一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，包括肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、肩部連接組件、第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接在肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上，肩部連接組件可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與肩部連接組件固定連接，腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)與第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接。本實(shí)用新型可以根據(jù)不同患者的患肢尺寸和具體使用情況，自適應(yīng)地做出調(diào)整，人體與機(jī)構(gòu)之間可以協(xié)調(diào)配合，人體舒適度和安全系數(shù)都得到了極大的提高，各運(yùn)動(dòng)柔順傳遞、協(xié)調(diào)配合，使得所述基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置可以完成多種復(fù)雜的主被動(dòng)訓(xùn)練動(dòng)作。
【專利說明】一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于康復(fù)醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置。

【背景技術(shù)】
[0002]在科技高速發(fā)展，人民生活水平普遍提高的今天，仍然有部分群體，因?yàn)槠渲w運(yùn)動(dòng)功能障礙等方面的問題，導(dǎo)致其身心備受折磨。導(dǎo)致人體肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙的原因有很多，如工業(yè)生產(chǎn)事故、交通事故等意外，中風(fēng)、偏癱等疾病，以及人體衰老所帶來的行動(dòng)不便和行動(dòng)遲緩，這些肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者大多生活無法自理，對(duì)于患者的身心健康造成了沉重的打擊，對(duì)社會(huì)發(fā)展也造成了極大的影響和負(fù)擔(dān)。在這種背景下，康復(fù)裝置的研制和生產(chǎn)便應(yīng)運(yùn)而生，并且成為醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的一個(gè)重要分支。
[0003]目前，康復(fù)機(jī)器人已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到假肢、康復(fù)護(hù)理以及康復(fù)治療等方面，這不僅促進(jìn)了康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，也帶動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域的新技術(shù)和新理論的發(fā)展。上肢是人體的重要組成部分之一，與胸部和頸部相接，包括肩、臂、肘、前臂和手，由肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)以及腕關(guān)節(jié)控制整個(gè)上肢的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)，人類日常生活中的大部分需求都需要通過上肢的動(dòng)作來實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)上肢康復(fù)裝置的研制和生產(chǎn)顯得尤為重要。
[0004]本實(shí)用新型設(shè)計(jì)的是一類外骨骼式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，與現(xiàn)有的末端引導(dǎo)式上肢康復(fù)機(jī)器人所不同，本實(shí)用新型所涉及的康復(fù)訓(xùn)練裝置綁縛在患肢上，通過桿系的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)來輔助患肢作康復(fù)訓(xùn)練動(dòng)作，相對(duì)于末端引導(dǎo)式機(jī)器人，外骨骼式機(jī)器人機(jī)構(gòu)比較靈活巧妙，占地空間小，順應(yīng)性較好，解決了末端引導(dǎo)式機(jī)器人存在的外型龐大，不能穿戴，需要專門的空間場(chǎng)地，不適合家庭使用等問題。
[0005]作為和人體直接接觸的外骨骼式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，需要考慮人體上肢的生理結(jié)構(gòu)及其運(yùn)動(dòng)方式的特點(diǎn)。一方面，人體上肢運(yùn)動(dòng)較為復(fù)雜，自由度較多，如何合理地驅(qū)動(dòng)和控制各關(guān)節(jié)機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)，使運(yùn)動(dòng)得以協(xié)調(diào)地傳遞、目標(biāo)動(dòng)能得以實(shí)現(xiàn)，顯得尤為重要；另一方面，在對(duì)患者進(jìn)行有效訓(xùn)練時(shí)，要求裝置的工作空間與人體肢體的自然活動(dòng)空間一致，使裝置對(duì)人體組織不會(huì)造成損傷；再者，要求裝置能適應(yīng)不同患者的患肢尺寸，其本體結(jié)構(gòu)在進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練時(shí)不能對(duì)患者產(chǎn)生干涉，因此需要加入相應(yīng)的可調(diào)節(jié)以及自適應(yīng)的機(jī)構(gòu)。
[0006]如果涉及到肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)以及腕關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，包括五個(gè)主動(dòng)自由度和五個(gè)自適應(yīng)被動(dòng)自由度，其中主動(dòng)自由度需要提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，現(xiàn)如今絕大部分的機(jī)械臂都采用一個(gè)自由度對(duì)應(yīng)分配一個(gè)驅(qū)動(dòng)的控制模式，這樣不僅增加了控制的復(fù)雜性，而且使機(jī)構(gòu)整體較為笨重，需要的原材料較多，成本造價(jià)也較高。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，采用分組耦合驅(qū)動(dòng)，僅利用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，便可實(shí)現(xiàn)五個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，在降低造價(jià)、節(jié)約能源、減輕重量、增強(qiáng)可順應(yīng)性等方面都有極大的優(yōu)勢(shì)。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，包括肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)、第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、肩部連接組件、第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)以及腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)，所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接在肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上，所述肩部連接組件可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上，所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與肩部連接組件固定連接，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)與第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接，所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括基板，所述基板上設(shè)置有Z軸導(dǎo)向軌，Z軸導(dǎo)向軌通過Z軸支座安裝在基板上，所述Z軸導(dǎo)向軌上滑動(dòng)連接有Z軸滑塊，所述Z軸滑塊上安裝有第一連接座，所述第一連接座上安裝有Y軸導(dǎo)向軌，Y軸導(dǎo)向軌上滑動(dòng)連接有Y軸滑塊，所述Y軸滑塊上安裝有第二連接座，所述第二連接座上安裝有X軸滑塊，所述X軸滑塊上滑動(dòng)連接有X軸導(dǎo)向軌，所述X軸導(dǎo)向軌與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)固定連接。
[0009]優(yōu)選地，所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一肩部組件及與該第一肩部組件可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二肩部組件，其中，所述第一肩部組件上設(shè)置有第一圓盤組件，所述第二肩部組件上設(shè)置有第二圓盤組件，且該第一圓盤組件與第二圓盤組件通過繩索連接，所述第一圓盤組件上的可在第一方向旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)所述第二肩部組件相對(duì)該第一肩部組件轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)所述繩索產(chǎn)生作用力，進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)所述第二圓盤組件上的可旋轉(zhuǎn)部件在第二方向上的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多自由度的耦合運(yùn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述第一圓盤組件包括第二肩部圓盤、第三肩部圓盤和作為其上可旋轉(zhuǎn)部件的第一肩部圓盤，第一肩部圓盤、第二肩部圓盤和第三肩部圓盤同軸套裝在一肩部豎直軸上，其中所述第一肩部圓盤與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力連接，可在該第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下與肩部豎直軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二肩部圓盤和第三肩部圓盤在裝置的使用過程中是平行固連為一體的，與所述第二圓盤組件連接的繩索的第一端和第二端分別固定設(shè)置在該第二肩部圓盤和第三肩部圓盤上；所述第二圓盤組件包括第四肩部圓盤，所述繩索中部套在該第四肩部圓盤的外圓周面上并進(jìn)而繃緊，從而使得所述第一圓盤組件與第二圓盤組件連接；所述第一肩部圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述第二肩部組件相對(duì)第一肩部組件轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述第二圓盤組件相對(duì)于所述第二肩部圓盤和第三肩部圓盤運(yùn)動(dòng)，從而使其中兩端固定在所述第二肩部圓盤和第三肩部圓盤的繩索的其中一端張緊而另一端放松，從而產(chǎn)生對(duì)拉而使得所述套在所述繩索上的第四肩部圓盤繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
