多关节上肢末端康复机器人的制作方法

1.本发明涉及康复设备技术领域，尤其是涉及一种多关节上肢末端康复机器人。


背景技术：

2.现如今市面上的多关节上肢末端康复机器人通常采用多个电机控制康复机器人动作，各个电机与康复机器人在各个方向上的旋转自由度具有一一对应的关系。某一电机启动后，康复机器人能够实现上述电机所对应的旋转动作，多个电机配合使用，实现康复机器人在空间内的康复训练。
3.另有部分多关节上肢末端康复机器人在实现某一个方向上的旋转自由度时采用电机与连杆机构配合的方式，然而采用上述方式虽然连杆机构内的各个连杆具有多个不同的运动轨迹，但是连杆机构的动力输出端仍然是仅能够实现一个方向上的旋转动作，如要实现空间内的康复动作，仍然需要配备多个电机。
4.因此，现市面上的多关节上肢末端康复机器人通常采用多电机控制的方式，成本较高，康复机器人需要预留出安装电机的空间，占用空间更大。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种多关节上肢末端康复机器人，在能够实现各个康复训练动作的前提下，具有成本低和节省安装空间的优点。
6.为实现上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.第一方面，本发明提供一种多关节上肢末端康复机器人，包括电机、第一悬梁、第二悬梁、第一支撑臂、第二支撑臂和手部部件；
8.所述第一悬梁具有第一传动路径、第二传动路径以及控制所述第一传动路径和所述第二传动路径各自通断状态的第一传动切换机构，所述第二悬梁具有第三传动路径、第四传动路径以及控制所述第三传动路径和所述第四传动路径各自通断状态的第二传动切换机构；
9.所述电机与所述第二悬梁中的第二支撑梁通过所述第一传动路径传动连接，以驱动所述第二支撑梁转动；所述电机通过所述第二传动路径分别与所述第三传动路径和所述第四传动路径的动力输入端传动连接；
10.所述第一支撑臂的一端与所述第二悬梁固定连接，另一端与所述第二支撑臂转动连接，所述第一支撑臂具有第一传动机构和第二传动机构，所述第三传动路径通过所述第一传动机构与所述第二支撑臂传动连接，以带动所述第二支撑臂转动；
11.所述第二支撑臂具有第三传动机构，所述第三传动机构的动力输入端与所述第二传动机构传动连接，所述第三传动机构的动力输出端与所述手部部件固定连接，所述第四传动路径通过所述第二传动机构和所述第三传动机构带动所述手部部件转动。
12.进一步地，所述第一悬梁包括第一支撑梁，所述第一传动切换机构包括第一传动轴、第一切换组件、第二切换组件和第二传动轴；
13.所述第一传动轴和所述第二传动轴分别与所述第一支撑梁的两端转动连接，所述第一传动轴和所述第二传动轴之间连接有上下层叠布置的所述第一切换组件和所述第二切换组件，所述第二切换组件位于所述第一切换组件背离所述第一支撑梁的一侧；
14.所述第一传动轴和所述第一切换组件间形成所述第一传动路径，所述第一切换组件控制所述第一传动路径的通断状态；所述第一传动轴、所述第二切换组件和所述第二传动轴间形成所述第二传动路径，所述第二切换组件控制所述第二传动路径的通断状态；
15.所述电机与所述第一传动轴连接以带动所述第一传动轴相对于所述第一支撑梁转动。
16.进一步地，所述第一切换组件包括第一导轮、第二导轮、第一传动件、转动盘和第一抱闸结构；
17.所述第一导轮套装于所述第一传动轴的外部并与所述第一传动轴之间设有所述第一抱闸结构，所述第一抱闸结构用于调整所述第一导轮与所述第一传动轴间是否联动；
18.所述第二导轮通过第一传动件与所述第一导轮传动连接，所述第二导轮和所述转动盘均活动套装于所述第二传动轴的外部，所述转动盘的一端与所述第二导轮固定连接，另一端穿过所述第一支撑梁与所述第二支撑梁固定连接。
19.进一步地，所述第二切换组件包括第三导轮、第四导轮、第二传动件和第二抱闸结构；
20.所述第三导轮固定套装于所述第一传动轴的外部；
21.所述第四导轮通过第二传动件与所述第三导轮传动连接，所述第四导轮活动套装于所述第二传动轴的外部并与所述第二传动轴之间设有所述第二抱闸结构，所述第二抱闸结构用于调整所述第四导轮与所述第二传动轴间是否联动。
22.进一步地，所述第二传动切换机构包括第三切换组件、第四切换组件和第三传动轴；
