一种三自由度上肢医疗康复装置的制作方法

1.本实用新型属于康复医疗技术领域，尤其涉及一种三自由度上肢医疗康复装置。


背景技术：

2.随着社会老龄化程度的加剧、脑卒中等疾病引起的上肢功能障碍患者逐渐增多。随着医疗技术的快速发展，脑卒中不再是危害生命的疾病，但脑损伤引起的偏瘫等运动功能障碍给患者的家庭和社会带来了沉重的负担。对于具有上肢运动功能的障碍患者需要在一定外界的辅助下就能自主完成某些动作，如在矢状面上给予患者一定的支撑，他就可以在水平方向上自主运动。同时，随着人们对生活水平质量的提高，患者都会选择去医院进行康复，这就导致康复医师与患者比例不平衡的矛盾增加。上肢康复机器人代替传统康复医师的工作，减轻医患矛盾就显得尤为重要。正确、科学的康复训练对肢体运动功能的恢复和提高起到非常重要的作用。神经康复治疗过程是一项艰苦的工作，目前主要依靠康复医师对患者进行一对一的手工操作和主观临床经验对患者肢体进行评估，限制了康复水平的提高，康复医学与机器人技术的结合提高了康复训练的效率并保证了动作训练的强度。目前市面上的上肢康复机器人用于对上肢运动功能障碍患者进行治疗和康复训练时存在诸多不足，运动功能单一，仅支持单个关节或部分关节，只能实现一维或二维运动，不能很好地实现康复训练的功能，每个患者的身形与臂长都不一样，不能根据不同的患者进行调整适配，影响康复效果及患者体验舒适度，暨发明一种多自由度的，能够模拟人体上肢各个关节自由活动的，能够提高康复效果的，并且能够根据不同的患者，调整机械臂的长度，与患者进行适配的上肢医疗康复装置是亟需解决的问题。


技术实现要素：

3.针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种三自由度上肢医疗康复装置，具有能够支持多关节进行活动，能够实现三自由度旋转，模拟人体上肢各个关节自由活动，能够调整机械臂的长度以适配不同患者的有益效果。
4.本实用新型采用的技术方案如下：一种三自由度上肢医疗康复装置，包括支撑柱、肩部活动机构、大臂调节机构、小臂调节机构和抓握组件，所述支撑柱呈可升降结构设置，所述支撑柱一端设于地面，所述肩部活动机构设于支撑柱远离地面的一端，所述大臂调节机构设于肩部活动机构远离支撑柱的一端，所述小臂调节机构设于大臂调节机构远离肩部活动机构的一端，所述抓握组件设于小臂调节机构远离大臂调节机构的一端，所述大臂调节机构包括大臂后调节板、大臂前调节板、臂运动电机、伸缩组件和调节孔，所述臂运动电机设于肩部活动机构外侧壁上，所述大臂后调节板一端设于肩部活动机构远离支撑柱的一端，所述大臂后调节板呈对称设置，所述大臂后调节板与肩部活动机构通过臂运动电机传动连接，所述大臂前调节板设于两大臂后调节板内侧，所述大臂前调节板一端与大臂后调节板远离肩部活动机构一端活动连接，所述大臂前调节板上设有定位销轴，所述定位销轴设于大臂前调节板靠近大臂后调节板一侧的端面，所述伸缩组件包括前固定块、后固定块
和伸缩杆，所述前固定块设于大臂前调节板侧壁，所述前固定块呈对称设置，所述后固定块设于大臂后调节板侧壁，所述后固定块呈对称设置，所述伸缩杆设于前固定块与后固定块之间，所述伸缩杆一端与前固定块转动连接，所述伸缩杆另一端与后固定块转动连接，所述调节孔设于大臂后调节板侧壁靠近大臂前调节板一端端面，所述调节孔呈均匀分布设置，所述调节孔的大小与定位销轴相匹配，大臂前调节板与大臂后调节板转动连接，通过伸缩组件能够调整大臂前调节板与大臂后调节板两端的相对距离，从而适应不同人，不同的大臂长度，通过调节孔，能够调整大臂前调节板与大臂后调节板的最大和最小长度，扩大能够适用人群的范围。