[0011]優(yōu)選地，所述第四肩部圓盤上固定連接有第五肩部圓盤，第五肩部圓盤上連接有第三配重組件，用于減小第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩。
[0012]優(yōu)選地，所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)上連接有第一配重組件和第二配重組件，用于平衡訓(xùn)練裝置的重量。
[0013]優(yōu)選地，第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第三肩部組件、連接在第三肩部組件上的肘部組件和連接在肘部組件上的腕部組件，第三肩部組件包括肩部連接座，肩部連接座上通過軸承安裝有肩部轉(zhuǎn)軸，肩部轉(zhuǎn)軸上固定安裝有肩部驅(qū)動(dòng)圓盤和肩部擺動(dòng)架，所述肩部驅(qū)動(dòng)圓盤由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述肘部組件安裝在肩部擺動(dòng)架上，肘部組件包括固定連接在肩部擺動(dòng)架上的肘部連接座、固定安裝在肘部連接座上的肘部轉(zhuǎn)軸和通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸上的肘部驅(qū)動(dòng)圓盤，肩部連接座上固定安裝有肩部定圓盤，肩部定圓盤與肘部驅(qū)動(dòng)圓盤通過繩索a和繩索b連接，肩部驅(qū)動(dòng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肩部擺動(dòng)架和肘部連接座擺動(dòng)，使得繩索a松馳而繩索b張緊，繩索a和繩索b對(duì)拉從而使肘部驅(qū)動(dòng)圓盤實(shí)現(xiàn)肘部驅(qū)動(dòng)圓盤與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)向相同的自轉(zhuǎn)。
[0014]優(yōu)選地，所述肘部驅(qū)動(dòng)圓盤上固定安裝有肘部擺動(dòng)架，肘部擺動(dòng)架通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸上，所述腕部組件安裝在肘部擺動(dòng)架上，肘部連接座上固定安裝有肘部定圓盤，所述腕部組件包括安裝在肘部擺動(dòng)架上的弧形導(dǎo)軌滑塊，以及可相對(duì)弧形導(dǎo)軌滑塊運(yùn)動(dòng)的弧形導(dǎo)軌和固連在其上的弧形導(dǎo)軌連接件及弧形導(dǎo)軌配件，肘部擺動(dòng)架上安裝有導(dǎo)輪組a和導(dǎo)輪組b，導(dǎo)輪組a和導(dǎo)輪組b均設(shè)置兩個(gè)以上，導(dǎo)輪組a的軸線水平設(shè)置，導(dǎo)輪組b的軸線豎直設(shè)置，所述肘部定圓盤通過繩索c和繩索d與弧形導(dǎo)軌配件相連接，弧形導(dǎo)軌配件的中心軸線豎直設(shè)置，繩索c從一側(cè)的導(dǎo)輪組a和導(dǎo)輪組b繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件的一端，繩索d從另一側(cè)的導(dǎo)輪組a和導(dǎo)輪組b繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件的另一端，肘部驅(qū)動(dòng)圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肘部擺動(dòng)架擺動(dòng)，使得繩索c松馳而繩索d張緊，繩索c和繩索d對(duì)拉從而使弧形導(dǎo)軌配件繞其豎直中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0015]優(yōu)選地，所述肘部擺動(dòng)架上安裝有弧形導(dǎo)軌滑塊，所述弧形導(dǎo)軌滑塊上安裝有弧形導(dǎo)軌，所述弧形導(dǎo)軌通過弧形導(dǎo)軌連接件與弧形導(dǎo)軌配件固定連接。
[0016]優(yōu)選地，所述肩部驅(qū)動(dòng)圓盤上固定連接有配重圓盤，所述配重圓盤上連接有第四配重組件，用于減小第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩。
[0017]優(yōu)選地，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)包括直線導(dǎo)軌組件，直線導(dǎo)軌組件包括固定連接在第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)上的直線導(dǎo)軌滑塊，所述直線導(dǎo)軌滑塊上滑動(dòng)連接有直線導(dǎo)向軌，直線導(dǎo)向軌上固定連接有第一握把連接塊，所述第一握把連接塊通過銷軸鉸接有第二握把連接塊，所述第二握把連接塊上固定連接有握把，銷軸的軸線垂直于直線導(dǎo)向軌的移動(dòng)方向。
[0018]總體而言，本實(shí)用新型所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，提供了一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，通過兩組耦合運(yùn)動(dòng)，僅利用兩個(gè)驅(qū)動(dòng)，便實(shí)現(xiàn)了五個(gè)主動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)，這是現(xiàn)有的一對(duì)一驅(qū)動(dòng)控制的機(jī)械臂結(jié)構(gòu)所難以達(dá)到的；同時(shí)本實(shí)用新型裝置還具有五個(gè)被動(dòng)自由度，可以根據(jù)不同患者的患肢尺寸和具體使用情況，自適應(yīng)地做出調(diào)整，使得該裝置在使用過程中，人體與機(jī)構(gòu)之間可以協(xié)調(diào)配合，不會(huì)產(chǎn)生干涉，人體舒適度和安全系數(shù)都得到了極大的提高，各運(yùn)動(dòng)柔順傳遞、協(xié)調(diào)配合，使得所述基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置可以完成多種復(fù)雜的主被動(dòng)訓(xùn)練動(dòng)作，具有很高的實(shí)用價(jià)值，在降低造價(jià)、節(jié)約能源、減輕重量、增強(qiáng)可順應(yīng)性等方面都有極大的優(yōu)勢(shì)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是本實(shí)用新型中第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)撤去第一保護(hù)外殼后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖3是本實(shí)用新型中第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第一肩部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本實(shí)用新型中第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第二肩部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖5?圖6是本實(shí)用新型中第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)不同視角下的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖7是本實(shí)用新型中第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第三肩部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖8是本實(shí)用新型中第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的肘部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖9是本實(shí)用新型中第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的腕部組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖10是圖1中A處的放大圖。

【具體實(shí)施方式】
[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0029]如圖1所示，一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，包括肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600、第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700、肩部連接組件800、第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900以及腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000，所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700固定連接在肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600上，所述肩部連接組件800可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700上，所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900與肩部連接組件800固定連接，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000與第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900固定連接，所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600包括基板609，所述基板609上設(shè)置有Z軸導(dǎo)向軌601，Z軸導(dǎo)向軌601通過Z軸支座安裝在基板609上，所述Z軸導(dǎo)向軌601上滑動(dòng)連接有Z軸滑塊602，所述Z軸滑塊602上安裝有第一連接座603，所述第一連接座603上安裝有Y軸導(dǎo)向軌604，Y軸導(dǎo)向軌604上滑動(dòng)連接有Y軸滑塊605，所述Y軸滑塊605上安裝有第二連接座606，所述第二連接座606上安裝有X軸滑塊607，所述X軸滑塊607上滑動(dòng)連接有X軸導(dǎo)向軌608，所述X軸導(dǎo)向軌608與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700固定連接。