23.所述第三传动轴和所述第二传动路径的动力输出端分别位于所述第二支撑梁的两端，所述第三传动轴和所述第二传动路径的动力输出端之间连接有上下层叠布置的所述第三切换组件和所述第四切换组件；
24.所述第三切换组件具有所述第三传动路径，所述第三切换组件控制所述第三传动路径的通断状态；所述第四切换组件具有所述第四传动路径，所述第四切换组件控制所述第四传动路径的通断状态；
25.所述第三切换组件与所述第一传动机构传动连接，所述第四切换组件与所述第二传动机构传动连接。
26.进一步地，所述第三切换组件包括第五导轮、第六导轮、第三传动件和第三抱闸结构；
27.所述第五导轮套装于所述第二传动路径的动力输出端并与所述第二传动路径的动力输出端之间设有所述第三抱闸结构，所述第三抱闸结构用于调整所述第五导轮与第二传动路径的动力输出端间是否联动；
28.所述第六导轮通过第三传动件与所述第五导轮传动连接，所述第六导轮活动套装于所述第三传动轴。
29.进一步地，所述第四切换组件包括第七导轮、第八导轮、第四传动件和第四抱闸结
构；
30.所述第七导轮套装于所述第二传动路径的动力输出端并与所述第二传动路径的动力输出端之间设有所述第四抱闸结构，所述第四抱闸结构用于调整所述第七导轮与第二传动路径的动力输出端间是否联动；
31.所述第八导轮通过第四传动件与所述第七导轮传动连接，所述第八导轮活动套装于所述第三传动轴。
32.进一步地，所述第一支撑臂包括第一支撑板，所述第一传动机构包括第一换向轮组、第一绳体和第一绳驱环；
33.所述第一支撑板与所述第二悬梁背离所述第一悬梁的一端固定连接，所述第一支撑板的一侧转动连接有所述第一换向轮组和所述第一绳驱环；
34.所述第一绳体呈环形，所述第一绳体一端绕设于所述第三传动路径的动力输出端，另一端途径所述第一换向轮组换向后绕设于所述第一绳驱环；
35.所述第一绳驱环与所述第二支撑臂的一端固定连接。
36.进一步地，所述第二传动机构包括第二换向轮组、第二绳体和第二绳驱环；
37.所述第二换向轮组和所述第二绳驱环转动连接于所述第一支撑板的另一侧；
38.所述第二绳体呈环形，一端绕设于所述第四传动路径的动力输出端，另一端途径所述第二换向轮组换向后绕设于所述第二绳驱环；
39.所述第二绳驱环与所述第三传动机构传动连接。
40.进一步地，所述第二支撑臂包括第二支撑板，所述第三传动机构包括第三绳驱环和第三绳体；
41.所述第二支撑板的一端与所述第一传动机构固定连接，另一端转动连接有所述第三绳驱环；
42.所述第三绳驱环与所述手部部件固定连接，所述第三绳体呈环形，所述第三绳体一端绕设于所述第二传动机构的动力输出端，另一端绕设于所述第三绳驱环。
43.本发明提供的多关节上肢末端康复机器人能产生如下有益效果：
44.使用上述多关节上肢末端康复机器人时，可通过第一传动切换机构控制动力沿第一传动路径通畅传递，实现第二支撑梁相对于第一悬梁的转动；可通过第一传动切换机构控制动力沿第二传动路径通畅传递，实现电机的动力传递至第三传动路径和所述第四传动路径；可通过第二传动切换机构控制动力沿三传动路径通畅传递，第一传动机构随之动作，带动第二支撑臂相对于第一支撑臂转动；可通过第二传动切换机构控制动力沿四传动路径通畅传递，第二传动机构随之动作，带动手部部件相对于第二支撑臂转动。
45.另外，可以通过第一传动切换机构独立控制第一传动路径和第二传动路径的通断，通过第二传动切换机构独立控制第三传动路径和第四传动路径的通断，某一路径断开时，其动力输出端无法输出动力，动力输出端所连接的传动路径或者传动机构无法进行相应动作。
46.相对于现有技术来说，本发明提供的多关节上肢末端康复机器人可通过一个电机实现整个康复动作，包括第二悬梁的转动、第二支撑臂的转动以及手部部件的转动，且上述动作可单独进行，可某两个进行，也可全部同时进行，在能够实现各个康复训练动作的前提下，具有成本低和节省安装空间的优点。
附图说明
47.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
48.图1为本发明实施例提供的一种多关节上肢末端康复机器人(无底座)的三维结构示意图；
49.图2为本发明实施例提供的一种第一悬梁的三维结构示意图；
