[发明专利]一种可调节训练拉力的上肢康复训练装置

权利要求书

1.一种可调节训练拉力的上肢康复训练装置，其特征在于：包括依次安装连接的肩关节运动机构(1)、上臂旋转机构(2)、肘关节屈伸机构(3)、前臂旋转机构(4)和腕关节屈伸机构(5)以及安装于所述肘关节屈伸机构(3)上的前臂拉力调节机构(8)；

所述肩关节运动机构(1)包括固定支架(11)、肩关节外摆内收驱动电机(12)、肩关节外摆内收运动连接杆(13)、肩关节屈曲伸展驱动电机(14)、肩关节屈曲伸展支撑架(15)、屈曲伸展滑块(16)、肩关节屈曲伸展曲柄(17)和屈曲伸展补偿滑块(18)；所述肩关节外摆内收驱动电机(12)安装于所述固定支架(11)上，位于使用者肩部上方，其输出端与所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)的顶端连接固定，所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)贴合使用者肩部顶部及大臂外侧设置；所述肩关节外摆内收驱动电机(12)用于驱动所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)相对于所述固定支架(11)做肩关节外摆内收方向的转动；

所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)位于使用者大臂外侧，其前端与所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)的底端转动连接，所述肩关节屈曲伸展驱动电机(14)安装于所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)上；肩关节屈曲伸展曲柄(17)的前端与所述肩关节屈曲伸展驱动电机(14)的输出端连接固定，末端与所述屈曲伸展滑块(16)转动连接，所述屈曲伸展滑块(16)与所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)滑动配合连接，并形成沿所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)长度向的滑动副；所述肩关节屈曲伸展驱动电机(14)用于驱动所述肩关节屈曲伸展曲柄(17)转动，以带动所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)相对于所述肩关节外摆内收运动连接杆(13)做肩关节屈曲伸展方向的转动；

所述屈曲伸展补偿滑块(18)滑动配合连接于所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)上，两者形成沿所述肩关节屈曲伸展支撑架(15)长度向的滑动副；

所述上臂旋转机构(2)包括上臂旋转支撑板(21)、上臂旋转驱动电机(22)、圆弧导轨(23)、圆弧导轨支撑滚轮(24)、圆弧齿条(25)和上臂支撑套(26)，所述上臂旋转支撑板(21)连接固定于所述屈曲伸展补偿滑块(18)上，其上安装有所述上臂旋转驱动电机(22)并转动连接有至少四个所述圆弧导轨支撑滚轮(24)，所述圆弧导轨支撑滚轮(24)上设有限位槽，所述圆弧导轨(23)配合卡设于各所述圆弧导轨支撑滚轮(24)的限位槽内，并可于各所述限位槽内滑动；各所述圆弧导轨支撑滚轮(24)分设于所述圆弧导轨(23)的上方和下方，且所述圆弧导轨(23)上方及下方设置的所述圆弧导轨支撑滚轮(24)均不少于两个；所述圆弧导轨(23)的一侧面设有所述圆弧齿条(25)，所述圆弧齿条(25)与所述上臂旋转驱动电机(22)的输出端连接上臂旋转驱动齿轮啮合，所述上臂旋转驱动电机(22)用于经所述上臂旋转驱动齿轮和所述圆弧齿条(25)传动，驱动所述圆弧导轨(23)带动所述上臂支撑套(26)相对于上臂旋转支撑板(21)做大臂旋转方向的转动；上臂支撑套(26)通过上臂支撑套连接板与所述圆弧导轨(23)连接固定，用于固定使用者的大臂；所述圆弧导轨(23)、各所述圆弧导轨支撑滚轮(24)、所述圆弧齿条(25)和所述上臂支撑套(26)的轴线均与使用者大臂的长度向平行；

所述肘关节屈伸机构(3)包括肘关节屈伸电机(31)、电磁离合器(32)、肘关节支撑架(33)、肘关节位移补偿板(34)、肘关节位移导杆(35)和连接块(38)，两个所述肘关节支撑架(33)分别设于使用者大臂自然下垂时的前侧及后侧，两个所述肘关节位移补偿板(34)分别设于使用者小臂自然下垂时的前侧及后侧，所述肘关节位移补偿板(34)的前端与同侧的所述肘关节支撑架(33)的末端转动连接并形成轴线位于使用者肘部的转动副；所述肘关节屈伸电机(31)安装于任一所述肘关节支撑架(33)上，其输出端与同侧的所述肘关节位移补偿板(34)的前端之间设有所述电磁离合器(32)；所述肘关节屈伸电机(31)用于在所述电磁离合器(32)吸合时，驱动所述肘关节位移补偿板(34)相对于所述肘关节支撑架(33)做肘关节屈伸方向的转动；

