CN109620632B - 上肢康复机器人自适应臂托装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种上肢康复机器人自适应臂托装置，包括基座，其特征在于，还设有：弧形轨道，与所述基座相固定；滑座，沿所述弧形轨道滑动；臂托板，转动安装在所述滑座上。本发明的上肢康复机器人自适应臂托装置，通过弧形轨道，滑座和臂托板三者之间的相互作用实现患者高自由度训练，达到柔性交互的目的，防止二次损伤，使患者能够更加舒适健康地训练，有助于患者的恢复。

Description

上肢康复机器人自适应臂托装置

技术领域

本发明涉及一种医疗设备，具体涉及一种上肢康复机器人自适应臂托装置。

背景技术

医学理论与实践证明，对于脑卒中导致的偏瘫患者通过大量重复性的功能训练可以在一定程度上恢复肢体运动功能。使用康复机器人辅助康复训练可以节省大量的人力物力，并且能够对患者的康复水平进行实时量化的评估，对整个康复行业产生了非常积极的影响。

研究证明在康复训练中单关节单独训练比多关节同时训练更为有效，为减小非训练关节对训练关节的干扰作用，在康复机器人中需设计固定装置在一定程度上固定非训练关节。基于此设计原则，偏瘫患者在进行腕关节屈曲/伸展运动、内收/外展运动以及前臂的旋前/旋后运动时，上肢康复机器人需设计臂托装置在一定程度上固定前臂以提升训练效果。

在现有上肢康复机器人中，多数臂托装置采用半圆柱壳结构托住人体前臂并利用扎带束紧实现固定，往往不具备足够的自由度，而臂托是实现人机交互的一种装置，彻底的固定无法达到柔性交互，增加了使用者的不舒适感，甚至造成二次伤害。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供一种上肢康复机器人自适应臂托装置，用于患者顺利完成上肢康复训练，达到柔性交互，去除使用者的不舒适感，防止二次损伤。

本发明提供一种上肢康复机器人自适应臂托装置，包括基座，还设有：

弧形轨道，与所述基座相固定；

滑座，沿所述弧形轨道滑动；

臂托板，转动安装在所述滑座上。

以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。

在其中一种实施方式，还设有作用在臂托板与滑座之间、在臂托板与滑座相对转动时形变的第一缓冲件。

在其中一种实施方式，臂托板通过枢轴安装在滑座上，且臂托板与滑座之间轴向可相对运动，所述上肢康复机器人自适应臂托装置还包括作用在臂托板与滑座之间、在臂托板与滑座轴向相对运动时形变的第二缓冲件。

在其中一种实施方式，所述枢轴固定于滑座上，所述臂托板设置有与所述枢轴相配合的轴套。

在其中一种实施方式，所述滑座的顶面设有处在枢轴外围的安装槽，安装槽内壁设置第一阻挡件，轴套的一部分伸入安装槽内作为第二阻挡件，所述第一缓冲件位于安装槽中且周向上分别与第一阻挡件和第二阻挡件相抵。

在其中一种实施方式，所述第二缓冲件设置在安装槽的槽底部位，在第二缓冲件上方设置有浮动板，所述第一缓冲件安置在该浮动板上，所述轴套的端面沿安装槽周向与第一缓冲件相抵。

在其中一种实施方式，所述轴套的内壁设有限位台阶，所述枢轴上设有限位杆，该限位杆的一端在轴套内延伸至限位台阶上方，且限位杆的端部设有与限位台阶相抵的防脱头。

在其中一种实施方式，还设有将所述滑座保持在弧形轨道预定位置上的锁定件。

在其中一种实施方式，所述弧形导轨的两端均设有限位部，所述限位部用于限制位于弧形导轨上滑动机构的位移。

在其中一种实施方式，所述基座高度可调。

本发明的上肢康复机器人自适应臂托装置，设有弧形轨道，滑座和臂托板，并且臂托板转动安装在滑座上，臂托板通过滑座可在弧形轨道上滑动，从而实现患者能够顺利完成上肢康复训练，通过三者之间的相互作用实现患者高自由度训练，达到柔性交互，防止二次损伤，去除使用者的不舒适感。

附图说明

图1为上肢康复机器人自适应臂托装置结构示意图；

图2为上肢康复机器人自适应臂托装置中滑座示意图；

图3为上肢康复机器人自适应臂托装置中滑座剖视图；

图4为上肢康复机器人自适应臂托装置中臂托板示意图；

图5为上肢康复机器人自适应臂托装置中臂托板剖视图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的实施例仅用以理解本发明，并不限定本发明。

参考图1-图5，本发明的一个实施例，本实施例中的上肢康复机器人自适应臂托装置，包括基座，还设有：

弧形轨道，与所述基座相固定；

滑座，沿所述弧形轨道滑动；

臂托板，转动安装在所述滑座上。

本实施例中的上肢康复机器人自适应臂托装置，臂托板安装在滑座上，滑座与弧形轨道相配合，从而臂托板可通过滑座在弧形轨道上进行滑动，并且由于臂托板转动安装在滑座上，所以臂托板可实现在滑座上相对于滑座水平转动，当患者使用此上肢康复机器人自适应臂托装置时，康复训练的自由度更高，实现人机柔性交互，去除了传统臂托装置的不舒适感，防止二次伤害。

