一种基于虚拟空间技术的上肢康复训练装置

摘要

本发明公开了一种基于虚拟空间技术的上肢康复训练装置，包括竖轴支架、横轴支架、主支架和连杆组，竖轴支架通过螺钉固定在主支架的上部，横轴支架通过螺钉固定在主支架的下部；连杆组中的连杆关节E和齿轮固定板A通过螺钉与内轴连接，连杆关节D通过螺钉与外轴连接，连杆组中的齿条轴通过螺钉与横轴支架上的齿条连接。本发明采用了水平面上的平行四边形连杆机构与内外轴相连，实现水平面上两个移动自由度方向制动力的传递；垂直平面上的平行四边形连杆机构与齿条轴相连实现上下自由度方向制动力的传递。三个自由度方向间的运动彼此不发生干涉，确保了各自由度方向运动的准确性，提高了康复训练的质量与效果。

主权项

一种基于虚拟空间技术的上肢康复训练装置，包括竖轴支架、横轴支架、连杆组、主支架(201)、显示器(1)、电脑主机(2)和控制箱(3)，其特征在于：所述的竖轴支架通过螺钉固定在主支架(201)的上部，横轴支架通过螺钉固定在主支架(201)的下部；所述的连杆组中的连杆关节E(303)和齿轮固定板A(304)通过螺钉与内轴(117)连接，连杆关节D(302)通过螺钉与外轴(116)连接，连杆组中的齿条轴(309)通过螺钉与横轴支架上的齿条(205)连接；所述的竖轴支架由编码器A(113)、磁粉制动器A(107)、内轴(117)、外轴(116)、小带轮(110)、内轴带轮(120)、外轴带轮(121)、同步带(119)、带轮轴(118)、内轴轴承(123)、外轴轴承(122)、外轴轴承座(115)、圆型带座轴承(109)、轴承座支架(105)、支架座(104)、同步带张紧器(111)、编码器定位块(103)、磁粉制动器定位块(106)、磁粉制动器固定板A(108)、支架板A(101)、支架板B(102)、支架板C(114)、支架板D(112)组成；所述的编码器A(113)、磁粉制动器A(107)、小带轮(110)、同步带(119)、带轮轴(118)、圆型带座轴承(109)、轴承座支架(105)、支架座(104)、同步带张紧器(111)、编码器定位块(103)、磁粉制动器定位块(106)和磁粉制动器固定板A(108)为两组，且两组结构完全相同，分别对称安装在竖轴支架的两侧；所述的内轴(117)安装在内轴轴承(123)上，内轴轴承(123)通过弹性挡圈固定在外轴(116)的内部，外轴(116)安装在外轴轴承(122)上，外轴轴承(122)以间隙配合的方式安装在外轴轴承座(115)上，外轴轴承座(115)通过支架板B(102)安装在支架板A(101)上；所述的内轴带轮(120)通过紧固螺钉安装在内轴(117)下端，外轴带轮(121)通过紧固螺钉安装在外轴(116)下端，内轴带轮(120)位于外轴带轮(121)的下面；编码器A(113)、磁粉制动器A(107)、小带轮(110)通过键与带轮轴(118)连接，编码器A(113)位于带轮轴(118)的上端，通过螺钉固定在编码器定位块(103)上，编码器定位块(103)通过螺钉固定在轴承座支架(105)上，磁粉制动器A(107)位于带轮轴(118)的下端，通过螺钉与磁粉制动器固定板A(108)连接，磁粉制动器固定板A(108)通过磁粉制动器定位块(106)与轴承座支架(105)连接，小带轮(110)位于带轮轴(118)的中部；带轮轴(118)安装在圆型带座轴承(109)上，圆型带座轴承(109)位于小带轮(110)的两侧，通过螺钉固定在轴承座支架(105)上，轴承座支架(105)与支架座(104)通过螺栓连接，支架座(104)通过螺钉固定在支架板A(101)上；两个小带轮(110)分别与内轴带轮(120)、外轴带轮(121)通过同步带(119)连接；同步带张紧器(111)一端固定在轴承座支架(105)上、另一端固定在支架板D(112)上；支架板A(101)、支架板B(102)、支架板C(114)、支架板D(112)之间通过螺钉连接在一起，固定在主支架(201)的上部；所述的横轴支架由编码器B(210)、磁粉制动器B(202)、齿轮A(212)、齿轮轴A(207)、齿条(205)、立式带座轴承(211)、磁粉制动器固定板B(203)、滑轮(209)、滑轮架A(208)、滑轮架B(206)、支架板E(204)组成；所述的编码器B(210)、磁粉制动器B(202)、齿轮A(212)通过键与齿轮轴A(207)连接，编码器B(210)位于齿轮轴A(207)的一端、通过螺钉固定在支架板E(204)上，磁粉制动器B(202)位于齿轮轴A(