[0030]文中所述的X軸方向是指左右方向，Y軸方向是指前后方向，Z軸方向是指上下方向。Z軸導(dǎo)向軌601的縱向平行于Z軸，Y軸導(dǎo)向軌604的縱向平行于Y軸，X軸導(dǎo)向軌608的縱向平行于X軸。
[0031]其中肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600和腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000均屬于被動(dòng)自由度，可以根據(jù)不同患者的具體使用情況，自適應(yīng)地做出調(diào)整，第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700和第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900分別由機(jī)箱中的第一電機(jī)組件和第二電機(jī)組件驅(qū)動(dòng)控制，通過耦合運(yùn)動(dòng)，第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700實(shí)現(xiàn)兩個(gè)主動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)，第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900實(shí)現(xiàn)三個(gè)主動(dòng)自由度的運(yùn)動(dòng)，所述兩組耦合運(yùn)動(dòng)可獨(dú)立進(jìn)行，由對(duì)應(yīng)的電機(jī)組件獨(dú)立控制，相互之間不干涉。
[0032]另外，第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700還包括第一保護(hù)外殼701，第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900還包括第二保護(hù)外殼901。
[0033]下面將就各個(gè)組件的結(jié)構(gòu)和功能分別給出具體說明。
[0034]所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600包括基板603、支撐殼體607、直線滑軌支座601、直線滑軌固定連接座606以及三對(duì)直線滑軌組件，三對(duì)直線滑軌組件分別為Z軸導(dǎo)向軌601及Z軸滑塊602、Y軸導(dǎo)向軌604及Y軸滑塊605、X軸導(dǎo)向軌608及X軸滑塊607。其中每對(duì)直線滑軌組件均包括兩組。其中Z軸導(dǎo)向軌601及Z軸滑塊602可實(shí)現(xiàn)Z軸滑塊602垂直方向的沿Z軸的上下運(yùn)動(dòng)，Y軸導(dǎo)向軌604及Y軸滑塊605可實(shí)現(xiàn)Y軸滑塊605水平方向的沿Y軸的前后運(yùn)動(dòng)，X軸導(dǎo)向軌608及X軸滑塊607可實(shí)現(xiàn)X軸導(dǎo)向軌608沿X軸的左右運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)榈谝获詈线\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700與肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600固聯(lián)在一起，因此所述三對(duì)直線滑軌組件協(xié)調(diào)配合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700完成上述三個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)榈谝获詈线\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700、肩部連接組件800、第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900和腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000構(gòu)成了所述上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置的機(jī)械臂部分，因此所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600可帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械臂部分進(jìn)行所述三個(gè)自由度方向的運(yùn)動(dòng)，自適應(yīng)調(diào)整機(jī)械臂部分在空間中所處的位置和狀態(tài)，從而可以適應(yīng)不同患者的患肢尺寸和使用情況，增強(qiáng)了裝置的適應(yīng)能力和協(xié)調(diào)控制能力。
[0035]如圖2?圖4所示，第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700主要包括第一肩部組件和第二肩部組件兩大部分，其中由外加電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力。電機(jī)依靠繩索類柔性機(jī)構(gòu)(譬如，鋼絲繩)將動(dòng)力傳遞至第一肩部組件；通過耦合運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力被傳遞到第二肩部組件，驅(qū)動(dòng)第二肩部組件運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電機(jī)控制兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。
[0036]所述第一肩部組件包括肩部連接件1、空心鋼管2、空心鋼管4、鋼管卡塊25、鋼管卡塊24、第一鋼絲繩導(dǎo)套3、第二鋼絲繩導(dǎo)套5、角度傳感器6、肩上圓盤支撐座7、鋼絲繩卡扣8、鋼絲繩卡扣17、鋼絲繩卡扣12、第一肩部圓盤9、肩部鋼管接頭10、肩部豎直軸11、肩部轉(zhuǎn)接架13、第二肩部圓盤14、第三肩部圓盤15、肩部轉(zhuǎn)接頭16、肩部支架轉(zhuǎn)接板18、空心鋼管20、空心鋼管19、鋼管卡塊21、鋼管卡塊22。
[0037]肩部連接件I用于連接該第一肩部組件與外部的肩部三自由度自適應(yīng)調(diào)整機(jī)構(gòu)，其固定在空心鋼管2和空心鋼管4的末端，空心鋼管1、空心鋼管4的另一端與肩部鋼管接頭10固定，由此將該第一肩部組件與肩部三自由度自適應(yīng)調(diào)整機(jī)構(gòu)連接在一起。
[0038]鋼管卡塊25與鋼管卡塊24的支撐面上均開有兩個(gè)半圓形的凹槽，鋼管卡塊25與鋼管卡塊24成對(duì)相對(duì)布置，使得各半圓形凹槽分別與另一鋼管卡塊上對(duì)應(yīng)的半圓形凹槽匹配并形成圓孔，從而可在空心鋼管的分布方向上形成兩個(gè)圓孔，用于兩空心鋼管穿過，以固定空心鋼管I和空心鋼管4的空間位置，保證其在工作過程中不發(fā)生變形等問題。
[0039]肩上圓盤支撐座7與肩部轉(zhuǎn)接架13分別固定于肩部鋼管接頭10的上方和下方，肩部豎直軸11貫穿肩上圓盤支撐座7、肩部轉(zhuǎn)接架13與肩部鋼管接頭10，并通過軸承與肩上圓盤支撐座7、肩部轉(zhuǎn)接架13相聯(lián)接，可實(shí)現(xiàn)該肩部豎直軸與肩上圓盤支撐座7和肩部轉(zhuǎn)接架13的相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0040]第一鋼絲繩導(dǎo)套3與第二鋼絲繩導(dǎo)套5固定于肩上圓盤支撐座7上，用于導(dǎo)出鋼絲繩，其中鋼絲繩通過鋼絲繩卡扣8與第一肩部圓盤9固聯(lián)，用于驅(qū)動(dòng)第一肩部圓盤9轉(zhuǎn)動(dòng)。其中第一肩部圓盤9同軸固定于肩部豎直軸11上，可帶動(dòng)肩部豎直軸11同步轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0041]鋼絲繩31通過鋼絲繩卡扣17與第二肩部圓盤14相固聯(lián)，鋼絲繩34通過鋼絲繩卡扣12與第三肩部圓盤15相固聯(lián)，第二肩部圓盤14安裝在肩部轉(zhuǎn)接架13上，其中第二肩部圓盤14可以繞中心軸相對(duì)肩部轉(zhuǎn)接架13調(diào)整一定的角度，同時(shí)第三肩部圓盤15與第二肩部圓盤14相聯(lián)接，其中第三肩部圓盤15可繞中心軸相對(duì)第二肩部圓盤14調(diào)整一定的角度，因此通過調(diào)節(jié)第二肩部圓盤14和第三肩部圓盤15，便可應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的鋼絲繩變松的冋題。
[0042]肩部轉(zhuǎn)接頭16與肩部支架轉(zhuǎn)接板18相固聯(lián)，同時(shí)與肩部豎直軸11固定在一起，可隨肩部豎直軸11 一起轉(zhuǎn)動(dòng)。空心鋼管20與空心鋼管19 一端與肩部轉(zhuǎn)接頭16固聯(lián)，另一端與鋼管轉(zhuǎn)接頭30固聯(lián)，起到連接第一肩部組件與第二肩部組件的作用。
[0043]與鋼管卡塊24和25的結(jié)構(gòu)和作用類似，鋼管卡塊21與鋼管卡塊22用于固定空心鋼管20、空心鋼管19的空間位置，保證其在工作過程中不發(fā)生變形等問題。
[0044]所述第二肩部組件包括導(dǎo)輪26、導(dǎo)輪27、導(dǎo)輪29、導(dǎo)輪23、支架墊板28、鋼管轉(zhuǎn)接頭30、空心鋼管35、空心鋼管36、鋼管卡塊32、鋼管卡塊33、第四肩部圓盤37、第五肩部圓盤38、鋼絲繩卡扣39、鋼絲繩卡扣41、肩后側(cè)圓盤支撐座40、肩后軸42、鋼絲繩導(dǎo)套固定座43、肩部支撐板44、鋼管接頭45、第三鋼絲繩導(dǎo)套46。
[0045]支架墊板28與鋼管轉(zhuǎn)接頭30相固聯(lián)，用于安置導(dǎo)輪26、導(dǎo)輪27、導(dǎo)輪29、導(dǎo)輪23，其中導(dǎo)輪26、導(dǎo)輪27分別用于第三肩部圓盤15與第二肩部圓盤14所引出的鋼絲繩34和鋼絲繩31的導(dǎo)向作用，改變鋼絲繩31和鋼絲繩34在水平面上的走向，導(dǎo)輪29、導(dǎo)輪23分別用于鋼絲繩31與鋼絲繩34的導(dǎo)向作用，使其對(duì)應(yīng)的鋼絲繩由水平走向變?yōu)樨Q直走向。
[0046]空心鋼管35與空心鋼管36豎直放置，一端固定鋼管轉(zhuǎn)接頭30，另一端固定鋼管接頭45，起到連接第二肩部組件上半部分與下半部分的作用。其中鋼管卡塊32與鋼管卡塊33與鋼管卡塊24和25的結(jié)構(gòu)和作用類似，用于固定空心鋼管35、空心鋼管36的空間位置，保證其在工作過程中不發(fā)生變形等問題。