进一步的，本实施例中的上肢康复机器人自适应臂托装置还设有作用在臂托板1与滑座2之间、在臂托板1与滑座2相对转动时形变的第一缓冲件6。

由于臂托板1转动安装在滑座2上，当臂托板1在滑座2上相对旋转时，第一缓冲件6用于缓冲两者间的转动，其中，在本实施例中，第一缓冲件6为弧形螺旋弹簧，值得说明的是，在其他实施方式中，第一缓冲件6也可以为其他缓冲装置，只要能达到缓冲臂托板1与滑座2之间旋转运动的目的即可。

参考图2和图4，臂托板1是通过枢轴21安装在滑座2上的，其中臂托板1与滑座2之间可沿着枢轴21的轴向相对运动，此外，在臂托板1与滑座2之间还设有两者轴向相对运动时形变的第二缓冲件7。

如图3所示，在本实施例中，第二缓冲件7为直线形螺旋弹簧，同上，在其他实施例中，第二缓冲件7也可为其他缓冲装置，只需满足缓冲臂托板1与滑座2之间沿着枢轴21轴向的相对运动即可。

进一步的，参考图2和图4，枢轴21固定于滑座2上，臂托板1设有与枢轴21相配合的轴套11。

具体的，枢轴21固定在滑座2上，目的是方便臂托板1与滑座2之间的连接，其中臂托板1上设有轴套11，轴套11与枢轴21相配合，用于方便臂托板1与枢轴21之间的连接。

在本实施例，臂托板1上轴套11的结构如图4所示，为截面是半圆环形的柱体，值得说明的是，此轴套11的具体形状结构为本实施例中的，在其他实施方式中也可为其他结构，只要轴套11能够与枢轴21相配合即可。

如图2和图3所示，滑座2的顶面设有处在枢轴21外围的安装槽22，安装槽22围绕着枢轴21，设置安装槽22的目的是用于放置第一缓冲件6和第二缓冲件7。

其中安装槽22的内壁设置第一阻挡件23，臂托板1与滑座2转动安装时，轴套11的一部分伸入安装槽22内作为第二阻挡件，第一缓冲件6位于安装槽23中且周向上分别与第一阻挡件23和第二阻挡件相抵；第二缓冲件7设置在安装槽22的槽底部位，在第二缓冲件7上方设置有浮动板24，第二缓冲件7置于浮动板24与安装槽22的槽底之间，第一缓冲件6安置在该浮动板24上，作为第二阻挡件的轴套11的端面沿安装槽周向与第一缓冲件6相抵。

具体的，在本实施例中，第一阻挡件23为分隔板，并且分隔板与浮动板24相连接，分隔板通过安装槽22内壁上的定位槽25设置在安装槽22内，浮动板24套设在枢轴21上，其中分隔板在定位槽25内可沿着枢轴21轴向运动，其中，作为第一缓冲件6的弧形螺旋弹簧为两个，均放置在浮动板24上，且两个弧形螺旋弹簧均与作为第一阻挡件23的分隔板和作为第二阻挡件的轴套11相抵，作为第二缓冲件7的直线形螺旋弹簧置于安装槽22槽底与浮动板24之间。

进一步的，当臂托板1与滑座2连接，位于臂托板1上的轴套11作为第二阻挡件时，轴套11分别与浮动板24和作为第一缓冲件6的两个弧形螺旋弹簧相抵，当臂托板1与滑座2相对转动时，两个弧形螺旋弹簧会起到周向缓冲作用，当臂托板1与滑座2之间沿枢轴21轴向相对运动时，置于浮动板24与安装槽22槽底之间的直线形螺旋弹簧会起到轴向缓冲作用，从而保证患者训练顺利进行，增加患者康复训练的舒适感。

值得说明的是，在其他实施例中，第一阻挡件23也可为其他阻挡结构，分隔板只是本实施例中的选取，其他实施例中，第一阻挡件23与在安装槽22的内壁也为一体结构或其他连接方式，第一阻挡件23与浮动板24也可不必相连接，只需满足第一阻挡件23阻挡第一缓冲件6，浮动板24分隔第一缓冲件6和第二缓冲件7即可。

如图4所示，轴套11的内壁设有限位台阶111，枢轴21上设有限位杆211，该限位杆211的一端在轴套11内延伸至限位台阶111上方，且限位杆211的端部设有与限位台阶111相抵的防脱头212。

在本实施例中，限位杆211为限位螺栓，防脱头212为防脱片，当臂托板1通过枢轴21与滑座2相连接时，位于枢轴21上的限位螺栓与位于限位台阶111上的防脱片相互作用，限位螺栓又与枢轴21相连接，从而保证臂托板1与滑座2之间的转动安装。

