一种外骨骼上肢康复装置的制作方法

1.本发明涉及医疗康复领域，尤其涉及一种外骨骼上肢康复装置。


背景技术：

2.我国是人口大国，人口基数庞大，每年因各种事故导致的肢体伤残的人数在不断增加，且随着老龄化进程的加速，各种疾病导致老年人身体机能衰退，使我国医疗康复装置出现巨大空缺，供给严重不足。
3.康复外骨骼作为一种新型康复装置，深受各类群体欢迎。现有外骨骼装置为了实现既定功能，内部机构一般较为复杂，从而导致体积较大，后期维护困难，成本较高，价格昂贵，同时，体积的变大使得整体较为笨重，大小臂无法自由调节长短，对使用人群有一定的要求，通用性不足。现有外骨骼还存在刚性冲击和噪音大的问题，缺少人机交互，无法实时调控康复装置的使用力度，容易导致使用者二次伤害，且对康复装置本身也会造成损坏，降低使用寿命。
4.本背景技术部分中公开的以上信息仅用于理解本发明构思的背景技术，并且因此，它可以包含不构成现有技术的信息。


技术实现要素：

5.针对现有技术的缺陷与不足，提供一种外骨骼上肢康复装置，填补现有技术的空白与缺陷。
6.为实现上述目的，本发明的技术方案是提供一种外骨骼上肢康复装置，包括座椅和机器人骨骼，机器人骨骼包括左右手臂，镜像安装于座椅椅背上，左右手臂包括手柄部件、小臂部件、大臂部件和肩部部件，左右手臂转动关节和座椅均安装有转动模组，转动模组一体化设计，包括驱动装置、减速器和力矩传感器，驱动装置与减速器输入端固定相连，减速器输出端与力矩传感器固定相连，可实时监控与调节，提高安全性和可靠性。
7.进一步的，为增加外骨骼使用精度和提高人机交互能力，实现实时反馈与调控，驱动装置包括固定座、固定座压盖、光栅读数头、光栅盘、垫圈、定子、转子和电机连接轴，电机连接轴一端与减速器输入端相连，一端固定连接有光栅盘，且整体与转子固定连接，转子外部安装有定子，定子与固定座固定相连，固定座压盖安装于固定座一端，光栅读数头固定安装于固定座压盖内部，固定座压盖与定子之间安装有垫圈，整体设计简单紧凑，一体化设计。
8.进一步的，座椅包括椅面、椅背、第一转动模组和手臂安装板，第一转动模组通过第一转接板与椅面固定相连，第一转动模组输出端与椅背一端通过椅背连接盘连接，椅背另一端通过轴承与第二连接板连接，实现椅背的倾斜度调节，达到腰部康复的功能，手臂安装板固定安装于椅背后方。
9.进一步的，手柄部件包括手柄、手柄连接板、第二转动模组和第三连接板，手柄与手柄连接板可转动相连，第二转动模组分别与手柄连接板和第三连接板相连，实现手腕康
复功能。
10.进一步的，小臂部件包括第三转动模组和小臂，第三转动模组分别与小臂和第三连接板相连。大臂部件包括第四转动模组、第五转动模组和大臂，第四转动模组分别与小臂和大臂相连，第五转动模组分别与第四转接板和大臂相连。
11.进一步的，肩部部件包括第六转动模组、第七转动模组、第八转动模组、第九转动模组、第五连接板、第六连接板、平行四边形连接机构第七连接板，第六转动模组分别连接第四转接板与第五转接板，第七转动模组分别连接第五转接板与第六转接板，第八转动模组分别连接平行四边形连接机构与第七连接板，平行四边形连接机构同时连接第六转接板和第七转接板，第九转动模组分别连接第七连接板与手臂安装板。
12.进一步的，平行四边形连接机构包括拧紧部件和旋转连接板，拧紧部件包括第一手拧螺栓、支撑固定柱、轴承、挡片和螺钉，支撑固定柱一端开设有滑槽，能够起到调节导向和防止拧紧部件松落的功能，平行四边形连接机构一侧通过拧紧部件与第六连接板相连，另一侧一顶点通过拧紧部件与第七连接板相连，一顶点与第八转动模组相连。
13.进一步的，大臂部件、小臂部件以及肩部部件均设置有伸缩调节机构，大臂、小臂、旋转连接板均开设有调节槽口和第二手拧螺栓，能够适应不同群体的使用需求。
14.进一步的，为使结构简单紧凑、减轻重量、降低成本，所述装置部件均采用板材件加工而成。
15.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：本发明使用板材件加工制作，结构简单紧凑，重量轻，在实际使用过程中不会产生刚性冲击，设置力矩传感器和驱动装置，具备实时反馈、实时动态调整的功能，保护性强，稳定可靠，大小臂的伸缩机构调节可以适应不同人群使用，增加了适用性，具有广泛的应用前景和市场价值。
16.为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细描述。
附图说明
17.图1为本发明的外形结构立体图；
18.图2为本发明的左臂结构立体图；
19.图3为本发明的转动模组剖视图；
20.图4为本发明的拧紧部件安装剖视图；
21.图5为本发明的座椅安装部分剖视图；
22.图6为本发明的大小臂及伸缩调节机构。
23.图中：1001-座椅；1002-机器人骨骼；101-手柄部件；102-小臂部件；103-大臂部件；104-肩部部件；105-驱动装置；106-力矩传感器；107-减速器；108-第一转动模组；109-第二转动模组；110-第三转动模组；111-第四转动模组；112-第五转动模组；113-第六转动模组；114-第七转动模组；115-第八转动模组；116-第九转动模组；117-平行四边形连接机构；118-拧紧部件；1-手柄；2-手柄连接板；3-第三连接板；4-小臂；5-大臂；6-第四连接板；7-第五连接板；8-第六连接板；9-旋转连接板；10-第七连接板；11-手臂安装板；12-电机连接轴；13-转子；14-固定座；15-垫圈；16-光栅读数头；17-固定座压盖；18-光栅盘；19-定子；20-挡片；21-螺钉；22-轴承；23-支撑固定柱；24-第一手拧螺栓；25-椅背；26-椅面；27-椅背
