(jī)(42)，髖關(guān)節(jié)電機(jī)(42)輸出軸套接髖關(guān)節(jié)連接支架(43)，髖關(guān)節(jié)扭矩傳感器(45)的檢測(cè)端與髖關(guān)節(jié)套筒(44)固定；大腿伸長(zhǎng)外殼(37)內(nèi)設(shè)置膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座(47)，膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座(47)上設(shè)置膝關(guān)節(jié)電機(jī)(46)，膝關(guān)節(jié)電機(jī)(46)通過(guò)鍵連接膝關(guān)節(jié)連接桿(48)，膝關(guān)節(jié)電機(jī)支座(47)上安裝膝關(guān)節(jié)扭矩傳感器(49)，膝關(guān)節(jié)扭矩傳感器(49)檢測(cè)端安裝在膝關(guān)節(jié)連接桿(48)上。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述小腿外殼(39)內(nèi)部軸心固定旋轉(zhuǎn)軸c，旋轉(zhuǎn)軸c伸出小腿外殼(39)頂部連接膝關(guān)節(jié)連接桿(48)，旋轉(zhuǎn)軸c伸出部分套接小腿套筒(54)；旋轉(zhuǎn)軸c固定套接足部旋前旋后大齒輪(53)，旋轉(zhuǎn)軸c轉(zhuǎn)動(dòng)套接小腿固定支架(51)，小腿固定支架(51)端部連接小腿外殼(39)內(nèi)壁；小腿固定支架(51)上設(shè)置足部旋前旋后電機(jī)(50)，足部旋前旋后電機(jī)(50)的輸出軸上套接足部旋前旋后小齒輪(52)，旋轉(zhuǎn)軸c上通過(guò)鍵連接足部旋前旋后大齒輪(53)，足部旋前旋后小齒輪(52)嚙合連接足部旋前旋后大齒輪(53)，小腿固定支架(51)上固定足部旋前旋后扭矩傳感器(55)，扭矩傳感器(55)檢測(cè)端通過(guò)鍵連接與足部旋前旋后大齒輪(53)相連。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，其特征在于，所述小腿伸長(zhǎng)外殼(41)內(nèi)設(shè)置踝關(guān)節(jié)連接支架(56)，踝關(guān)節(jié)連接支架(56)上設(shè)置踝關(guān)節(jié)電機(jī)(57)，踝關(guān)節(jié)連接支架(56)上設(shè)置踝關(guān)節(jié)扭矩傳感器(58)，踝關(guān)節(jié)電機(jī)(57)上設(shè)置踏板(59)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)上下肢全方位多功能康復(fù)機(jī)器人，包括座椅，座椅底部設(shè)置底板，底板四周設(shè)置萬(wàn)向輪；座椅包括坐板，坐板下方固定椅腿，椅腿固定在底板上，坐板上方固定靠背；靠背后方設(shè)置肩高調(diào)節(jié)裝置，肩高調(diào)節(jié)裝置頂部設(shè)置肩部支架，肩部支架兩端設(shè)置上肢康復(fù)裝置，坐板兩側(cè)連接下肢康復(fù)裝置，下肢康復(fù)裝置固定安裝在座椅上。本發(fā)明解決了現(xiàn)有康復(fù)機(jī)器人功能單一，只能針對(duì)上肢或者下肢，不能兼顧多關(guān)節(jié)訓(xùn)練的問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：魏鋒濤,蘇凱進(jìn),王斌祺,劉霞
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安理工大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19