两个所述肘关节位移导杆(35)分别由两个所述肘关节位移补偿板(34)的末端与同侧的所述肘关节位移补偿板(34)滑动配合连接，并形成沿所述肘关节位移补偿板(34)长度向的滑动副，两个所述肘关节位移补偿板(34)的侧面连接固定有所述连接块(38)；

所述前臂旋转机构(4)包括前臂旋转伸缩杆(41)、前臂旋转支撑座(42)、前臂旋转驱动电机(43)、限位旋转块(44)和弧形内齿条(45)，所述前臂旋转支撑座(42)通过所述前臂旋转伸缩杆(41)与所述连接块(38)连接，所述前臂旋转支撑座(42)和所述限位旋转块(44)呈弧形板状结构，且所述前臂旋转支撑座(42)的后端面和所述限位旋转块(44)的前端面滑动配合连接，构成滑动副；所述限位旋转块(44)的外侧连接固定有弧形内齿条(45)，所述前臂旋转驱动电机(43)安装于所述前臂旋转支撑座(42)上，其输出端连接固定有与所述弧形内齿条(45)啮合的前臂旋转驱动齿轮；所述前臂旋转驱动电机(43)用于经所述弧形内齿条(45)和所述前臂旋转驱动齿轮驱动所述限位旋转块(44)相对于所述前臂旋转支撑座(42)做前臂旋转方向的转动；所述前臂旋转支撑座(42)和所述前臂旋转驱动电机(43)贴合使用者小臂穿戴，所述前臂旋转伸缩杆(41)的伸缩方向沿使用者小臂长度向；

所述腕关节屈伸机构(5)包括腕关节屈伸电机(51)、抓握手柄(52)、腕关节支撑架(53)、腕关节位移补偿板(54)和腕关节位移导杆(55)，两个所述腕关节支撑架(53)分别设于使用者小臂自然下垂时的前侧及后侧，两个所述腕关节位移补偿板(54)分别设于使用者手部自然下垂时的前侧及后侧，所述腕关节位移补偿板(54)的前端与同侧的所述腕关节支撑架(53)的末端转动连接并形成轴线位于使用者腕部的转动副；所述腕关节屈伸电机(51)安装于任一所述腕关节支撑架(53)上，其输出端与同侧的所述腕关节位移补偿板(54)的前端连接固定；所述腕关节屈伸电机(51)用于驱动所述腕关节位移补偿板(54)相对于所述腕关节支撑架(53)做腕关节屈伸方向的转动；两个所述腕关节位移导杆(55)分别由两个所述腕关节位移补偿板(54)的末端与同侧的所述腕关节位移补偿板(54)滑动配合连接，并形成沿所述腕关节位移补偿板(54)长度向的滑动副，所述抓握手柄(52)连接固定于两个所述腕关节位移导杆(55)的末端；

所述前臂拉力调节机构(8)包括滚珠丝杠架(81)、前臂拉力调节电机(82)、丝杠(83)、滑轮支撑架(84)、滑轮(85)和弹性带(86)，所述滚珠丝杠架(81)连接固定于所述肘关节位移补偿板(34)上，其上转动安装所述丝杠(83)，所述滑轮支撑架(84)通过其背部设置的导向块螺纹配合连接于所述丝杠(83)上，所述滑轮支撑架(84)与所述丝杠(83)形成沿所述丝杠(83)轴线向的移动副；

所述滑轮支撑架(84)转动安装有两个所述滑轮(85)，所述弹性带(86)由两个所述滑轮(85)之间经过，张紧绕设于一个所述滑轮(85)上，其前端与所述肘关节支撑架(33)连接固定，另一端与所述肘关节位移补偿板(34)或所述连接块(38)连接固定；

所述前臂拉力调节电机(82)安装于所述滚珠丝杠架(81)上，其输出端连接的前臂拉力调节齿轮与连接固定于所述丝杠(83)上的丝杠齿轮啮合；所述前臂拉力调节电机(82)用于经所述前臂拉力调节齿轮和所述丝杠齿轮驱动导向块带动滑轮支撑架(84)沿丝杠(83)滑动，以调节两个所述滑轮(85)的位置，进而实现所述弹性带(86)张紧力的调节。