连接盘；28-第一转接板；29-第二连接板；30-轴承；31-调节槽口；32-第二手拧螺栓。
具体实施方式
24.下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
25.需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
26.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
27.实施例一：
28.如图1-3所示，一种外骨骼上肢康复装置，包括座椅1001和机器人骨骼1002，机器人骨骼1002包括左右手臂，镜像安装于座椅椅背25后方，左右手臂包括手柄部件101、小臂部件102、大臂部件103和肩部部件104，左右手臂转动关节和座椅均安装有转动模组，转动模组一体化设计，包括驱动装置105、减速器107和力矩传感器106，驱动装置105与减速器107输入端固定相连，减速器107输出端与力矩传感器106固定相连，可实时监控与调节，提高安全性和可靠性。
29.为增加外骨骼使用精度和提高人机交互能力，实现实时反馈与调控，驱动装置105包括固定座14、固定座压盖17、光栅读数头16、光栅盘18、垫圈15、定子19、转子13和电机连接轴12，电机连接轴12一端与减速器107输入端电性连接，一端固定连接有光栅盘18，且整体与转子13固定连接，转子13外部安装有定子19，定子19与固定座14固定相连，固定座压盖17安装于固定座14一端，光栅读数头16固定安装于固定座压盖17内部，固定座压盖17与定子19之间安装有垫圈15，整体设计简单紧凑，一体化设计。
30.座椅1001包括椅面26、椅背25、第一转动模组108和手臂安装板11，第一转动模组108通过第一转接板28与椅面26固定相连，第一转动模组108输出端与椅背25一端通过椅背连接盘27连接，椅背25另一端通过轴承30与第二连接板29连接，实现椅背25的倾斜度调节，达到腰部康复的功能，手臂安装板11固定安装于椅背25后方。
31.手柄部件101包括手柄1、手柄连接板2、第二转动模组109和第三连接板3，手柄1与手柄连接板2可转动相连，第二转动模组109分别与手柄连接板2和第三连接板3相连，实现手腕康复功能，其中，手柄连接板2与第二转动模组109的力矩传感器106相连，实时监控力矩变化，第二转动模组109的减速器107与第三连接板3相连，从而实现第二转动模组109的固定。其余关节转动模组安装均采用以上方式，下文不再详细描述。
32.在本实施例中，设置有转动模组，转动模组包括驱动装置105和力矩传感器106，配
合减速器107，能够有效对康复人员进行力度调节，可以做到对应人员使用相应的转动力度，设置的手柄部件101有助于患者进行手腕康复，根据力矩传感器106的显示数据，能够对手柄部件101的转动出力进行实时监测。
33.实施例二：
34.参考图1-6，在本实施例中，除了实施例1中所描述的座椅1001和机器人骨骼1002中的手柄部件101外，还设置有小臂部件102和肩部部件104，小臂部件102包括第三转动模组110和小臂4，第三转动模组110分别与小臂4和第三连接板3相连。大臂部件103包括第四转动模组111、第五转动模组112和大臂5，第四转动模组111分别与小臂4和大臂5相连，第五转动模组112分别与第四转接板6和大臂5相连。大臂5和小臂4均有两部分组成，且设置有调节槽口31和第二手拧螺栓32，可根据使用者体型调节大小臂的长度，增加了适用性。
35.肩部部件104包括第六转动模组113、第七转动模组114、第八转动模组115、第九转动模组116、第五连接板7、第六连接板8、平行四边形连接机构117和第七连接板10，第六转动模组113分别连接第四转接板6与第五转接板7，第七转动模组114分别连接第五转接板7与第六转接板8，第八转动模组115分别连接平行四边形连接机构117与第七连接板10，平行四边形连接机构117同时连接第六转接板8和第七转接板10，第九转动模组116分别连接第七连接板10与手臂安装板11，实现关节自由转动，增加自由度，符合人体手臂运动锻炼要求。
36.平行四边形连接机构117包括拧紧部件118和旋转连接板9，拧紧部件118包括第一手拧螺栓24、支撑固定柱23、轴承22、挡片20和螺钉21，第一手拧螺栓24穿过旋转连接板9与支撑固定柱23配合，支撑固定柱23通过轴承22与第六连接板8相连，轴承22上方安装有挡片20，通过螺钉21与支撑固定柱23相连，支撑固定柱23一端开设有滑槽，能够起到调节导向和防止拧紧部件松落的功能，平行四边形连接机构117一侧通过拧紧部件118与第六连接板8相连，另一侧一顶点通过拧紧部件118与第七连接板10相连，一顶点与第八转动模组115相连，旋转连接板设置有调节槽口31，控制肩宽，适应不同人群，为使结构简单紧凑、减轻重量、降低成本，本发明采用板材件加工而成。
37.在本实施例中，设置的小臂和大臂部件能够根据患者的手臂长度进行大小臂的长度调节，满足不同患者的身体情况，设置的肩部部件上的转动模组能够帮助外骨骼进行关节的灵活转动，增加自由度，符合人体手臂运动锻炼要求，在旋转连接板处设置调节槽口，能够根据患者的肩宽进行装置的调节，提高康复装置的适用范围。
38.需要强调的是：以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。