[发明专利]一种穿戴式外骨骼上肢康复机器人

摘要

本发明公开了一种穿戴式外骨骼上肢康复机器人，包括手臂调整组件、肩关节屈伸组件、肩关节展收组件、上臂旋转运动组件、肘关节屈伸组件、前臂旋转运动组件、腕关节屈伸组件和机架电机组件；所述手臂调整组件固定在机架电机组件上；所述手臂调整组件、肩关节屈伸组件、肩关节展收组件、上臂旋转运动组件、肘关节屈伸组件、前臂旋转运动组件与腕关节屈伸组件之间依次连接。该机器人能够实现肩关节的屈伸和内收外摆、上臂的内旋外旋、肘关节的屈伸、前臂的内旋外旋和腕关节的屈伸六个自由度以及手臂调整一个自由度的运动。上肢康复机器人所有关节采用间接驱动，减轻机械臂重量，增加机械臂负重能力，简化机械机构，提高机器人的灵活性。

主权项

1.一种穿戴式外骨骼上肢康复机器人，其特征在于该上肢康复机器人包括手臂调整组件、肩关节屈伸组件、肩关节展收组件、上臂旋转运动组件、肘关节屈伸组件、前臂旋转运动组件、腕关节屈伸组件和机架电机组件；所述手臂调整组件固定在机架电机组件上；所述手臂调整组件与肩关节屈伸组件连接；所述肩关节屈伸组件与肩关节展收组件连接；所述肩关节展收组件与上臂旋转运动组件连接；所述上臂旋转运动组件与肘关节屈伸组件连接；所述肘关节屈伸组件与前臂旋转运动组件连接；所述前臂旋转运动组件与腕关节屈伸组件连接；所述机架电机组件位于在地面上；所述机架电机组件包括上支架、下支架、电机箱底座、电机输出主动轮、绳索固定件、驱动电机和机架升降件；所述下支架安放于地面上，上支架位于下支架内；所述上支架末端与机架升降件连接，机架升降件能够控制上支架的升降；所述电机箱底座安放于地面上；七个驱动电机安放在电机箱底座上；七个驱动电机的输出端均各自连接有电机输出主动轮；七个绳索固定件固定在电机箱底座上；所述手臂调整组件包括手臂旋转从动轮、手臂旋转第一驱动绳索、手臂旋转第二驱动绳索、绳索第一固定件、绳索第一线管、手臂旋转轴、手臂调整第一连接件、第一法兰盘、手臂调整第二连接件和第二法兰盘；所述手臂旋转轴通过带菱形座轴承与上支架连接；带菱形座轴承安装在上支架上；所述手臂调整第一连接件穿入到手臂旋转轴上，手臂旋转轴与手臂调整第一连接件连接；手臂旋转轴的上端与手臂旋转从动轮之间的径向位置通过键和键槽配合连接；所述手臂旋转从动轮与手臂旋转轴之间的轴向位置通过轴端盖固定，轴端盖固定在手臂旋转轴上；所述手臂旋转第一驱动绳索的一端和手臂旋转第二驱动绳索的一端分别固定在手臂旋转从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第一固定件固定在上支架上；两个绳索第一线管的一端穿入到绳索第一固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；手臂旋转第一驱动绳索的另一端与手臂旋转第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第一线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；手臂旋转第一驱动绳索与手臂旋转第二驱动绳索可在绳索第一线管内来回运动；所述第一法兰盘固定在手臂调整第一连接件上，第一法兰盘与手臂调整第二连接件连接；所述手臂调整第二连接件与第二法兰盘连接；所述肩关节屈伸组件包括肩关节第一连接件、绳索第二线管、肩关节旋转第一连接件、肩关节旋转第一从动轮、肩关节旋转第二连接件、第三法兰盘、绳索第二固定件、肩关节旋转第一驱动绳索、肩关节旋转第二驱动绳索、肩关节第一旋转轴和肩关节第二连接件；所述第二法兰盘固定在肩关节第一连接件上；两个肩关节旋转第一连接件分别固定在肩关节第一连接件上；两个肩关节旋转第一连接件通过轴承与肩关节第一旋转轴连接；所述肩关节第一旋转轴中间部分穿有两个肩关节旋转第二连接件和肩关节旋转第一从动轮，肩关节旋转第一从动轮与肩关节第一旋转轴之间通过键和键槽配合连接，两个肩关节旋转第二连接件的一端与肩关节旋转第一从动轮连接；所述肩关节旋转第一驱动绳索的一端和肩关节旋转第二驱动绳索的一端分别固定在肩关节旋转第一从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第二固定件固定在肩关