[0047]鋼管接頭45與肩部支撐板44相固聯(lián)，其中肩部支撐板44固定在肩后側(cè)圓盤支撐座40上，肩后軸42通過軸承連接，安裝在肩部支撐板44和肩后側(cè)圓盤支撐座40上，可相對(duì)二者轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0048]第四肩部圓盤37和第五肩部圓盤38相固聯(lián)，同時(shí)第四肩部圓盤37與肩后軸42相固聯(lián)，三者可實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)。第三鋼絲繩導(dǎo)套46用于導(dǎo)出通過鋼絲繩卡扣39固聯(lián)于第五肩部圓盤38的鋼絲繩，該鋼絲繩用于連接機(jī)箱中的配重部件，第三鋼絲繩導(dǎo)套46固定于鋼絲繩導(dǎo)套固定座43上，其中第三鋼絲繩導(dǎo)套46與肩后側(cè)圓盤支撐座40相固聯(lián)，鋼絲繩31與鋼絲繩34通過鋼絲繩卡扣41與第四肩部圓盤37相固聯(lián)，通過欠驅(qū)動(dòng)傳遞動(dòng)力，驅(qū)動(dòng)第四肩部圓盤37轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的傳遞。
[0049]對(duì)于所述的第一肩部組件與第二肩部組件而言，當(dāng)其均處于初始運(yùn)動(dòng)位置時(shí)，空心鋼管2、空心鋼管4與空心鋼管20、空心鋼管19相互之間平行，鋼絲繩31、鋼絲繩34處于自然狀態(tài)，不發(fā)生張緊或者放松。
[0050]所述兩段鋼絲繩固定于第一肩部圓盤9上，通過電機(jī)驅(qū)動(dòng)，鋼絲繩實(shí)現(xiàn)對(duì)拉，驅(qū)動(dòng)第一肩部圓盤9轉(zhuǎn)動(dòng)，第一肩部圓盤9上安裝了限位螺釘，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位，運(yùn)動(dòng)范圍優(yōu)選為0-135°，即優(yōu)選可由初始位置逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)135°。
[0051]所述第二肩部圓盤14與第三肩部圓盤15相固聯(lián)，同時(shí)固定在肩部轉(zhuǎn)接架13上，用于實(shí)現(xiàn)耦合運(yùn)動(dòng)。
[0052]所述鋼絲繩31固定在第二肩部圓盤14上，鋼絲繩34固定在第三肩部圓盤15上，通過導(dǎo)輪26、導(dǎo)輪27的導(dǎo)向作用，鋼絲繩31與鋼絲繩34在水平方位上位置互換，交錯(cuò)而行，通過導(dǎo)輪23與導(dǎo)輪29的導(dǎo)向作用，鋼絲繩31與鋼絲繩34由水平走向變?yōu)樨Q直走向，最終與第四肩部圓盤37相固聯(lián)，用于實(shí)現(xiàn)親合運(yùn)動(dòng)。
[0053]所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一肩部圓盤9逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)與第一肩部圓盤9相固聯(lián)的肩部豎直軸11轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)與肩部豎直軸11相固聯(lián)的肩部支架轉(zhuǎn)接板18、肩部轉(zhuǎn)接頭16轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)空心鋼管20、空心鋼管19轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)帶動(dòng)整個(gè)第二肩部組件相對(duì)于第一肩部組件逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。由于第二肩部圓盤14與第三肩部圓盤15固定在肩部轉(zhuǎn)接架13上，因此兩圓盤不發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，使得整個(gè)第二肩部組件相對(duì)于第二肩部圓盤14和第三肩部圓盤15逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，使得固定于第二肩部圓盤14上的鋼絲繩31張緊，同時(shí)固定于第三肩部圓盤15上的鋼絲繩34放松，由于鋼絲繩31、鋼絲繩34與第四肩部圓盤37相固聯(lián)，張緊的鋼絲繩31和放松的鋼絲繩34產(chǎn)生對(duì)拉效果，使得第四肩部圓盤37順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，由此實(shí)現(xiàn)了耦合運(yùn)動(dòng)，即由一個(gè)電機(jī)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)了兩個(gè)肩部圓盤的轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0054]所述第五肩部圓盤38上固聯(lián)的鋼絲繩，通過第三鋼絲繩導(dǎo)套46導(dǎo)出，并與機(jī)箱中的配重聯(lián)接，用來平衡機(jī)械臂的自重。
[0055]第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700通過肩部連接件I與肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600相固聯(lián)，其中，機(jī)箱中導(dǎo)出的鋼絲繩通過第一鋼絲繩導(dǎo)套3與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700中的第一肩部圓盤9連接，機(jī)箱中的第一電機(jī)組件通過鋼絲繩帶動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700，通過耦合運(yùn)動(dòng)，所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700輸出兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，即利用一個(gè)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制了兩個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，所述兩個(gè)自由度均為主動(dòng)自由度，對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)了人體肩關(guān)節(jié)的內(nèi)旋外旋運(yùn)動(dòng)以及肩關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)自如，符合人體運(yùn)動(dòng)生理特征的要求。
[0056]所述肩部連接組件800包括肩部連接塊801、肩部連接鋼管802、鋼管卡塊803及鋼管連接塊，其中肩部連接鋼管802的兩端分別與肩部連接塊801和鋼管連接塊固聯(lián)，鋼管卡塊803用于固定肩部連接鋼管802的空間位置，保證其在工作過程中不發(fā)生變形等問題。肩部連接塊801與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700中所引出的軸相固聯(lián)，又因?yàn)樗鲚S通過軸承與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700活動(dòng)連接，因此所述肩部連接塊801隨所述軸一起相對(duì)第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700轉(zhuǎn)動(dòng)，其中二者的轉(zhuǎn)動(dòng)中心與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700輸出的第二個(gè)主動(dòng)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)中心重合，從而帶動(dòng)肩部連接塊801隨第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)輸出的第二個(gè)主動(dòng)自由度一起轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)肩部連接組件800轉(zhuǎn)動(dòng)，又因?yàn)榈诙詈线\(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900與肩部連接組件800相固聯(lián)，因此第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900也隨之轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)應(yīng)上文中所述人體肩關(guān)節(jié)的外展內(nèi)收運(yùn)動(dòng)。
[0057]如圖5?圖9所示，為第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900的初始狀態(tài)，其包括第三肩部組件100、連接在第三肩部組件100上的肘部組件200和連接在肘部組件200上的腕部組件300，第三肩部組件100包括肩部連接座101，肩部連接座101上通過軸承安裝有肩部轉(zhuǎn)軸102，肩部轉(zhuǎn)軸102上固定安裝有肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103和肩部擺動(dòng)架104，所述肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述肘部組件200安裝在肩部擺動(dòng)架104上，肘部組件200包括固定連接在肩部擺動(dòng)架104上的肘部連接座214、固定安裝在肘部連接座214上的肘部轉(zhuǎn)軸202、通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸202上的肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201和固定安裝在肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201上的肘部擺動(dòng)架203，肩部連接座101上固定安裝有肩部定圓盤105，肩部定圓盤105與肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201通過繩索a400和繩索b401連接，肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肩部擺動(dòng)架104和肘部連接座214擺動(dòng)，使得繩索a400松馳而繩索b401張緊，繩索a400和繩索b401對(duì)拉從而使繩索b401拉動(dòng)肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201實(shí)現(xiàn)肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103轉(zhuǎn)向相同的自轉(zhuǎn)。
