一种电机绳索混合驱动装置的制作方法

本发明属于医疗器械机械传动技术领域，尤其涉及到一种电机绳索混合驱动装置。

背景技术：

首先，我国是脑中风发病率最高的国家，而且中风也是我国死亡率最高的疾病之一。随着我国经济的快速发展，医疗条件逐步得到改善，脑卒中后的幸存者越来越多。然而脑卒中后遗症的治疗费用却成了这些患者家庭的沉重经济负担。在幸存者中有很多会留有不同程度的残疾。对于中风病人，对其偏瘫部位进行康复训练是十分重要和关键的医疗手段。

目前，国内外上肢康复训练机器人在用于上肢运动功能障碍患者进行治疗和康复训练时存在诸多缺点和不足，主要有：支持活动的关节单一或较少、尤其是未把小臂旋转和腕部指部等关节的运动集成于系统和装置中使得个体适应性差，不能根据不同患者进行装置的调整或调整不方便；支持的运动模式单一，只能进行被动运动或者装置不具备驱动功能；舒适性较差，不能较好地实现人机协调和统一；不能激发患者训练的兴趣；不能较好地解决力量和位置过载等安全问题。电机的直接驱动使得小臂旋转和腕部指部等关节的自身配重过大，这不仅使得整机的控制难度增加，同时安全性能降低。

本发明提出的一种电机绳索混合驱动装置：采用电机绳索混合驱动装置，将电机后移至基座上，就可以有效的减轻腕关节的重量。使得腕关节部分的控制更为方便、结构更为简单紧凑，整机更加安全。

技术实现要素：

一种电机绳索混合驱动装置，包括基板、驱动电机基座、压轮基座、前驱动电机、前压轮、后压轮、后驱动电机、第一前驱动齿轮、第二前驱动齿轮、前齿形带、后齿形带、固定扣、后绳索基座、前绳索基座、第二钢丝绳软管和第一钢丝绳软管；

所述基板上端面上左侧设置有前压轮、后压轮；所述前压轮和后压轮并列分布；所述前压轮和后压轮右侧对应位置处设置有前驱动电机和后驱动电机；所述前驱动电机和后驱动电机右侧对应位置处设置有前绳索基座、后绳索基座；

所述前压轮、后压轮固定在压轮基座上；所述压轮基座置于纵向的滑动槽上；滑动槽固定在基板上；所述前驱动电机通过驱动电机基座固定在基板上；

所述前驱动电机输出端连接有第一前驱动齿轮；所述第一前驱动齿轮与前齿形带配合；所述后驱动电机输出端连接有第二前驱动齿轮；所述第二前驱动齿轮与后齿形带配合；所述后齿形带的两端均通过固定扣与钢丝绳软管连接；所述第二钢丝绳软管穿过后绳索基座上开设的孔连接到大圆盘槽轮的槽内；所述第一钢丝绳软管穿过前绳索基座上开设的孔连接到小圆盘槽轮的槽内；所述大圆盘槽轮通过小六号轴固定在卡扣支架上；所述小圆盘槽轮通过小七号轴固定在L型板上；

进一步的，所述第二钢丝绳软管两端分别穿过后绳索末端基座上开的孔后连接到大圆盘槽轮。

进一步的，所述第一钢丝绳软管两端分别穿过前绳索末端基座上开的孔后连接到小圆盘槽轮。

进一步的，所述调节板上开设有槽，槽上固定有后绳索末端基座；调节板另一端固定有卡扣支架；卡口支架上安装有小六号轴。

有益效果：

采用电机绳索混合驱动装置，将电机后移至基座上，机器人的腕关节部分采用驱动电机-钢丝绳-圆盘槽轮驱动该自由度，就可以有效的减轻腕关节的重量。使得腕关节部分的控制更为方便、结构更为简单紧凑，整机更加安全。

附图说明

附图1为电机绳索混合驱动装置整体结构示意图。

附图2为图1中电机、齿形带及压轮组成的动力源模块部分示意图；

附图3为图1钢丝绳以及软管组成的动力传动模块部分示意图；

附图4为图1驱动带轮及齿形带轮组成的驱动模块部分示意；

附图5为图4驱动带轮及齿形带轮组成的驱动模块局部示意图。

附图标记如下：

1-基座横板；2-驱动电机基座；3-压轮基座；4-前驱动电机；5-滑动槽；6-前压轮；7-后压轮；8-后驱动电机；9-第一前驱动齿轮；10-第二前驱动齿轮；11-前齿形带；12-后齿形带；13-第一固定扣；14-后绳索基座；15-前绳索基座；16-第二钢丝绳软管；17-调节板；18-后绳索末端基座；19-卡扣支架；20-大圆盘槽轮；21-小六号轴；22-L型板；23-前绳索末端基座；24-第二固定扣；25-小圆盘槽轮；26-手托；27-小七号轴；28-第一钢丝绳软管。

具体实施方式

为对本发明的技术方案进一步的了解，现结合附图如下描述：

一种电机绳索混合驱动装置，包括基板1、驱动电机基座2、压轮基座3、前驱动电机4、前压轮6、后压轮7、后驱动电机8、第一前驱动齿轮9、第二前驱动齿轮10、前齿形带11、后齿形带12、固定扣13、后绳索基座14、前绳索基座15、第二钢丝绳软管16和第一钢丝绳软管28；