50.图3为本发明实施例提供的一种第一传动轴、第一导轮/第三导轮和第一抱闸结构配合时的结构示意图；
51.图4为本发明实施例提供的一种第二悬梁的三维结构示意图；
52.图5为本发明实施例提供的一种第一支撑臂在第一视角下的三维结构示意图；
53.图6为本发明实施例提供的一种第一支撑臂在第二视角下的三维结构示意图；
54.图7为本发明实施例提供的一种多关节上肢末端康复机器人的三维结构示意图。
55.图标：1－电机；2－第一悬梁；21－第一传动切换机构；211－第一传动轴；212－第一切换组件；2121－第一导轮；2122－第二导轮；2123－第一传动件；2124－转动盘；2125－第一抱闸结构；213－第二切换组件；2131－第三导轮；2132－第四导轮；2133－第二传动件；214－第二传动轴；22－第一支撑梁；3－第二悬梁；31－第二传动切换机构；311－第三切换组件；3111－第五导轮；3112－第六导轮；3113－第三传动件；312－第四切换组件；3121－第七导轮；3122－第八导轮；3123－第四传动件；313－第三传动轴；32－第二支撑梁；4－第一支撑臂；41－第一传动机构；411－第一换向轮组；4111－第一定向轮；4112－第二定向轮；4113－第三定向轮；412－第一绳体；413－第一绳驱环；42－第二传动机构；421－第二换向轮组；4211－第四定向轮；422－第二绳体；423－第二绳驱环；43－第一支撑板；5－第二支撑臂；51－第三传动机构；511－第三绳驱环；512－第三绳体；52－第二支撑板；6－手部部件；7－底座。
具体实施方式
56.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
57.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
58.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语
在本发明中的具体含义。
59.以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
60.本发明第一方面的实施例在于提供一种多关节上肢末端康复机器人，如图1至图6所示，包括电机1、第一悬梁2、第二悬梁3、第一支撑臂4、第二支撑臂5和手部部件6；
61.第一悬梁2具有第一传动路径、第二传动路径以及控制第一传动路径和第二传动路径各自通断状态的第一传动切换机构21，第二悬梁3具有第三传动路径、第四传动路径以及控制第三传动路径和第四传动路径各自通断状态的第二传动切换机构31；
62.电机1与第二悬梁3中的第二支撑梁32通过第一传动路径传动连接，以驱动第二支撑梁32转动；电机1通过第二传动路径与第三传动路径和第四传动路径的动力输入端传动连接；
63.第一支撑臂4的一端与第二悬梁3固定连接，另一端与第二支撑臂5转动连接，第一支撑臂4具有第一传动机构41和第二传动机构42，第三传动路径通过第一传动机构41与第二支撑臂5传动连接，以带动第二支撑臂5转动；
64.第二支撑臂5具有第三传动机构51，第三传动机构51的动力输入端与第二传动机构42传动连接，第三传动机构51的动力输出端与手部部件6固定连接，第四传动路径通过第二传动机构42和第三传动机构51带动手部部件6转动。
65.上述多关节上肢末端康复机器人在使用时，可通过第一传动切换机构21来控制第一传动路径的通断，从而控制电机1的动力是否能够通过第一传动路径带动第二悬梁3转动。如图1所示，第二悬梁3的转动轴线平行于竖直方向。同时还可以通过第一传动切换机构21来控制第二传动路径的通断，从而控制电机1的动力是否能够通过第二传动路径传递至第三传动路径和第四传动路径。
66.在使用时，还可以通过第二传动切换机构31来控制第三传动路径的通断，从而控制第二传动路径的动力是否能够通过第三传动路径传递至第一传动机构41，控制第二支撑臂5的转动。如图1所示，第二支撑臂5的转动方向平行于水平面。同时还可以通过第二传动切换机构31来控制第四传动路径的通断，从而控制第二传路径的动力是否能够通过第四传动路径传递至第三传动机构51，控制手部部件6的转动。如图1所示，手部部件6的转动轴线平行于水平面。