节第一连接件上；两个绳索第二线管的一端穿入到绳索第二固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；肩关节旋转第一驱动绳索的另一端与肩关节旋转第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第二线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；肩关节旋转第一驱动绳索与肩关节旋转第二驱动绳索可在绳索第二线管内来回运动；所述两个肩关节旋转第二连接件的另一端分别与肩关节第二连接件的一端面连接；所述肩关节第二连接件的另一端面与第三法兰盘连接；所述肩关节展收组件包括肩关节第三连接件、第四法兰盘、肩关节第四连接件、肩关节旋转第三连接件、肩关节旋转第三驱动绳索、肩关节旋转第四驱动绳索、肩关节旋转第二从动轮、绳索第三线管、绳索第三固定件、肩关节第二旋转轴、肩关节旋转第四连接件和肩关节第五连接件；所述第三法兰盘与肩关节第三连接件的一端连接；所述肩关节第三连接件的另一端通过第四法兰盘固定在肩关节第四连接件的一端面上；所述两个肩关节旋转第三连接件分别固定在肩关节第四连接件的另一端面上；两个肩关节旋转第三连接件通过轴承与肩关节第二旋转轴连接；所述肩关节第二旋转轴中间部分穿有两个肩关节旋转第四连接件和肩关节旋转第二从动轮，肩关节旋转第二从动轮与肩关节第二旋转轴之间通过键和键槽配合连接，两个肩关节旋转第四连接件的一端与肩关节旋转第二从动轮连接；所述肩关节旋转第三驱动绳索的一端和肩关节旋转第四驱动绳索的一端分别固定在肩关节旋转第二从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第三固定件固定在肩关节第四连接件上；两个绳索第三线管的一端穿入到绳索第三固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；肩关节旋转第三驱动绳索的另一端与肩关节旋转第四驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第三线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；肩关节旋转第三驱动绳索与肩关节旋转第四驱动绳索可在绳索第三线管内来回运动；所述两个肩关节旋转第四连接件的另一端分别与肩关节第五连接件的一端面连接；所述上臂旋转运动组件包括上臂旋转从动轮、上臂旋转第一驱动绳索、绳索第四线管、绳索第四固定件、上臂旋转滚珠、上臂旋转第一连接件、上臂旋转第二连接件、上臂旋转第二驱动绳索、上臂旋转第三连接件和上臂旋转第四连接件；所述上臂旋转第一连接件与肩关节第五连接件连接；所述上臂旋转第二连接件上安装有上臂旋转第一连接件和两个上臂旋转第三连接件，上臂旋转第一连接件位于两个上臂旋转第三连接件之间；所述上臂旋转第一连接件上具有两个凸台，凸台内分别安放有一排上臂旋转滚珠；上臂旋转滚珠与上臂旋转第二连接件接触，上臂旋转滚珠可在上臂旋转第一连接件内槽里滚动，进而使得上臂旋转第一连接件与上臂旋转第二连接件发生相对运动；所述两个上臂旋转第三连接件的楔形面分别与上臂旋转第一连接件两个凸台内的上臂旋转滚珠接触配合；所述上臂旋转从动轮固定在上臂旋转第二连接件；所述上臂旋转第一驱动绳索的一端和上臂旋转第二驱动绳索的一端分别固定在上臂旋转从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第四固定件固定在肩关节第五连接件上；两个绳索第四线管的一端穿入到绳索第四固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；上臂旋转第一驱动绳索的另一端与上臂旋转第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第四线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；上臂旋转第一驱动绳索与上臂旋转第二驱动绳索可在绳索第四线管内来回运动；所述上臂旋转第四连接件的一端固定在上臂旋转第二连接件；所述肘关节屈伸组件