基板1上端面上左侧设置有前压轮6、后压轮7；所述前压轮6和后压轮7并列分布；所述前压轮6和后压轮7右侧对应位置处设置有前驱动电机4和后驱动电机8；所述前驱动电机4和后驱动电机8右侧对应位置处设置有前绳索基座15、后绳索基座14；

前压轮6、后压轮7固定在压轮基座3上；所述压轮基座3置于纵向的滑动槽5上；滑动槽5固定在基板1上；所述前驱动电机4通过驱动电机基座2固定在基板1上；

前驱动电机4输出端连接有第一前驱动齿轮9；所述第一前驱动齿轮9与前齿形带11配合；所述后驱动电机8输出端连接有第二前驱动齿轮10；所述第二前驱动齿轮10与后齿形带12配合；所述后齿形带12的两端均通过第一固定扣13与第二钢丝绳软管16连接；所述第二钢丝绳软管16穿过后绳索基座14上开设的孔连接到大圆盘槽轮20的槽内；所述第一钢丝绳软管28穿过前绳索基座15上开设的孔连接到小圆盘槽轮25的槽内；所述大圆盘槽轮20通过小六号轴21固定在卡扣支架19上；所述小圆盘槽轮25通过小七号轴27固定在L型板22上；

第二钢丝绳软管16两端分别穿过后绳索末端基座18上开的孔后连接到大圆盘槽轮20。

第一钢丝绳软管28两端分别穿过前绳索末端基座23上开的孔后连接到小圆盘槽轮25。

调节板17上开设有槽，槽上固定有后绳索末端基座18；调节板17另一端固定有卡扣支架19；卡口支架19上安装有小六号轴21。

结合附图1和2，电机、齿形带及压轮组成的动力源模块部分包括基座横板1作为整个装置的基板，其上固定安装了驱动电机基座2、前绳索基座15以及后绳索基座14，此外，其上还开有滑动槽5用来安装压轮基座3，压轮基座3在基座横板1上可以滑动，这样就可以使得前压轮6后压轮7有效的使前齿形带11后齿形带12与前驱动齿轮9前驱动齿轮10压紧。前驱动电机4后驱动电机8安装在驱动电机基座2上，两个驱动电机安装有前驱动齿轮9后驱动齿轮10。在此模块中：前驱动电机4后驱动电机8作为动力源，通过前驱动齿轮9前驱动齿轮10之后传递到前齿形带11后齿形带12为后面的运行部件提供动力。

结合3和4，钢丝绳以及软管组成的动力传动模块部分包括钢丝绳通过第一固定扣13连接到齿形带上，之后，通过钢丝绳软管16的导向转递到末端的执行机构。前绳索基座15以及后绳索基座14固定上钢丝绳软管16，之后，将钢丝绳软管16固定在末端前绳索末端基座23以及后绳索末端基座18上。在此模块中：第一固定扣13将上一模块的动力传递到钢丝绳上，同时，钢丝绳软管16为钢丝绳的动力传递提供通道，使动力有效的向后一模块传递。

结合4和5，驱动带轮及齿形带轮组成的驱动模块部分包括调节板17上开长槽用来安装后绳索末端基座18，其另一端连接上卡扣支架19，卡口支架19上通过小六号轴21安装大圆盘槽轮20，L型板22安装在大圆盘槽轮20。小圆盘槽轮25通过小七号轴27连接在L型板22，之后，通过固定扣24使得小圆盘槽轮25完全固定，手托26安装在小圆盘槽轮25上随之运动。前绳索末端基座23这被用来固定钢丝绳软管16。在此模块中：前绳索末端基座23与后绳索末端基座18固定好钢丝绳软管16后，钢丝绳这分别连接到小圆盘槽轮25与大圆盘槽轮20，这时，上一个模块的动力就被传递到小圆盘槽轮25与大圆盘槽轮20实现小圆盘槽轮25与大圆盘槽轮20的转动。之后，大圆盘槽轮20的转动带动L型板22使之摆动，实现腕关节桡侧屈/尺侧屈等运动。而小圆盘槽轮25的转动带动手托26使之摆动。实现腕关节背伸/掌屈等运动。

该驱动装置有效的解决了七自由度上肢康复机器人前臂过重所带来的控制与安装的不便。例如：在上肢康复机器人中，共有七个自由度的运动。在其七个自由度的配合下，机器人可以模拟并实现人体上肢的各项运动，七个自由度既可以单独实现各个关节的独立运动也可以各个关节的联合运动实现空间运动。对于其肩关节与肘关节的运动模块可以有电机直接驱动，方便快捷。但是，其腕关节处在机器人的末端，力臂较大，从而产生的力矩也较大，所以应避免腕关节有较大的重量，即减轻腕关节的重量，使之产生的力矩尽量减小，这样，采用电机绳索混合驱动装置，将电机后移至基座上，就可以有效的减轻腕关节的重量。使得腕关节部分的控制更为方便、结构更为简单紧凑，整机更加安全。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。