进一步的，在本实施例中，为保证基座4与弧形轨道3之间固定连接，还设有弧形板5，其中弧形板5与弧形轨道3相适应，弧形滑轨3设置在形状贴合的弧形板5上，弧形板5与基座4相连接。

具体的，滑座2以及臂托板1均处在弧形板5所半包围的区域内。

其中，在本上肢康复机器人自适应臂托装置上还设有将所述滑座保持在弧形轨道预定位置上的锁定件。

在本实施例中，锁定件为定位螺栓8，在滑座2底部设有第一定位孔，在弧形轨道3的最低处设有第二定位孔，第二定位孔贯通弧形轨道3和弧形板5，第一定位孔与第二定位孔均设有与定位螺栓8相配合的螺纹，其中定位螺栓8与第二定位孔相配合，当滑座2处于弧形轨道3的最低处时，第一定位孔与第二定位孔位置相对，通过扭转定位螺栓8可连接第一定位孔与第二定位孔，从而达到固定滑座2的目的。

值得说明的是，在其他实施例中，第二定位孔的数量可为多个，并均匀分布在弧形轨道3上；或在其他实施例中，可采用其他锁定件，只需满足将滑座2保持在弧形轨道3预定位置上即可。

如图1所示，弧形轨道3的两端均设有限位部31，限位部31用于限制位于弧形导轨3上滑座2的位移，防止滑座2滑出弧形轨道3，保证滑座2在弧形轨道3上正常滑动。

在本实施例中，位于弧形轨道3两端的限位部31为限位螺钉，且固定在弧形轨道上，在其他实施例中，也可为限位块或其他限位装置，只要满足滑座2不会滑出弧形轨道3即可。

进一步的，此上肢康复机器人自适应臂托装置基座4高度可调。

参考图1，本实施例中的基座4为Y型基座，包括Y型件41、固定座42和固定螺栓43，Y型件41部分置于固定座42中，固定座42上设有固定螺栓43，其中Y型件41置于固定座42中的部分可调整，并可通过旋紧固定螺栓43达到固定Y型件41置于固定座42中部分的目的，从而实现基座4的可调整。

值得说明的是，实现基座4高度可调的方式有很多种，在其他实施例中，也可采用其他方式，这里并不作为限定。

综上所述，本发明在本实施例中可达到如下效果：

当患者在训练前臂旋前/旋后运动时，臂托板可跟随患者前臂依靠滑座在弧形轨道上进行滑动。

当患者在训练腕关节屈曲/伸展运动时，臂托板可跟随前臂依靠滑座组件中的直线形螺旋弹簧在沿着枢轴轴向上小范围运动，直线形螺旋弹簧起到一定缓冲作用，增加患者训练时的舒适感。

当患者在训练腕关节内收/外展运动时，臂托板可跟随前臂依靠滑座组件中的两个弧形螺旋弹簧在沿着枢轴周向上小范围运动，弧形螺旋弹簧同样起到一定缓冲作用，有利于患者的康复训练。

此上肢康复机器人自适应臂托装置，增加了多个自由度，实现柔性交互，提升了患者在康复训练时的舒适感。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.上肢康复机器人自适应臂托装置，包括基座，其特征在于，还设有：

弧形轨道，与所述基座相固定；

滑座，沿所述弧形轨道滑动；

臂托板，转动安装在所述滑座上；

还设有作用在臂托板与滑座之间、在臂托板与滑座相对转动时形变的第一缓冲件；

臂托板通过枢轴安装在滑座上，且臂托板与滑座之间轴向可相对运动，所述上肢康复机器人自适应臂托装置还包括作用在臂托板与滑座之间、在臂托板与滑座轴向相对运动时形变的第二缓冲件。

2.如权利要求1所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述枢轴固定于滑座上，所述臂托板设置有与所述枢轴相配合的轴套。

3.如权利要求2所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述滑座的顶面设有处在枢轴外围的安装槽，安装槽内壁设置第一阻挡件，轴套的一部分伸入安装槽内作为第二阻挡件，所述第一缓冲件位于安装槽中且周向上分别与第一阻挡件和第二阻挡件相抵。

4.如权利要求3所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述第二缓冲件设置在安装槽的槽底部位，在第二缓冲件上方设置有浮动板，所述第一缓冲件安置在该浮动板上，所述轴套的端面沿安装槽周向与第一缓冲件相抵。

5.如权利要求4所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述轴套的内壁设有限位台阶，所述枢轴上设有限位杆，该限位杆的一端在轴套内延伸至限位台阶上方，且限位杆的端部设有与限位台阶相抵的防脱头。

6.如权利要求5所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，还设有将所述滑座保持在弧形轨道预定位置上的锁定件。

7.如权利要求6所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述弧形轨道的两端均设有限位部，所述限位部用于限制位于弧形轨道上滑动机构的位移。

8.如权利要求7所述的上肢康复机器人自适应臂托装置，其特征在于，所述基座高度可调。

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