67.综上，通过单个电机1、第一传动切换机构21、第二传动切换机构31、第一传动机构41、第二传动机构42和第三传动机构51的配合能够实现第二悬梁3的水平转动、第二支撑臂5的上下摆动以及手部部件6的上下摆动，满足各个康复动作的要求，不需要设置多个电机，有效节省成本以及安装空间。
68.以下对第一悬梁2的结构进行具体说明：
69.在一些实施例中，如图1和图2所示，第一悬梁2包括第一支撑梁22，第一传动切换机构21包括第一传动轴211、第一切换组件212、第二切换组件213和第二传动轴214，其中：
70.第一传动轴211和第二传动轴214分别与第一支撑梁22的两端转动连接，第二传动轴214还与第二支撑梁32转动连接，第一传动轴211和第二传动轴214的轴线平行于竖直方向。第一传动轴211和第二传动轴214之间连接有第一切换组件212和第二切换组件213；电机1与第一传动轴211连接以带动第一传动轴211相对于第一支撑梁22转动。
71.具体地，第一切换组件212和第二切换组件213上下层叠布置，第二切换组件213位于第一切换组件212的上层，即如图1所示，第二切换组件213位于第一切换组件212背离第一支撑梁22的一侧，如此便于第一切换组件212将电机1的动力向第一悬梁2下方的第二悬梁3传递，实现第二悬梁3的转动。
72.在上述实施例所提供的多关节上肢末端康复机器人中，可以理解为：第一传动轴211和第一切换组件212间形成第一传动路径，二者配合能够将电机1的动力传递至第二悬梁3，第一切换组件212可控制第一传动路径的通断状态。第一传动轴211、第二切换组件213和第二传动轴214间形成第二传动路径，三者的配合能够将电机1的动力传递至第三传动路径和第四传动路径，第二切换组件213可控制第二传动路径的通断状态。
73.在一些实施例中，如图2和图3所示，第一切换组件212包括第一导轮2121、第二导轮2122、第一传动件2123、转动盘2124和第一抱闸结构2125，其中：
74.第一导轮2121套装于第一传动轴211的外部并与第一传动轴211之间设有第一抱闸结构2125。当第一抱闸结构2125抱紧时，第一导轮2121与第一传动轴211呈固定连接状态，第一传动轴211转动时，第一导轮2121随动；当第一抱闸结构2125松开时，第一导轮2121与第一传动轴211呈活动连接状态，第一传动轴211转动时，第一导轮2121不跟随其转动。
75.第二导轮2122通过第一传动件2123与第一导轮2121传动连接，第二导轮2122和转动盘2124均活动套装于第二传动轴214的外部，转动盘2124的一端与第二导轮2122固定连接，另一端穿过第一支撑梁22与第二支撑梁32固定连接。当第二导轮2122转动时，能够带动转动盘2124随之转动，由于第二导轮2122和转动盘2124均活动套装于第二传动轴214外部，第二导轮2122和转动盘2124转动时，不会带动第二传动轴214转动，由于转动盘2124与第二支撑梁32固定连接，转动盘2124转动时能够实现第二支撑梁32的转动。
76.可以理解的是，上述第二导轮2122和转动盘2124均活动套装于第二传动轴214的外部指代的是：第二导轮2122和转动盘2124均围绕第二传动轴214的轴线转动连接于第二传动轴214的外部。
77.在一些实施例中，如图1和图2所示，第二切换组件213包括第三导轮2131、第四导轮2132、第二传动件2133和第二抱闸结构，其中：
78.第三导轮2131固定套装于第一传动轴211的外部，当第一传动轴211转动时，能够带动第三导轮2131转动。
79.第四导轮2132通过第二传动件2133与第三导轮2131传动连接，第四导轮2132活动套装于第二传动轴214的外部并与第二传动轴214之间设有第二抱闸结构。当第二抱闸结构抱紧时，第四导轮2132与第二传动轴214呈固定连接状态，第四导轮2132转动时，第二传动轴214随动；当第二抱闸结构松开时，第四导轮2132与第二传动轴214呈活动连接状态，第四导轮2132转动时，第二传动轴214不跟随其转动。
80.以下对第一悬梁2的四种工作状态进行具体说明：