包括肘关节第一驱动绳索、肘关节第二驱动绳索、肘关节旋转从动轮、肘关节旋转第一连接件、肘关节旋转第二连接件、肘关节第一连接件、绳索第五线管、绳索第五固定件和肘关节旋转轴；两个肘关节旋转第一连接件通过轴承与肘关节旋转轴连接；所述肘关节旋转轴中间部分穿有两个肘关节旋转第二连接件和肘关节旋转从动轮，肘关节旋转从动轮与肘关节旋转轴之间通过键和键槽配合连接，两个肘关节旋转第二连接件的一端与肘关节旋转从动轮连接；所述肘关节第一驱动绳索的一端和肘关节第二驱动绳索的一端分别固定在肘关节旋转从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第五固定件固定在上臂旋转第四连接件上；两个绳索第五线管的一端穿入到绳索第五固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；肘关节第一驱动绳索的另一端与肘关节第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第五线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；肘关节第一驱动绳索与肘关节第二驱动绳索可在绳索第五线管内来回运动；所述两个肘关节旋转第二连接件的另一端分别固定在肘关节第一连接件上；所述前臂旋转运动组件包括前臂旋转从动轮、前臂旋转第一驱动绳索、前臂旋转第二驱动绳索、前臂旋转第一连接件、前臂旋转滚珠、前臂旋转第二连接件、前臂旋转第三连接件、绳索第六线管、绳索第六固定件和前臂旋转第四连接件；所述前臂旋转第三连接件与肘关节第一连接件的另一端连接；所述前臂旋转第三连接件上安装有前臂旋转第二连接件和两个前臂旋转第一连接件，前臂旋转第二连接件位于两个前臂旋转第一连接件之间；所述前臂旋转第二连接件上具有两个凸台，凸台内分别安装有一排前臂旋转滚珠；前臂旋转滚珠与前臂旋转第三连接件接触，前臂旋转滚珠可在前臂旋转第二连接件内槽里滚动，进而使得前臂旋转第二连接件与前臂旋转第三连接件发生相对运动；所述两个前臂旋转第一连接件的楔形面分别与前臂旋转第二连接件两个内槽内的前臂旋转滚珠接触配合；所述前臂旋转从动轮固定在前臂旋转第三连接件；所述前臂旋转第一驱动绳索的一端和前臂旋转第二驱动绳索的一端分别固定在前臂旋转从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第六固定件固定在肘关节第一连接件上；两个绳索第六线管的一端穿入到绳索第六固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；前臂旋转第一驱动绳索的另一端与前臂旋转第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第六线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；前臂旋转第一驱动绳索与前臂旋转第二驱动绳索可在绳索第六线管内来回运动；所述前臂旋转第四连接件的一端固定在前臂旋转第三连接件；所述腕关节屈伸组件包括腕关节第一连接件、腕关节旋转第一连接件、腕关节旋转第一驱动绳索、腕关节旋转第二驱动绳索、腕关节旋转从动轮、腕关节旋转第二连接件、绳索第七线管、绳索第七固定件、腕关节旋转轴和手环；所述腕关节第一连接件与前臂旋转第四连接件的另一端连接；两个腕关节旋转第一连接件通过轴承与腕关节旋转轴连接；所述腕关节旋转轴中间部分穿有两个腕关节旋转第二连接件和腕关节旋转从动轮，腕关节旋转从动轮与腕关节旋转轴之间通过键和键槽配合连接，两个腕关节旋转第二连接件的一端与腕关节旋转从动轮连接；所述腕关节旋转第一驱动绳索的一端和腕关节旋转第二驱动绳索的一端分别固定在腕关节旋转从动轮的两个轮上，并排安装；所述绳索第七固定件固定在腕关节第一连接件上；两个绳索第七线管的一端穿入到绳索第七固定件孔内，另一端穿入到绳索固定件中；腕关节旋转第一驱动绳索的另一端与腕关节旋转第二驱动绳索的另一端分别穿入到绳索第七线管内并与电机输出主动轮中的一个连接；腕关节旋转第一驱动绳索与腕关节旋转第二驱动绳索可在绳索第七线管内来回运动；所述两个腕关节旋转第二连接件的另一端分别与手环连接。