[0058]所述肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201上固定安裝肘部擺動(dòng)架203，肘部擺動(dòng)架203通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸202上，所述腕部組件300安裝在肘部擺動(dòng)架203上，肘部連接座214上固定安裝有肘部定圓盤204，所述腕部組件300包括安裝在肘部擺動(dòng)架203上的弧形導(dǎo)軌滑塊302，以及可相對(duì)弧形導(dǎo)軌滑塊302運(yùn)動(dòng)的弧形導(dǎo)軌303和固連在其上的弧形導(dǎo)軌連接件304及弧形導(dǎo)軌配件301，肘部擺動(dòng)架上安裝有導(dǎo)輪組a500、導(dǎo)輪組b501，導(dǎo)輪組a500和導(dǎo)輪組b501均設(shè)置兩個(gè)以上，導(dǎo)輪組a500的軸線水平設(shè)置，導(dǎo)輪組b501的軸線豎直設(shè)置，所述肘部定圓盤204通過繩索c403和繩索d404與弧形導(dǎo)軌配件301相連接，弧形導(dǎo)軌配件301的中心軸線豎直設(shè)置，繩索c403從一側(cè)的導(dǎo)輪組a500和導(dǎo)輪組b501繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件301的一端，繩索d404從另一側(cè)的導(dǎo)輪組a500和導(dǎo)輪組b501繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件301的另一端，肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肘部擺動(dòng)架203擺動(dòng)，使得繩索c403松馳而繩索d404張緊，繩索c403和繩索d404對(duì)拉從而使繩索d404拉動(dòng)弧形導(dǎo)軌配件301繞其豎直中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0059]優(yōu)選地，所述肘部擺動(dòng)架203上安裝有弧形導(dǎo)軌滑塊302，所述弧形導(dǎo)軌滑塊302上安裝有弧形導(dǎo)軌303，所述弧形導(dǎo)軌303通過弧形導(dǎo)軌連接件304與弧形導(dǎo)軌配件301固定連接。
[0060]所述第三肩部組件100主要包括肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103、配重圓盤113、繩索導(dǎo)套a600、繩索導(dǎo)套b601、繩索導(dǎo)套c602、肩部連接座101、肩部轉(zhuǎn)軸102、角度傳感器支架118、角度傳感器107、調(diào)節(jié)螺釘、肩部擺動(dòng)架104、導(dǎo)輪組c503、導(dǎo)輪組d504 ;其中肩部連接座101包括肩部連接塊al 16、肩部連接塊b 117、肩部連接板121、調(diào)節(jié)蓋板120，肩部定圓盤105包括肩部圓盤al05、肩部圓盤bl05，肩部擺動(dòng)架104包括肩肘連接板108、肩部輔助板115、肩部連接架114、肩部連接板121。
[0061]肘部組件200主要包括肘部連接座214、肘部擺動(dòng)架203、肘部圓盤c211、肘部圓盤d212、導(dǎo)輪組a500、導(dǎo)輪組b501，其中肘部擺動(dòng)架203包括肘部連接板206、肘部支架213、肘腕連接座205，肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201包括肘部圓盤a208、肘部圓盤b207，肘部連接座214包括肘部支撐板a209和肘部支撐板b210。
[0062]腕部組件300包括弧形導(dǎo)軌配件301、弧形導(dǎo)軌滑塊302、弧形導(dǎo)軌303、弧形導(dǎo)軌連接件304。
[0063]肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103通過外部兩條繩索的對(duì)拉作用，被電機(jī)所驅(qū)動(dòng)，由初始狀態(tài)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，本實(shí)用新型第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700中的逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)或擺動(dòng)均是指訓(xùn)練裝置在圖5所示的視角下其上零件轉(zhuǎn)動(dòng)方向。肩部轉(zhuǎn)軸102與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103固聯(lián)，因此肩部轉(zhuǎn)軸102隨肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103 —起逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其中肩部輔助板115、肩部連接板121均與肩部轉(zhuǎn)軸102固聯(lián)，因此肩部擺動(dòng)架104和肘部連接座214隨之繞肩部轉(zhuǎn)軸102軸線逆時(shí)針擺動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)肘部組件200和腕部組件300繞肩部轉(zhuǎn)軸102軸線做逆時(shí)針擺動(dòng)。
[0064]在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，肩部連接座101的肩部連接塊all6、肩部連接塊bll7是固定不動(dòng)的，使得固定在其上的肩部圓盤allO和肩部圓盤bill也是固定不動(dòng)的，即肩部圓盤allO和肩部圓盤bill不進(jìn)行自轉(zhuǎn)，其中繩索a400通過繩索卡塊700固定在肩部圓盤allO和肘部圓盤a208上，繩索b401通過繩索卡塊700固定在肩部圓盤bill和肘部圓盤b207上，由于肘部圓盤a208和肘部圓盤b207均隨著肩部擺動(dòng)架104和肘部連接座214繞著肩部轉(zhuǎn)軸102做逆時(shí)針擺動(dòng)，同時(shí)肩部圓盤allO、肩部圓盤bill是相對(duì)固定不動(dòng)的，因此繩索a400放松，繩索b401張緊，通過繩索a400和繩索b401的對(duì)拉作用，使得繩索b401拉動(dòng)肘部圓盤a208和肘部圓盤b207相對(duì)于自身軸線做逆時(shí)針自轉(zhuǎn)，這樣就實(shí)現(xiàn)了第一個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)。肘部圓盤a208和肘部圓盤b207是同步轉(zhuǎn)動(dòng)的。
[0065]肘部連接板206與肘部圓盤a208固聯(lián)，因此肘部連接板206隨之繞肘部轉(zhuǎn)軸202的做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)肘部支架213以及整個(gè)腕部組件300繞逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)能帶動(dòng)肘部擺動(dòng)架203擺動(dòng)，即肘部擺動(dòng)架203與肘部連接座214具有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0066]在肘部擺動(dòng)架203相對(duì)肘部連接座214轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，繩索c403的一端通過繩索卡塊700固定在肘部圓盤c211上，另一端通過繩索卡塊700固定在弧形導(dǎo)軌配件301的一端的極限位置，繩索d404 —端通過繩索卡塊700固定在肘部圓盤d212上，另一端通過繩索卡塊700固定在弧形導(dǎo)軌配件301的另一端的極限位置，由于弧形導(dǎo)軌配件301整體繞豎直軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，同時(shí)肘部圓盤c211、肘部圓盤d212在肘部擺動(dòng)架203擺動(dòng)時(shí)不發(fā)生自轉(zhuǎn)，因此繩索c403放松，繩索d404張緊，產(chǎn)生的對(duì)拉作用使繩索d404拉動(dòng)弧形導(dǎo)軌配件301，使弧形導(dǎo)軌配件301相對(duì)于豎直軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)第二個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)，該運(yùn)動(dòng)可實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)手掌部分轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0067]所述腕部組件300包括第一限位機(jī)構(gòu)，所述第一限位機(jī)構(gòu)限制弧形導(dǎo)軌配件301的運(yùn)動(dòng)范圍在O?40°。作為一種選擇，第一限位機(jī)構(gòu)為設(shè)置在弧形導(dǎo)軌配件301上的繩索卡塊700上的凸臺(tái)，該凸臺(tái)與導(dǎo)輪組b501接觸，即弧形導(dǎo)軌配件301受到阻礙，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位；作為另一種選擇，第一限位機(jī)構(gòu)也可以為設(shè)置在弧形導(dǎo)軌配件301的端部限位螺釘，利用限位螺釘?shù)耐怀霾糠峙c肘腕連接座205的接觸，阻礙弧形導(dǎo)軌配件301的運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)弧形導(dǎo)軌配件301實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位。此外，常用的一些凸臺(tái)與凸臺(tái)之間配合限位的結(jié)構(gòu)也適用于第一限位機(jī)構(gòu)。
[0068]所述第三肩部組件100包括第二限位機(jī)構(gòu)，第二限位機(jī)構(gòu)限制肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的轉(zhuǎn)動(dòng)范圍在O?135°。作為一種選擇，第二限位機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)為設(shè)置在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的某處的限位螺釘，利用限位螺釘?shù)耐怀霾糠峙c肩部連接塊all6的接觸使得肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的運(yùn)動(dòng)受阻，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位；作為另一種選擇，也可以為在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103上的某處加工一個(gè)凸臺(tái)，同時(shí)在肩部連接塊all6的對(duì)應(yīng)位置加工一個(gè)和凸臺(tái)想契合的弧形凹槽，凸臺(tái)伸入弧形凹槽內(nèi)，凸臺(tái)的行程受到弧形凹槽的限制，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械限位。此外，常用的一些凸臺(tái)與凸臺(tái)之間配合限位的結(jié)構(gòu)也適用于第二限位機(jī)構(gòu)。