81.当第二支撑梁32需要转动，且电机1的动力不需要向第三传动路径和第四传动路径传输时，第四导轮2132松开第二抱闸，第一导轮2121锁紧第一抱闸结构2125。当电机1带动第一导轮2121转动时，第一导轮2121带动第二导轮2122转动，第二导轮2122带动转动盘2124转动，由于第二导轮2122和转动盘2124都与第二传动轴214呈活动连接状态，二者无法带动第二传动轴214转动；由于第四导轮2132松开第二抱闸时与第二传动轴214呈活动连接
状态，因此第三导轮2131带动第四导轮2132转动时也无法带动第二传动轴214转动。此时第一传动路径通畅，第二传动路径断开。
82.当第二支撑梁32不需要转动，电机1的动力需要向第三传动路径和第四传动路径传输时，第四导轮2132锁紧第二抱闸，第一导轮2121松开第一抱闸结构2125。当电机1带动第三导轮2131转动时，由于第一导轮2121与第一传动轴211呈活动连接状态，第一导轮2121不会转动，第三导轮2131带动第四导轮2132转动，由于第四导轮2132与第二传动轴214呈固定连接状态，第四导轮2132能够带动第二传动轴214转动。此时第一传动路径断开，第二传动路径通畅。
83.当第二支撑梁32需要转动，且电机1的动力需要向第三传动路径和第四传动路径传输时，第一导轮2121锁紧第一抱闸结构2125，第四导轮2132锁紧第二抱闸。当电机1带动第一导轮2121转动时，第一导轮2121带动第二导轮2122转动，第二导轮2122带动转动盘2124转动，同时第三导轮2131带动第四导轮2132转动，由于第四导轮2132与第二传动轴214呈固定连接状态，第四导轮2132能够带动第二传动轴214转动。此时第一传动路径通畅，第二传动路径通畅。
84.当第二支撑梁32不需要转动，且电机1的动力不需要向第三传动路径和第四传动路径传输时，第一导轮2121松开第一抱闸结构2125，第四导轮2132松开第二抱闸，电机1的动力均传递不到转动盘2124和第二传动轴214，因此无法带动转动盘2124和第二传动轴214转动。此时第一传动路径断开，第二传动路径断开。
85.上述第一悬梁2的结构简单，通过抱闸结构可以实现对应导轮与各自传动轴之间的联动状态，从而实现第一传动路径与第二传动路径的通断，不需要额外设置一个电机来驱动第二传动轴214转动，节省成本，且减小康复机器人的占用面积。
86.以下对第二传动切换机构31的结构进行具体说明：
87.在一些实施例中，如图4所示，第二传动切换机构31包括第三切换组件311、第四切换组件312和第三传动轴313，其中：
88.第三传动轴313和第二传动路径的动力输出端分别位于第二支撑梁32的两端，第三传动轴313和第二传动路径的动力输出端之间连接有第三切换组件311和第四切换组件312。
89.需要说明的是，当第一悬梁2包括第二传动轴214时，第二传动轴214可以看作是第二传动路径的动力输出端。
90.具体地，第三切换组件311和第四切换组件312上下层叠布置，第三切换组件311位于第四切换组件312的上层，即如图4所示，第四切换组件312位于第三切换组件311背离第二支撑梁32的一侧。
91.在上述实施例所提供的多关节上肢末端康复机器人中，可以理解为：第三切换组件311具有第三传动路径，第三切换组件311与第一传动机构41传动连接，其能够将第二传动轴214的动力传递至第一传动机构41，第三切换组件311可控制第三传动路径的通断状态。第四切换组件312具有第四传动路径，第四切换组件312与第二传动机构42传动连接，其能够将第二传动轴214的动力传递至第二传动机构42，第四切换组件312可控制第四传动路径的通断状态。
92.上述实施例中可通过两组切换组件分别独立控制第三传动路径和第四传动路径
的通断状态，相互间不会发生干涉，从而实现后续机构的不同动作。
93.在一些实施例中，如图4所示，第三切换组件311包括第五导轮3111、第六导轮3112、第三传动件3113和第三抱闸结构，其中：
94.第五导轮3111套装于第二传动路径的动力输出端并与第二传动路径的动力输出端之间设有第三抱闸结构。当第三抱闸结构抱紧时，第五导轮3111与第二传动轴214呈固定连接状态，第二传动轴214转动时，第五导轮3111随动；当第三抱闸结构松开时，第五导轮3111与第二传动轴214呈活动连接状态，第二传动轴214转动时，第五导轮3111不跟随其转动。