5.进一步地，所述小臂调节机构包括伸缩套组件、肘运动电机、旋转组件和伸缩条组件，所述肘运动电机设于大臂前调节板外侧壁上，所述伸缩套组件一端设于大臂前调节板远离大臂后调节板一端，所述伸缩条组件设于伸缩套组件远离大臂前调节板一端，所述旋转组件设于伸缩套组件内部，所述伸缩套组件与大臂前调节板通过肘运动电机传动连接，所述伸缩套组件包括小臂伸缩套、伸缩槽、导向板和轴孔，所述小臂伸缩套呈c字型设置，所述小臂伸缩套一端设于大臂前调节板远离大臂后调节板一端，所述伸缩槽设于小臂伸缩套远离大臂前调节板一侧侧壁，所述伸缩槽呈l型设置，所述导向板设于小臂伸缩套内侧壁，所述导向板中部设有导向槽，所述导向板呈对称设置，所述轴孔设于小臂伸缩套靠近大臂前调节板一侧内侧壁上，所述轴孔位置与导向槽呈同轴设置。
6.所述伸缩条组件包括小臂伸缩条、螺纹套管和腕部拐板，所述小臂伸缩条设于伸缩槽内，所述小臂伸缩条呈l型设置，所述小臂伸缩条与伸缩槽相匹配，所述小臂伸缩条呈对称设置，所述腕部拐板设于小臂伸缩条远离伸缩槽一侧端部，所述腕部拐板呈l型设置，所述螺纹套管设于小臂伸缩条内侧壁上，所述螺纹套管与小臂伸缩条固定连接。
7.所述旋转组件包括螺纹轴和旋转把手，所述螺纹轴一端呈球形设置设于轴孔内，所述螺纹轴另一端贯穿导向槽设于导向槽外，所述旋转把手设于螺纹轴远离轴孔一侧的端面上，所述螺纹轴与螺纹套管螺纹连接，通过旋转组件能够准确调节小臂调节机构的长度，导向槽能够避免螺纹轴偏移，小臂伸缩条与小臂伸缩套能够保障伸缩调整的方向及稳定性。
8.进一步地，所述抓握组件包括连接柱、握柱、把套和把环，所述连接柱设于腕部拐板远离小臂伸缩条一侧的端面上，所述握柱设于连接柱上壁，所述把环呈c字型设置设于握柱侧壁，所述把套设于连接柱外侧壁，所述把套设于把环内壁，所述把套外壁呈波浪形设置，握柱能够锻炼患者的手指关节区域，把套波浪型设置能够符合手掌抓握曲线，使患者抓握更方便更舒适，把环能够帮助患者抓握更牢固，提高康复锻炼的效果。
9.进一步地，所述支撑柱包括升降柱和引伸柱，所述升降柱呈落地设置，所述引伸柱设于升降柱上。升降柱能够调整肩部活动机构的高度，能够适应不同的患者使用。
10.进一步地，所述肩部活动机构包括肩运动电机、连接板和肩运动板，所述连接板设于引伸柱一端侧壁上，所述肩运动板呈l型设置设于连接板下壁，所述肩运动电机设于连接板上壁，所述肩运动板与连接板通过肩运动电机传动连接，能够对肩部进行活动锻炼，同时使机构能够部分左右，同时适用于左手和右手。
11.进一步地，所述小臂伸缩套侧壁设有固定箍，所述固定箍设于小臂伸缩套远离肘运动电机一侧侧壁，固定箍能够帮助患者限定手臂位置。
12.采用上述结构后，本实用新型有益效果如下：本实用新型一种三自由度上肢医疗康复装置，通过设置三个自由度的活动区域，能够模拟人体上肢各个关节自由活动的，能够提高康复效果的，并且能够根据不同的患者，调整机械臂的长度、高度，扩大能够适用人群的范围。能够锻炼患者的肩关节、肘关节及手指关节区域，同时设置有卡箍，便于固定限定患者手臂位置，提高康复锻炼的效果。
附图说明
13.附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。
14.图1为本实用新型一种三自由度上肢医疗康复装置整体结构示意图；
15.图2为本实用新型一种三自由度上肢医疗康复装置的大臂调节机构结构示意图；
16.图3为本实用新型一种三自由度上肢医疗康复装置的小臂伸缩套结构示意图；
17.图4为本实用新型一种三自由度上肢医疗康复装置的伸缩条组件结构示意图。