[0069]在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103上設(shè)計(jì)了機(jī)械限位，使其運(yùn)動(dòng)范圍控制在O?135°，通過耦合驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)傳遞到肘部圓盤a208、肘部圓盤b207上，其運(yùn)動(dòng)范圍也控制在O?135°，通過第二個(gè)耦合驅(qū)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)傳遞到弧形導(dǎo)軌303，弧形導(dǎo)軌303的運(yùn)動(dòng)范圍控制在O?40°。
[0070]本實(shí)用新型裝置具有能夠適應(yīng)不同患者的患肢尺寸的特點(diǎn)，主要是肩部擺動(dòng)架104的長度可調(diào)整。肩部擺動(dòng)架104包括肩部連接板121、調(diào)節(jié)蓋板120、肩肘連接板108和肩部連接架114，肩部連接板121固定連接在肩部轉(zhuǎn)軸102上，調(diào)節(jié)蓋板120固定連接在肩部連接板121上，所述肩肘連接板108上豎直設(shè)置有長條孔，有第一螺栓裝置109從長條孔內(nèi)穿過肩肘連接板108和肩部連接板121，從而將肩肘連接板108和肩部連接板121固定連接在一起。第一螺栓裝置109采用調(diào)節(jié)螺釘，通過調(diào)節(jié)第三肩部組件100上的調(diào)節(jié)螺釘，即可調(diào)節(jié)第三肩部組件100的長度。
[0071]所述肩部轉(zhuǎn)軸102上固定安裝有配重圓盤113，該配重圓盤113通過繩索e402連接有配重塊，以用于減小電機(jī)的輸出力矩。配重圓盤113和肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103固聯(lián)，同時(shí)配重圓盤113通過繩索與機(jī)箱中的配重聯(lián)接，用來平衡機(jī)械臂的自重，減少電機(jī)的輸出力矩，其意義在于當(dāng)外部負(fù)載比較大時(shí)，能充分發(fā)揮電機(jī)的動(dòng)力。
[0072]總體而言，該裝置成功實(shí)現(xiàn)了耦合驅(qū)動(dòng)，由一個(gè)第二電機(jī)，控制了三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)連貫自如，靈活巧妙。本方案所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比較，可以實(shí)現(xiàn)肩肘關(guān)節(jié)的耦合運(yùn)動(dòng)，在降低造價(jià)、節(jié)約能量、增強(qiáng)系統(tǒng)靈活度、減輕重量等方面都具有極大的優(yōu)越性，同時(shí)其安全系數(shù)高、結(jié)構(gòu)緊湊、便于穿戴、可實(shí)現(xiàn)主被動(dòng)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)、具有人體工程學(xué)特點(diǎn)，工作空間與人的肢體自然活動(dòng)空間一致，能適應(yīng)不同患者的患肢尺寸，且突破了傳統(tǒng)的聯(lián)接方式，實(shí)現(xiàn)了耦合驅(qū)動(dòng)，使各機(jī)構(gòu)更具關(guān)聯(lián)性，減輕了控制系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，可在各類復(fù)雜訓(xùn)練模式下對(duì)肩部進(jìn)行主被動(dòng)協(xié)調(diào)訓(xùn)練。
[0073]本實(shí)用新型由安置在機(jī)箱中的電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)力，電機(jī)依靠繩索類柔性機(jī)構(gòu)將動(dòng)力傳遞至第三肩部組件100，通過第一個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力被傳遞到肘部組件200，接下來通過第二個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力被傳遞到腕部組件300，第二個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)僅涉及腕關(guān)節(jié)的環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這里歸到肩肘運(yùn)動(dòng)中去描述。一組動(dòng)作下來，便實(shí)現(xiàn)了一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。此三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)分別為:肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)整個(gè)肩膀的抬升；肘部擺動(dòng)架203的擺動(dòng)，實(shí)現(xiàn)小胳膊的擺動(dòng)；弧形導(dǎo)軌配件301繞豎直軸線的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)手腕的環(huán)轉(zhuǎn)。
[0074]繩索從機(jī)箱中導(dǎo)出，穿過繩索導(dǎo)套a600和繩索導(dǎo)套b601，繩索被引導(dǎo)至肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103處，通過繩索卡塊700固定在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103上。機(jī)箱中的電機(jī)通過驅(qū)動(dòng)繩索，繩索的對(duì)拉作用，使得肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103由初始位置相對(duì)于其中心軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0075]在肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)，肩部連接塊all6和肩部連接塊bll7的空間位置不發(fā)生變化，即二者可看成是固定不動(dòng)的機(jī)架，肩部圓盤bill固定在肩部連接塊all6上，又因?yàn)樵诒居?xùn)練裝置的使用過程，肩部圓盤allO與肩部圓盤bill固聯(lián)，因此肩部圓盤allO和肩部圓盤bill固定不動(dòng)。配重圓盤113與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103固聯(lián)，因此隨其繞中心軸線逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其中固定在配重圓盤113上的繩索穿過繩索導(dǎo)套c602與機(jī)箱中的配重聯(lián)接，用來平衡機(jī)械臂的自重，減少電機(jī)的輸出力矩，當(dāng)外部負(fù)載比較大時(shí)，能充分發(fā)揮電機(jī)的動(dòng)力。
[0076]肩部轉(zhuǎn)軸102與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103固聯(lián)，同時(shí)通過軸承固定在肩部連接塊al 16和肩部連接塊bll7上，可相對(duì)二者轉(zhuǎn)動(dòng)，因此肩部轉(zhuǎn)軸102可隨肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103 —起繞中心軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，其中肩部輔助板115與肩部轉(zhuǎn)軸102固聯(lián)，因此隨之繞肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的中心軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0077]角度傳感器107通過角度傳感器支架118固定在肩部連接塊bll7上，并且通過聯(lián)軸器119與肩部轉(zhuǎn)軸102聯(lián)接，起到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103轉(zhuǎn)過的角度的作用。
[0078]肩部連接板121、調(diào)節(jié)蓋板120、調(diào)節(jié)螺釘、肩肘連接板108構(gòu)成了一個(gè)長度可調(diào)機(jī)構(gòu)。通過松開調(diào)節(jié)螺釘，將肩肘連接板108上下移動(dòng)至合適的長度位置，再擰緊調(diào)節(jié)螺釘，即可完成機(jī)構(gòu)長度的調(diào)節(jié)，使本裝置具有能適應(yīng)不同患者的患肢尺寸的特點(diǎn)。其中肩部連接板121與肩部輔助板115、肩部轉(zhuǎn)軸102均固聯(lián)，因此隨之繞肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的中心軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，即此時(shí)肩部擺動(dòng)架104和肘部連接座214逆時(shí)針擺動(dòng)，使得帶動(dòng)整個(gè)肘部組件200繞肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103的中心軸線做逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0079]肩部連接架114固定在肩肘連接板108上，所述肩部擺動(dòng)架104上設(shè)置有導(dǎo)輪組c503和導(dǎo)輪組d504，導(dǎo)輪組c503和導(dǎo)輪組d504的軸線均水平設(shè)置，繩索a400和繩索b401分別從導(dǎo)輪組c503和導(dǎo)輪組d504繞過后固定連接在肘部驅(qū)動(dòng)圓盤201上。導(dǎo)輪組c503和導(dǎo)輪組d504分別固定在肩部連接架114的兩側(cè)，起到變換繩索a400和繩索b401空間走向的作用。