95.第六导轮3112可以通过第三传动件3113与第五导轮3111传动连接，第六导轮3112活动套装于第三传动轴313的外部。当第五导轮3111转动时，能够带动第六导轮3112随之转动，由于第六导轮3112活动套装于第三传动轴313外部，第三传动轴313仅对第六导轮3112起到支撑的作用，第六导轮3112转动时，能够带动第一传动机构41动作，实现第二支撑臂5的上下摆动。
96.可以理解的是，上述第六导轮3112活动套装于第三传动轴313的外部指代的是：第六导轮3112围绕第三传动轴313的轴线转动连接于第三传动轴313的外部。
97.在一些实施例中，如图4所示，与第三切换组件311同理，第四切换组件312包括第七导轮3121、第八导轮3122、第四传动件3123和第四抱闸结构，其中：
98.第七导轮3121套装于第二传动路径的动力输出端并与第二传动路径的动力输出端之间设有第四抱闸结构。当第四抱闸结构抱紧时，第七导轮3121与第二传动轴214呈固定连接状态，第二传动轴214转动时，第七导轮3121随动；当第三抱闸结构松开时，第七导轮3121与第二传动轴214呈活动连接状态，第二传动轴214转动时，第七导轮3121不跟随其转动。
99.第八导轮3122通过第四传动件3123与第七导轮3121传动连接，第八导轮3122活动套装于第三传动轴313。当第七导轮3121转动时，能够带动第八导轮3122随之转动，由于第八导轮3122活动套装于第三传动轴313外部，第三传动轴313仅对第八导轮3122起到支撑的作用，第八导轮3122转动时，能够带动第二传动机构42动作，实现第三传动机构51的动作，手部部件6上下摆动。
100.需要说明的是，上述各个实施例中的第一传动件2123、第二传动件2133、第三传动件3113和第四传动件3123可以为钢丝绳，也可以为链条(对应的各个导轮为链轮)或者皮带(对应的各个导轮为皮带轮)等，凡是能够实现两个导轮联动的构件均可。
101.以下对第二悬梁3的四种工作状态进行具体说明：
102.当需要第二支撑臂5上下摆动，不需要手部部件6上下摆动时，第五导轮3111锁紧第三抱闸，第二传动轴214与第五导轮3111呈固定连接状态，第二传动轴214带动第五导轮3111转动，第五导轮3111带动第六导轮3112转动；第七导轮3121松开第四抱闸，第二传动轴214与第七导轮3121呈活动连接状态，第二传动轴214无法带动第七导轮3121转动，因此第七导轮3121无法带动第八导轮3122转动。此时第三传动路径通畅，第四传动路径断开。
103.当不需要第二支撑臂5上下摆动，需要手部部件6上下摆动时，第五导轮3111松开第三抱闸，第二传动轴214与第五导轮3111呈活动连接状态，第二传动轴214无法带动第五导轮3111转动，因此第五导轮3111也无法带动第六导轮3112转动；第七导轮3121锁紧第四
抱闸，第二传动轴214与第七导轮3121呈固定连接状态，第二传动轴214带动第七导轮3121转动，第七导轮3121带动第八导轮3122转动。
104.当需要第二支撑臂5上下摆动，同时需要手部部件6上下摆动时，第五导轮3111锁紧第三抱闸，第二传动轴214与第五导轮3111呈固定连接状态，第二传动轴214带动第五导轮3111转动，第五导轮3111带动第六导轮3112转动；第七导轮3121锁紧第四抱闸，第二传动轴214与第七导轮3121呈固定连接状态，第二传动轴214带动第七导轮3121转动，第七导轮3121带动第八导轮3122转动。
105.当不需要第二支撑臂5上下摆动，同时不需要手部部件6上下摆动时，第五导轮3111松开第三抱闸，第二传动轴214与第五导轮3111呈活动连接状态，第二传动轴214无法带动第五导轮3111转动，第五导轮3111也无法带动第六导轮3112转动；第七导轮3121松开第四抱闸，第二传动轴214与第七导轮3121呈活动连接状态，第二传动轴214无法带动第七导轮3121转动，第七导轮3121无法带动第八导轮3122转动。
106.上述第二悬梁3的结构简单，通过抱闸结构可以实现对应导轮与第二传动轴214之间的联动状态，从而实现第三传动路径与第四传动路径的通断，不需要额外设置两个电机来分别驱动第一传动机构41和第二传动机构42动作，节省成本，且减小康复机器人的占用面积。
