[发明专利]一种七自由度上肢康复机器人

权利要求书

1.一种七自由度上肢康复机器人，包括肩关节组件、肘关节组件、腕关节组件和机架组件，其特征是：所述的肩关节组件安装于机架组件上，肘关节组件连接于肩关节组件下部，腕关节组件与肘关节组件下部连接；

所述肩关节组件：实现肩关节的前伸/后屈、外展/内收以及自旋三个自由度运动，包括肩关节前伸/后屈机构、肩关节外展/内收机构及肩关节自旋机构；

所述的肩关节前伸/后屈机构包括C型直齿轮、小直齿轮、电机、联轴器和圆弧导轨，C型直齿轮和圆弧导轨连接，C型直齿轮两边的内侧面开设有用于放置一组圆弧导轨的弧形槽，C型直齿轮可在圆弧导轨上转动，所述的弧形槽控制C型直齿轮在圆弧导轨上运动的极限位置，小直齿轮与C型直齿轮相连，小直齿轮通过联轴器与电机相连，电机驱动小直齿轮转动而带动C型直齿轮转动，实现肩关节前伸/后屈的运动；

所述的肩关节外展/内收机构包括行星轮系的内齿圈、行星轮、太阳轮、行星轮架、电机、电机支架及轴承，行星轮系的内齿圈与C型直齿轮的内圈固定连接，电机支架一端带轴与轴承相连，轴承放置于C型直齿轮内圈的轴承座内，电机与电机支架固定连接，行星轮架与电机支架上端固定连接，电机轴与太阳轮轴毂连接，太阳轮轴与轴承相连放置于相应C型直齿轮内圈的轴承座内，电机带动太阳轮转，太阳轮与行星轮啮合传动，行星轮沿内齿圈转动带动与行星轮架固定连接的电机支架转动，实现肩关节的外展/内收运动；

所述的肩关节自旋机构包括自旋支架、齿轮轴、电机、电机座、直齿轮、轴承、联轴器、大臂杆及C型环，自旋支架和肩关节外展/内收机构的电机支架连接，齿轮轴的一端连接轴承放置于电机支架下端的轴承座内、另一端连接轴承放置于自旋支架的轴承座内，齿轮轴一端伸出自旋支架并通过联轴器与大臂杆相连，所述的大臂杆从C型直齿轮的缺口处向下伸出而进行内外的展收运动，C型环固定在大臂杆上，C型环上配有用于连接粘扣带以便固定大臂杆的环扣，电机固定于电机座，电机座和电机支架固定连接，电机输出轴和直齿轮轴毂连接，直齿轮和齿轮轴啮合传动，带动与齿轮轴相连的整个大臂杆的转动而实现大臂杆的自旋；

所述肘关节组件：实现肘关节的的屈伸和自旋两个自由度运动，包括肘关节屈伸机构和肘关节自旋机构；

所述腕关节组件：实现腕关节的外翻/内收和桡屈/尺屈两个自由度运动，包括腕关节外翻/内收机构和腕关节桡屈/尺屈机构。

2.如权利要求1所述的七自由度上肢康复机器人，其特征是：所述的所述肘关节屈伸机构包括电机、电机连接板、联轴器、蜗杆、蜗轮、屈伸支架、连接轴；电机通过电机连接板固连于大臂杆上，蜗杆通过联轴器与电机输出轴相连，蜗轮与连接轴轴毂连接，连接轴穿过大臂杆下端的轴孔与屈伸支架过盈配合固定，蜗杆与蜗轮啮合传动带动屈伸支架转动而实现肘关节的屈伸。

3.如权利要求2所述的七自由度上肢康复机器人，其特征是：所述肘关节自旋机构包括自旋支架、直齿轮、齿轮轴、小臂杆、电机、电机支架、C型环，自旋支架与屈伸支架固定连接，齿轮轴与轴承连接置于自旋支架内，齿轮轴通过联轴器与小臂杆相连，C型环固定于小臂杆上，电机通过电机支架连接于屈伸支架上，电机输出轴与直齿轮轴毂连接，直齿轮啮合齿轮轴转动，带动小臂杆转动而实现肘关节的自旋。

4.如权利要求3所述的七自由度上肢康复机器人，其特征是：所述的所述腕关节桡屈/尺屈机构包括电机、电机支架、蜗杆、蜗轮、连接轴，电机通过电机支架与小臂杆固定连接，蜗杆与电机输出轴轴毂连接，连接轴与蜗轮轴毂连接放置于小臂杆下端轴孔内，蜗杆与蜗轮啮合转动，从而带动连接轴实现腕关节的桡屈/尺屈。

5.如权利要求4所述的七自由度上肢康复机器人，其特征是：所述的所述腕关节外翻/内收机构包括电机、大直齿轮、小直齿轮、轴套、手柄、手柄连接板、连接轴，轴套与大直齿轮固连并穿过腕关节桡屈/尺屈机构的连接轴轴孔与之固连，连接轴内置于轴套的轴孔内，连接轴与手柄连接板固定连接，电机固定于手柄连接板上端，电机输出轴与小直齿轮轴毂连接，手柄连接板下端与手柄固定连接，电机驱动小直齿轮转动带动手柄连接板一起绕大直齿轮转动，实现腕关节的外翻/内收。

6.如权利要求5所述的七自由度上肢康复机器人，其特征是：所述的所述机架组件包括底座、大支撑杆、小支撑杆、U型杆、电机支撑板、上连接板、下连接板，底座与大支撑杆固定连接，大支撑杆与小支撑杆固定连接，U型杆与小支撑杆固定连接，电机支撑板与U型杆连接，U型杆上端固连上连接板使上连接板与圆弧导轨上端连接，圆弧导轨下端与下连接板连接，固连于U型杆上。