18.在附图中：1、支撑柱，2、肩部活动机构，3、大臂调节机构，4、小臂调节机构，5、抓握组件， 6、升降柱，7、引伸柱，8、肩运动电机，9、连接板，10、肩运动板，11、大臂后调节板，12、大臂前调节板，13、臂运动电机，14、伸缩组件，15、调节孔，16、前固定块，17、后固定块，18、定位销轴，19、座椅，20、伸缩杆，21、固定箍，22、伸缩套组件，23、肘运动电机，24、旋转组件，25、伸缩条组件，26、小臂伸缩套，27、伸缩槽，28、导向板，29、轴孔，30、导向槽，31、小臂伸缩条， 32、螺纹套管，33、腕部拐板，34、螺纹轴，35、旋转把手，36、连接柱，37、握柱，38、把套，39、把环。
具体实施方式
19.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
20.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
21.如图1-4所示，一种三自由度上肢医疗康复装置，包括支撑柱1、肩部活动机构2、大臂调节机构 3、小臂调节机构4和抓握组件5，支撑柱1呈可升降结构设置，支撑柱1一端设于地面，肩部活动机构 2设于支撑柱1远离地面的一端，大臂调节机构3设于肩部活动机构2远离支撑柱1的一端，小臂调节机构4设于大臂调节机构3远离肩部活动机构2的一端，抓握组件5设于小臂调节机构4远离大臂调节机构3的一端，支撑柱1包括升降柱6和引伸柱7，升降柱6呈落地设置，引伸柱7设于升降柱6上。升降柱6能够调整肩部活动机构2的高度，能够适应不同的患者使用，肩部活动机构2包括肩运动电机8、连接板9和肩运动板10，连接板9设于
引伸柱7一端侧壁上，肩运动板10呈l型设置设于连接板9下壁，肩运动电机8设于连接板9上壁，肩运动板10与连接板9通过肩运动电机8传动连接。能够对肩部进行活动锻炼，同时使机构能够部分左右，同时适用于左手和右手。大臂调节机构3包括大臂后调节板11、大臂前调节板12、臂运动电机13、伸缩组件14和调节孔15，臂运动电机13设于肩部活动机构2外侧壁上，大臂后调节板11一端设于肩部活动机构2远离支撑柱1的一端，大臂后调节板11呈对称设置，大臂后调节板11与肩部活动机构2通过臂运动电机13传动连接，大臂前调节板12设于两大臂后调节板11 内侧，大臂前调节板12一端与大臂后调节板11远离肩部活动机构2一端活动连接，所述大臂前调节板 12上设有定位销轴18，所述定位销轴18设于大臂前调节板12靠近大臂后调节板11一侧的端面，伸缩组件14包括前固定块16、后固定块17和伸缩杆20，前固定块16设于大臂前调节板12侧壁，前固定块 16呈对称设置，后固定块17设于大臂后调节板11侧壁，后固定块17呈对称设置，伸缩杆20设于前固定块16与后固定块17之间，伸缩杆20一端与前固定块16通过销轴转动连接，伸缩杆20另一端与后固定块17通过销轴转动连接，调节孔15设于大臂后调节板11侧壁靠近大臂前调节板12一端，调节孔15 呈均匀分布设置，所述调节孔15的大小与定位销轴18相匹配，小臂伸缩套26侧壁设有固定箍21，固定箍21设于小臂伸缩套26远离肘运动电机23一侧侧壁。能够帮助患者限定手臂位置。大臂前调节板12 与大臂后调节板11转动连接，通过伸缩组件14能够调整大臂前调节板12与大臂后调节板11两端的相对距离，从而适应不同患者，不同的手臂长度，通过调节孔15，能够调整大臂前调节板12与大臂后调节板11的最大和最小长度，扩大能够适用人群的范围。