[0080]單獨(dú)從肘部組件200來看，肘部圓盤a208通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸202上，因此肘部圓盤a208可繞其中心軸線發(fā)生自轉(zhuǎn)，又因?yàn)樵谟?xùn)練裝置的使用過程中，肘部圓盤b207與肘部圓盤a208固聯(lián)，因此肘部圓盤a208和肘部圓盤b207可同步一起繞其中心軸線相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0081]弧形導(dǎo)軌滑塊302固定在肘腕連接座205上，其中弧形導(dǎo)軌303和弧形導(dǎo)軌滑塊302配合使用，在裝置的使用過程中，弧形導(dǎo)軌303可相對(duì)滑塊，繞軌道中心軸滑動(dòng)，由于弧形導(dǎo)軌303的滑動(dòng)是用于實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)的環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，又因?yàn)檐壍赖陌霃接袑ｉT的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，無法與實(shí)際人體手腕環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑相符合，因此本實(shí)用新型設(shè)計(jì)了一個(gè)弧形導(dǎo)軌配件301，其形狀與弧形導(dǎo)軌303相似，該弧形導(dǎo)軌配件301的半徑嚴(yán)格符合經(jīng)實(shí)驗(yàn)和統(tǒng)計(jì)所得到的實(shí)際人體手腕環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的半徑，以實(shí)現(xiàn)人體手腕的環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。又因?yàn)榛⌒螌?dǎo)軌連接件304固定在弧形導(dǎo)軌303上，同時(shí)弧形導(dǎo)軌配件301與弧形導(dǎo)軌連接件304固聯(lián)，因此二者可隨弧形導(dǎo)軌303 —起繞軌道的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，又因?yàn)槔K索是連接在弧形導(dǎo)軌配件301上的，因此最終實(shí)現(xiàn)的環(huán)轉(zhuǎn)半徑是弧形導(dǎo)軌配件301的半徑，這樣便巧妙實(shí)現(xiàn)了機(jī)構(gòu)回轉(zhuǎn)半徑的傳遞。
[0082]所述肩部定圓盤105包括肩部圓盤allO和肩部圓盤bill，所述肩部圓盤allO上設(shè)置有第一弧形孔106，有第二螺栓裝置112從第一弧形孔106內(nèi)穿過肩部圓盤allO和肩部圓盤bill，從而將肩部圓盤allO和肩部圓盤bill固定連接在一起。第二螺栓裝置112為螺釘，肩部圓盤allO和肩部圓盤bill之間通過螺釘擰緊來固定，在螺釘連接處設(shè)計(jì)了第一弧形孔106，使得肩部圓盤allO和肩部圓盤bill之間的相對(duì)位置能進(jìn)行調(diào)節(jié)，同樣的設(shè)計(jì)也用于肘部圓盤a208和肘部圓盤b207，使得肘部圓盤a208和肘部圓盤b207之間也可發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，裝置使用了一段時(shí)間后，繩索a400、繩索b401可能會(huì)變松，此時(shí)通過調(diào)節(jié)肩部圓盤allO、肩部圓盤bill，以及肘部圓盤a208、肘部圓盤b207兩兩之間的相對(duì)位置，可以使繩索重新恢復(fù)張緊的狀態(tài)，保證第一個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)可以順利進(jìn)行。肘部圓盤d212和肘部支撐板b210通過螺釘擰緊來固定，在螺釘連接處設(shè)計(jì)了第二弧形孔，因此通過調(diào)節(jié)肘部圓盤d212、肘部連接板206以及肘部圓盤d212、肘部圓盤c211兩兩之間的相對(duì)位置，可以使變松的繩索c403、繩索d404重新恢復(fù)張緊狀態(tài)，保證第二個(gè)耦合運(yùn)動(dòng)得以順利進(jìn)行。
[0083]正如上文中所提，本訓(xùn)練裝置在使用過程中，需保證螺釘處于擰緊狀態(tài)，此時(shí)肩部圓盤allO與肩部圓盤bill固聯(lián)不進(jìn)行自轉(zhuǎn)，肩部驅(qū)動(dòng)圓盤allO與肩部圓盤bill固聯(lián)以實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；肘部圓盤a208與肘部圓盤b207固聯(lián)以實(shí)現(xiàn)同步轉(zhuǎn)動(dòng)；肘部圓盤d212和肘部支撐板b210固聯(lián)，肘部圓盤c211和肘部圓盤d212固聯(lián)，肘部圓盤c211和肘部圓盤d212不能自轉(zhuǎn)。
[0084]所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900通過鋼管連接塊與肩部連接組件800固聯(lián)，其中，機(jī)箱中導(dǎo)出的鋼絲繩通過第二鋼絲繩導(dǎo)套5與第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900中的肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103連接，機(jī)箱中的第二電機(jī)組件通過鋼絲繩帶動(dòng)肩部驅(qū)動(dòng)圓盤103轉(zhuǎn)動(dòng)，將動(dòng)力傳遞給所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900，通過耦合運(yùn)動(dòng)，所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900輸出三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，即利用一個(gè)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)控制了三個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)，所述三個(gè)自由度均為主動(dòng)自由度，對(duì)應(yīng)實(shí)現(xiàn)了人體肩關(guān)節(jié)的前后屈伸運(yùn)動(dòng)，肘關(guān)節(jié)的前后屈伸運(yùn)動(dòng)以及腕關(guān)節(jié)的環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)自如，與前后機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)自然銜接，有著較好的柔順性和協(xié)調(diào)性。
[0085]參照?qǐng)D10，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000包括限位塊1001、直線導(dǎo)軌組件1002、腕部連接板1005、第一握把連接塊1006、第二握把連接塊1007以及握把1008，其中直線導(dǎo)軌組件1002由直線導(dǎo)軌滑塊1004和直線導(dǎo)向軌1003組成，直線導(dǎo)軌滑塊1004和第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900的弧形導(dǎo)軌連接件304相固聯(lián)，從而將整個(gè)腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000固定在第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900上，直線導(dǎo)向軌1003和直線導(dǎo)軌滑塊1004之間可沿軌道方向發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，因此可實(shí)現(xiàn)平行于腕部環(huán)轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)軸線方向的上下運(yùn)動(dòng)，第一握把連接塊1006上通過軸承安裝有銷軸1009，該銷軸1009可相對(duì)第一握把連接塊1006轉(zhuǎn)動(dòng)，又因?yàn)樗鲣N軸1009和第二握把連接塊1007固聯(lián)在一起，因此第二握把連接塊1007可相對(duì)第一握把連接塊1006轉(zhuǎn)動(dòng)，所述兩個(gè)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)配合，組成了腕部的兩個(gè)被動(dòng)自由度，所述的兩個(gè)被動(dòng)自由度可根據(jù)不同患者的使用情況作出自適應(yīng)調(diào)整，以適應(yīng)不同患者的患肢尺寸，同時(shí)當(dāng)本實(shí)用新型提供的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置參與到康復(fù)訓(xùn)練中時(shí)，患者的手部握住握把1008，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)1000便會(huì)隨患者手部在運(yùn)動(dòng)過程中所處的空間位置，自適應(yīng)地做出調(diào)整，使患肢與機(jī)構(gòu)之間不會(huì)產(chǎn)生干涉，不僅達(dá)到了符合人體工程學(xué)特點(diǎn)的要求，同時(shí)極大地提高了裝置的適應(yīng)能力和安全系數(shù)。
[0086]本訓(xùn)練裝置還設(shè)置有配重組件，配重組件包括第一配重組件、第二配重組件、第三配重組件和第四配重組件。其中第一配重組件和第二配重組件作用于肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)600，第三配重組件和第四配重組件分別作用于第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700和第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900。第一配重組件和第二配重組件主要用于平衡訓(xùn)練裝置的重量，提高訓(xùn)練裝置的安全系數(shù)，第三配重組件和第四配重組件分別固定在第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)700的第五肩部圓盤38和第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)900的配重圓盤113上，主要用于減少第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)和第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩，當(dāng)外部負(fù)載比較大時(shí)，能充分發(fā)揮電機(jī)的動(dòng)力。