107.上述各实施例中第一抱闸结构2125、第二抱闸结构、第三抱闸结构和第四抱闸结构可以外购获得，其具体结构以及原理在此不再详细说明。
108.以下对第一支撑臂4的结构进行具体说明：
109.在一些实施例中，如图5所示，第一支撑臂4包括第一支撑板43，第一支撑板43与第二悬梁3背离第一悬梁2的一端固定连接，其固接方式可以通过螺钉等结构来实现。
110.在上述实施例的基础上，第一传动机构41包括第一换向轮组411、第一绳体412和第一绳驱环413，第一换向轮组411和第一绳驱环413转动连接于第一支撑板43的一侧，二者均可以相对于第一支撑板43转动；第一绳体412呈环形，第一绳体412一端绕设于第三传动路径的动力输出端，另一端途径第一换向轮组411换向后绕设于第一绳驱环413。
111.可以理解的是，当第二传动切换机构31包括第六导轮3112和第八导轮3122时，第六导轮3112可以看作是第三传动路径的动力输出端。
112.其中，第一换向轮组411可以包括三对相对设置的轮组，三对轮组在第一支撑板43上由上至下依次设置。最上方的轮组包括两个第一定向轮4111，中间的轮组包括两个第二定向轮4112，最下方的轮组包括两个第三定向轮4113，第一定向轮4111的轴线方向平行于第一支撑板43的侧面，第二定向轮4112和第三定向轮4113的轴线方向垂直于第一支撑板43的侧面。
113.第一绳体412绕绳方式为从第六导轮3112出发，依次绕过左侧的第一定向轮4111、左侧的第二定向轮4112和左侧的第三定向轮4113，然后从第一绳驱环413绕出，最后依次绕过右侧的第三定向轮4113、右侧的第二定向轮4112和右侧的第一定向轮4111回到第六导轮3112。
114.具体地，第一绳驱环413与第二支撑臂5的一端固定连接，从而使得第六导轮3112通过第一绳体412带动第一绳驱环413转动时，第二支撑臂5能够同步发生转动。
115.第一绳驱环413与第二支撑臂5可以均通过键连接等方式与转轴进行固定，转轴与
第一支撑板43转动连接。
116.上述第一传动机构41中，采用绳驱的方式进行驱动，相比于连杆机构等通过硬性连接件进行驱动的方式，能够使得康复动作更加的柔顺，启停过程具有一定的缓冲。
117.在一些实施例中，如图6所示，当第一支撑臂4包括第一支撑板43时，第二传动机构42包括第二换向轮组421、第二绳体422和第二绳驱环423；第二换向轮组421和第二绳驱环423转动连接于第一支撑板43的一侧；第二绳驱环423与第三传动机构51传动连接。
118.具体地，第二传动机构42和第一传动机构41分别设置于第一支撑板43的两侧，第二支撑臂5与第二传动机构42位于第一支撑板43的同侧。
119.另外，第二绳体422可以呈环形，一端绕设于第四传动路径的动力输出端，另一端途径第二换向轮组421换向后绕设于第二绳驱环423。
120.可以理解的是，当第二传动切换机构31包括第六导轮3112和第八导轮3122时，第八导轮3122可以看作是第四传动路径的动力输出端。
121.其中，第二换向轮组421可以包括一对相对设置的轮组，具体包括两个第四定向轮4211，两个第四定向轮4211同轴，第四定向轮4211的轴线方向垂直于第一支撑板43的侧面。
122.第一绳体412绕绳方式为从第八导轮3122出发，绕过一个第四定向轮4211进入第二绳驱环423，然后从另一个第四定向轮4211回到第八导轮3122。
123.第二绳驱环423可以位于第二支撑臂5背离第一支撑板43的一侧，与第二支撑臂5中第二支撑板52的转动轴线共线。第一绳驱环413与第二支撑臂5可以均通过键连接等方式与转轴进行固定时，可以通过轴承与转轴转动配合。
124.或者第二绳驱环423还可以直接与第一支撑板43转动连接。
125.上述第二传动机构42采用绳驱的方式进行驱动，配合第一传动机构41使用后，相比于连杆机构等通过硬性连接件进行驱动的方式，能够使得各个康复动作更加的柔顺，启停过程具有一定的缓冲。
126.上述第一支撑臂4的结构简单、紧凑，能够实现动力的双向传递，一条通过第一传动机构41向第二支撑板52传递，带动第二支撑板52转动，另一条通过第二传动机构42向第三传动机构51传递，带动手部部件6转动。无需额外设置两个电机来分别驱动第二支撑板52和手部部件6动作，降低成本，且节省空间。
