[发明专利]一种上肢康复训练机器人

权利要求书

1.一种能实现人体上肢康复训练的机器人，由球面副运动机构、直角坐标系三轴联动系统和上肢支架系统组成，其特征在于，

所述直角坐标系三轴联动系统包括沿X轴方向运动的丝杆螺母运动机构、沿Y轴方向运动的丝杆螺母运动机构和沿Z轴方向运动的丝杆螺母运动机构；

沿X轴方向运动的丝杆螺母运动机构包括：丝杠轴(106)、螺母组件(107)、导轨(105)、导轨滑块组件(111)、基座(104)、丝杆固定端(110)、丝杆支撑端(101)、角接触球轴承(102)、步进电机(108)和联轴器(109)；基座(104)和步进电机(108)固定在底座(103)上，丝杆固定端(110)和丝杆支撑端(101)固定在基座(104)两端，角接触球轴承(102)固定在丝杆支撑端(101)，导轨(105)通过螺钉组拧紧在基座(104)上，导轨滑块组件(111)嵌套在导轨(105)上并与螺母组件(107)连接，步进电机(108)通过联轴器(109)连接丝杠轴(106)并驱动其进行转动，实现螺母组件(107)在导轨(105)上进行移动；

沿Y轴方向运动的丝杆螺母运动机构包括：丝杠轴(208)、螺母组件(207)、导轨(202)、导轨滑块组件(206)、基座(201)、丝杆固定端(205)、丝杆支撑端(209)、角接触球轴承(210)、步进电机(203)和联轴器(204)；基座(201)连接固定在螺母组件(107)上，丝杆固定端(205)和丝杆支撑端(209)固定在基座(201)两端，角接触球轴承(210)固定在丝杆支撑端(209)，导轨(202)通过螺钉组拧紧在基座(201)上，导轨滑块组件(206)嵌套在导轨(202)上并与螺母组件(207)连接，步进电机(203)通过联轴器(204)连接丝杠轴(208)并驱动其进行转动，实现螺母组件(207)在导轨(202)上进行移动；

沿Z轴方向运动的丝杆螺母运动机构：丝杠轴(301)，螺母组件(303)、光杆(302)、步进电机(306)、联轴器(304)和移动台(305)；步进电机(306)连接固定在移动台(305)上，移动台(305)连接固定在螺母组件(207)上，光杆(302)与丝杆轴(301)平行固定在移动台(305)上，步进电机(306)通过联轴器(304)驱动丝杠轴(301)沿Z轴方向移动；

所述球面副运动机构：上半球面构件(401)、下半球面构件(402)、球杆构件(403)和连接件(404)；球杆构件(403)通过连接件(404)连接到上肢大臂支架(501)；

所述上肢支架系统包括：上肢大臂支架(501)、步进电机(502)、上肢小臂支架(503)、传动齿轮(504)、传动轴(505)和传动齿轮(506)；传动轴(505)通过螺纹副连接固定上肢小臂支架(503)，上肢小臂支架(503)与上肢大臂支架(501)通过铰接形成转动副，步进电机(502)通过传动齿轮(504)、传动齿轮(506)和传动轴(505)带动上肢小臂做屈伸转动训练。

2.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，所述直角坐标系三轴联动系统中的丝杆轴(301)、丝杆轴(208)和丝杆轴(106)在空间中两两互相垂直，提供三个移动自由度，实现肩关节的多自由度被动训练，上肢支架系统中上肢大臂支架(501)与上肢小臂支架(503)通过铰接形成转动副，传动轴(505)通过螺纹副连接拧紧于小臂支架(503)的转动副处，即可以同时实现肘关节屈伸被动训练。

3.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，球面副机构通过上半球面构件(401)连接直角坐标系三轴联动系统，通过连接件(404)连接到上肢支架系统，球面副运动机构提供三个转动自由度，可以实现肩关节在由直角坐标系三轴联动系统提供牵引力进行被动训练情况下，患者可以自主转动训练，增加肩关节的转动刺激。