207)的另一端、通过螺钉与磁粉制动器固定板B(203)连接，磁粉制动器固定板B(203)通过螺钉固定在支架板E(204)上，齿轮A(212)位于齿轮轴A(207)的中部；所述的齿轮轴A(207)安装在立式带座轴承(211)上，立式带座轴承(211)位于齿轮A(212)的两侧，通过螺钉固定在支架板E(204)上；支架板E(204)的上表面和下表面各装有一个滑轮(209)，分别通过滑轮架A(208)和滑轮架B(206)固定在支架板E(204)上，与齿轮A(212)共面；在齿轮A(212)和滑轮(209)之间装有齿条(205)，齿条(205)与齿轮A(212)啮合；支架板E(204)通过螺钉固定在主支架(201)的下部；所述的连杆组由连杆A(320)、连杆B(325)、连杆C(328)、连杆D(336)、连杆E(312)、连杆F(313)、连杆G(316)、连杆关节AA(332)、连杆关节AB(333)、连杆关节AC(315)、连杆关节AD(318)、连杆关节AE(334)、连杆关节AF(321)、连杆关节AG(323)、连杆关节BA(314)、连杆关节BB(317)、连杆关节BC(324)、连杆关节CA(335)、连杆关节CB(322)、连杆关节D(302)、连杆关节E(303)、连杆关节F(327)、连杆关节G(330)、连杆关节H(331)、连杆关节I(337)、关节轴A(340)、关节轴B(301)、齿轮B(307)、齿轮C(326)、圆柱齿条(308)、齿轮轴B(306)、齿轮轴C(310)、齿条轴(309)、齿轮固定板A(304)、齿轮固定板B(305)、齿轮固定板C(311)、连杆固定板(329)、把手(319)组成；所述的连杆A(320)的一端通过螺钉装有把手(319)、其中部和另一端分别通过关节螺栓(338)装有连杆关节AE(334)和连杆关节AF(321)；连杆B(325)一端通过螺钉装有连杆关节BC(324)、另一端通过紧固螺钉安装在连杆关节I(337)上；连杆C(328)一端通过紧固螺钉安装在连杆关节F(327)上、另一端通过螺钉固定在连杆固定板(329)上；连杆D(336)一端通过螺钉安装在连杆关节E(303)上、另一端装有连杆关节G(330)；连杆E(312)的一端通过关节螺栓(338)装有连杆关节AA(332)、另一端通过螺钉装有连杆关节BA(314)；连杆F(313)的一端通过关节螺栓(338)装有连杆关节AB(333)、另一端通过螺钉装有连杆关节BB(317)；连杆G(316)的上端和中部通过关节螺栓(338)装有连杆关节AC(315)和连杆关节AD(318)，下端装有连杆关节CA(335)；连杆关节AA(332)与连杆关节H(331)、连杆关节AB(333)与连杆关节G(330)、连杆关节AC(315)与连杆关节BA(314)、连杆关节AD(318)与连杆关节BB(317)、连杆关节AE(334)与连杆关节CA(335)、连杆关节AF(321)与连杆关节CB(322)、连杆关节AG(323)与连杆关节BC(324)之间均通过关节轴A(340)和关节轴承(339)连接在一起，使连杆A(320)、连杆B(325)、连杆C(328)或连杆D(336)、连杆E(312)或连杆F(313)组成水平面内的平行四杆机构，连杆A(320)平行于连杆C(328)或连杆D(336)，连杆B(325)平行于连杆E(312)或连杆F(313)；同时，也使连杆E(312)、连杆F(313)、连杆G(316)、连杆固定板(329)组成垂直面内的平行四杆机构，连杆E(312)平行于连杆F(313)，连杆G(316)平行于连杆固定板(329)；连杆关节E(303)通过螺钉与内轴(117)连接，连杆关节D(302)通过螺钉与外轴(116)连接；齿轮固定板A(304)、齿轮固定板B(305)、齿轮固定板C(311)通过螺钉固连接在一起，齿轮固定板A(304)通过螺钉安装在内轴(117)的上端；齿轮B(307)通过键安装在齿轮轴B(306)的一端，齿轮轴B(306)安装在连杆C(328)的内部、其另一端通过螺钉装有连杆关节H(331)；齿轮C(326)通过键与齿轮轴C(310)相连并通过轴承安装在齿轮固定板B(305)和齿轮固定板C(311)上，与齿轮B(307)在同一个水平面上；圆柱齿条(308)安装在齿条轴(309)上，通过齿条轴(309)端的螺母固定，齿条轴(309)安装在内轴(117)的内部，圆柱齿条(308)位于齿轮B(307)和齿轮C(326)之间、并与两齿轮啮合。