22.其中，小臂调节机构4包括伸缩套组件22、肘运动电机23、旋转组件24和伸缩条组件25，肘运动电机23设于大臂前调节板12外侧壁上，伸缩套组件22一端设于大臂前调节板12远离大臂后调节板11 一端，伸缩条组件25设于伸缩套组件22远离大臂前调节板12一端，旋转组件24设于伸缩套组件22内部，伸缩套组件22与大臂前调节板12通过肘运动电机23传动连接，伸缩套组件22包括小臂伸缩套 26、伸缩槽27、导向板28和轴孔29，小臂伸缩套26呈c字型设置，小臂伸缩套26一端设于大臂前调节板12远离大臂后调节板11一端，伸缩槽27设于小臂伸缩套26远离大臂前调节板12一侧侧壁，伸缩槽27呈l型设置，导向板28设于小臂伸缩套26内侧壁，导向板28中部设有导向槽30，导向板28呈对称设置，轴孔29设于靠近大臂前调节板12一侧内侧壁上，轴孔29位置与导向槽30呈同轴设置，伸缩条组件25包括小臂伸缩条31、螺纹套管32和腕部拐板33，小臂伸缩条31设于伸缩槽27内，小臂伸缩条31呈l型设置，小臂伸缩条31与伸缩槽27相匹配，小臂伸缩条31呈对称设置，腕部拐板33设于小臂伸缩条31远离伸缩槽27一侧端部，腕部拐板33呈l型设置，螺纹套管32设于小臂伸缩条31内侧壁上，螺纹套管32与小臂伸缩条31固定连接，旋转组件24包括螺纹轴34和旋转把手35，螺纹轴34一端设于轴孔29内，螺纹轴34另一端贯穿导向槽30设于导向槽30外，旋转把手35设于螺纹轴34远离轴孔29一侧的端面上，螺纹轴34与螺纹套管32螺纹连接。通过旋转组件24能够准确调节小臂调节机构 4的长度，导向槽30能够避免螺纹轴34偏移，小臂伸缩条31与小臂伸缩套26能够保障伸缩调整的方向及稳定性，抓握组件5包括连接柱36、握柱37、把套38和把环39，连接柱36设于腕部拐板33远离小臂伸缩条31一侧的端面上，握柱37设于连接柱36上壁，把环39呈c字性设置设于握柱37侧壁，把套 38设于连接柱36侧壁，把套38设于把环39内壁，把套38外壁呈波浪形设置，握柱37能够锻炼患者的手指关节区域，把套38波浪型设置能够符合手掌抓握曲线，使患者抓握更方便更舒适，把环39能够帮助患者抓握更牢固，提高
康复锻炼的效果。
23.具体使用时，本机构通过软件进行协调控制，打开系统，配套的软件系统与肩运动电机8、臂运动电机13、肘运动电机23电连接，通过软件系统控制肩运动电机8、臂运动电机13、肘运动电机23，调整肩运动电机8，将肩部活动机构2调整至患者需进行康复训练的手臂一侧，将支撑柱1稳固垂直的立于地面，患者坐在座椅19上，根据患者坐立的高度，调整升降柱6，使肩部活动机构2与患者的肩部位置适配，将患者的手臂穿过固定箍21握住把套38，要调整大臂调节机构3长度时，调整伸缩杆20长度，使大臂调节机构3长度与患者的大臂适配，需要进一步调整时，改变大臂前调节板12与大臂后调节板11 的连接孔位，来调整大臂前调节板12与大臂后调节板11的最大及长度,要调整小臂调节机构4长度时，通过拧动旋转把手35，使螺纹轴34与螺纹套管32传动，调整小臂调节机构4的长度与患者的小臂适配，通过匹配的软件控制系统，控制肩运动电机8、臂运动电机13、肘运动电机23协同运作，如当要进行肩部运动康复训练时，肩运动电机8运转，同时，臂运动电机13和肘运动电机23同步运转，进行角度协调，达到人机一体的状态，当要着重训练其他关节区域时，均可通过肩部活动机构2、大臂调节机构 3与小臂调节机构4协同运动，帮助患者进行针对性的上肢康复训练，当患者需要更改手臂训练时，将调整肩运动电机8，即可适用另一侧手臂。
24.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。