[0087]本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:包括肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(600)、第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(700)、肩部連接組件(800)、第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(900)以及腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(1000)，所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(700)固定連接在肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(600)上，所述肩部連接組件(800)可轉(zhuǎn)動(dòng)連接在第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(700)上，所述第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(900)與肩部連接組件(800)固定連接，所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(1000)與第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(900)固定連接，所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(600)包括基板￠09)，所述基板(609)上設(shè)置有Z軸導(dǎo)向軌￠01)，Z軸導(dǎo)向軌(601)通過Z軸支座安裝在基板(609)上，所述Z軸導(dǎo)向軌￠01)上滑動(dòng)連接有Z軸滑塊￠02)，所述Z軸滑塊(602)上安裝有第一連接座(603)，所述第一連接座(603)上安裝有Y軸導(dǎo)向軌(604)，Y軸導(dǎo)向軌(604)上滑動(dòng)連接有Y軸滑塊￠05)，所述Y軸滑塊(605)上安裝有第二連接座(606)，所述第二連接座(606)上安裝有X軸滑塊￠07)，所述X軸滑塊(607)上滑動(dòng)連接有X軸導(dǎo)向軌(608)，所述X軸導(dǎo)向軌(608)與第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(700)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述第一耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)包括第一肩部組件及與該第一肩部組件可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的第二肩部組件，其中，所述第一肩部組件上設(shè)置有第一圓盤組件，所述第二肩部組件上設(shè)置有第二圓盤組件，且該第一圓盤組件與第二圓盤組件通過繩索連接，所述第一圓盤組件上的可在第一方向旋轉(zhuǎn)的可旋轉(zhuǎn)部件的旋轉(zhuǎn)可驅(qū)動(dòng)所述第二肩部組件相對(duì)該第一肩部組件轉(zhuǎn)動(dòng)，從而對(duì)所述繩索產(chǎn)生作用力，進(jìn)而可驅(qū)動(dòng)所述第二圓盤組件上的可旋轉(zhuǎn)部件在第二方向上的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)多自由度的耦合運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述第一圓盤組件包括第二肩部圓盤(14)、第三肩部圓盤(15)和作為其上可旋轉(zhuǎn)部件的第一肩部圓盤(9)，第一肩部圓盤(9)、第二肩部圓盤(14)和第三肩部圓盤(15)同軸套裝在一肩部豎直軸(11)上，其中所述第一肩部圓盤(9)與第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)動(dòng)力連接，可在該第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的作用下與肩部豎直軸(11)同步轉(zhuǎn)動(dòng)，所述第二肩部圓盤(14)和第三肩部圓盤(15)在裝置的使用過程中是平行固連為一體的，與所述第二圓盤組件連接的繩索的第一端和第二端分別固定設(shè)置在該第二肩部圓盤(14)和第三肩部圓盤(15)上；所述第二圓盤組件包括第四肩部圓盤(37)，所述繩索中部套在該第四肩部圓盤(37)的外圓周面上并進(jìn)而繃緊，從而使得所述第一圓盤組件與第二圓盤組件連接；所述第一肩部圓盤(9)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述第二肩部組件相對(duì)第一肩部組件轉(zhuǎn)動(dòng)，使得所述第二圓盤組件相對(duì)于所述第二肩部圓盤(14)和第三肩部圓盤(15)運(yùn)動(dòng)，從而使其中兩端固定在所述第二肩部圓盤(14)和第三肩部圓盤(15)的繩索的其中一端張緊而另一端放松，從而產(chǎn)生對(duì)拉而使得所述套在所述繩索上的第四肩部圓盤(37)繞其中心軸旋轉(zhuǎn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述第四肩部圓盤(37)上固定連接有第五肩部圓盤(38)，第五肩部圓盤(38)上連接有第三配重組件，用于減小第一驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述肩部三自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(600)上連接有第一配重組件和第二配重組件，用于平衡訓(xùn)練裝置的重量。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(900)包括第三肩部組件(100)、連接在第三肩部組件(100)上的肘部組件(200)和連接在肘部組件(200)上的腕部組件(300)，第三肩部組件(100)包括肩部連接座(101)，肩部連接座(101)上通過軸承安裝有肩部轉(zhuǎn)軸(102)，肩部轉(zhuǎn)軸(102)上固定安裝有肩部驅(qū)動(dòng)圓盤(103)和肩部擺動(dòng)架(104)，所述肩部驅(qū)動(dòng)圓盤(103)由第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，所述肘部組件(200)安裝在肩部擺動(dòng)架(104)上，肘部組件(200)包括固定連接在肩部擺動(dòng)架(104)上的肘部連接座(214)、固定安裝在肘部連接座(214)上的肘部轉(zhuǎn)軸(202)和通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸(202)上的肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)，肩部連接座(101)上固定安裝有肩部定圓盤(105)，肩部定圓盤(105)與肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)通過繩索a(400)和繩索b(401)連接，肩部驅(qū)動(dòng)圓盤(103)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肩部擺動(dòng)架(104)和肘部連接座(214)擺動(dòng)，使得繩索a (400)松馳而繩索b (401)張緊，繩索a (400)和繩索b (401)對(duì)拉從而使肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)實(shí)現(xiàn)肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)與肩部驅(qū)動(dòng)圓盤(103)轉(zhuǎn)向相同的自轉(zhuǎn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)上固定安裝有肘部擺動(dòng)架(203)，肘部擺動(dòng)架(203)通過軸承安裝在肘部轉(zhuǎn)軸(202)上，所述腕部組件(300)安裝在肘部擺動(dòng)架(203)上，肘部連接座(214)上固定安裝有肘部定圓盤(204)，所述腕部組件(300)包括安裝在肘部擺動(dòng)架(203)上的弧形導(dǎo)軌滑塊(302)，以及可相對(duì)弧形導(dǎo)軌滑塊(302)運(yùn)動(dòng)的弧形導(dǎo)軌(303)和固連在其上的弧形導(dǎo)軌連接件(304)及弧形導(dǎo)軌配件(301)，肘部擺動(dòng)架(203)上安裝有導(dǎo)輪組a (500)和導(dǎo)輪組b (501)，導(dǎo)輪組a (500)和導(dǎo)輪組b(501)均設(shè)置兩個(gè)以上，導(dǎo)輪組a (500)的軸線水平設(shè)置，導(dǎo)輪組b (501)的軸線豎直設(shè)置，所述肘部定圓盤(204)通過繩索c(403)和繩索d(404)與弧形導(dǎo)軌配件(301)相連接，弧形導(dǎo)軌配件(301)的中心軸線豎直設(shè)置，繩索c (403)從一側(cè)的導(dǎo)輪組a(500)和導(dǎo)輪組b(501)繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件(301)的一端，繩索d(404)從另一側(cè)的導(dǎo)輪組a(500)和導(dǎo)輪組b(501)繞過后連接在弧形導(dǎo)軌配件(301)的另一端，肘部驅(qū)動(dòng)圓盤(201)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)肘部擺動(dòng)架(203)擺動(dòng)，使得繩索c(403)松馳而繩索d (404)張緊，繩索c (403)和繩索d (404)對(duì)拉從而使弧形導(dǎo)軌配件(301)繞其豎直中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述肘部擺動(dòng)架(203)上安裝有弧形導(dǎo)軌滑塊(302)，所述弧形導(dǎo)軌滑塊(302)上安裝有弧形導(dǎo)軌(303)，所述弧形導(dǎo)軌(303)通過弧形導(dǎo)軌連接件(304)與弧形導(dǎo)軌配件(301)固定連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述肩部驅(qū)動(dòng)圓盤(103)上固定連接有配重圓盤(113)，所述配重圓盤(113)上連接有第四配重組件，用于減小第二驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出力矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于分組耦合驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述腕部二自由度自適應(yīng)機(jī)構(gòu)(1000)包括直線導(dǎo)軌組件(1002)，直線導(dǎo)軌組件(1002)包括固定連接在第二耦合運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(900)上的直線導(dǎo)軌滑塊(1004)，所述直線導(dǎo)軌滑塊(1004)上滑動(dòng)連接有直線導(dǎo)向軌(1003)，直線導(dǎo)向軌(1003)上固定連接有第一握把連接塊(1006)，所述第一握把連接塊(1006)通過銷軸(1009)鉸接有第二握把連接塊(1007)，所述第二握把連接塊(1007)上固定連接有握把(1008)，銷軸(1009)的軸線垂直于直線導(dǎo)向軌(1003)的移動(dòng)方向。
【文檔編號(hào)】A61H1/02GK204260995SQ201420666397
【公開日】2015年4月15日 申請(qǐng)日期:2014年11月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月10日
【發(fā)明者】熊蔡華, 柳鍇, 王婷, 陳文斌 申請(qǐng)人:華中科技大學(xué)