127.以下对第二支撑臂5的结构进行具体说明：
128.在一些实施例中，如图5和图6所示，第二支撑臂5包括第二支撑板52，第二支撑板52的一端与第一传动机构41固定连接，以在第一传动机构41的驱动下相对于第一支撑板43转动。
129.在上述实施例的基础上，第三传动机构51包括第三绳驱环511和第三绳体512，第三绳驱环511与第二支撑板52的另一端转动连接；第三绳驱环511与手部部件6固定连接；第三绳体512呈环形，第三绳体512一端绕设于第二传动机构42的动力输出端，另一端绕设于第三绳驱环511。
130.当包括第二换向轮组421、第二绳体422和第二绳驱环423时，第二绳驱环423可以看作是第二传动机构42的动力输出端。
131.当第二绳驱环423转动时，可通过第三绳体512带动第三绳驱环511转动，由于第三绳驱环511与手部部件6固定连接，如此可实现手部部件6的上下摆动。
132.上述第二支撑臂5采用绳驱的方式进行驱动，配合第一支撑臂4的绳驱方式，能够进一步使得各个康复动作更加的柔顺，患者的体验感更佳。
133.综上，在电机1持续输出动力的前提下，第一导轮2121控制着转动盘2124启停，第四导轮2132控制着第二传动轴214启停。第七导轮3121控制着第二绳驱环423的启停，第六导轮3112控制着第一绳驱环413的启停。
134.在一些实施例中，如图7所示，上述多关节上肢末端康复机器人还可以包括底座7，第一悬梁2中的第一支撑梁22安装于底座7上，底座7对第一支撑梁22起到支撑的作用。
135.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

技术特征：
1.一种多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，包括电机(1)、第一悬梁(2)、第二悬梁(3)、第一支撑臂(4)、第二支撑臂(5)和手部部件(6)；所述第一悬梁(2)具有第一传动路径、第二传动路径以及控制所述第一传动路径和所述第二传动路径各自通断状态的第一传动切换机构(21)，所述第二悬梁(3)具有第三传动路径、第四传动路径以及控制所述第三传动路径和所述第四传动路径各自通断状态的第二传动切换机构(31)；所述电机(1)与所述第二悬梁(3)中的第二支撑梁(32)通过所述第一传动路径传动连接，以驱动所述第二支撑梁(32)转动；所述电机(1)通过所述第二传动路径分别与所述第三传动路径和所述第四传动路径的动力输入端传动连接；所述第一支撑臂(4)的一端与所述第二悬梁(3)固定连接，另一端与所述第二支撑臂(5)转动连接，所述第一支撑臂(4)具有第一传动机构(41)和第二传动机构(42)，所述第三传动路径通过所述第一传动机构(41)与所述第二支撑臂(5)传动连接，以带动所述第二支撑臂(5)转动；所述第二支撑臂(5)具有第三传动机构(51)，所述第三传动机构(51)的动力输入端与所述第二传动机构(42)传动连接，所述第三传动机构(51)的动力输出端与所述手部部件(6)固定连接，所述第四传动路径通过所述第二传动机构(42)和所述第三传动机构(51)带动所述手部部件(6)转动。2.根据权利要求1所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第一悬梁(2)包括第一支撑梁(22)，所述第一传动切换机构(21)包括第一传动轴(211)、第一切换组件(212)、第二切换组件(213)和第二传动轴(214)；所述第一传动轴(211)和所述第二传动轴(214)分别与所述第一支撑梁(22)的两端转动连接，所述第一传动轴(211)和所述第二传动轴(214)之间连接有上下层叠布置的所述第一切换组件(212)和所述第二切换组件(213)，所述第二切换组件(213)位于所述第一切换组件(212)背离所述第一支撑梁(22)的一侧；所述第一传动轴(211)和所述第一切换组件(212)间形成所述第一传动路径，所述第一切换组件(212)控制所述第一传动路径的通断状态；所述第一传动轴(211)、所述第二切换组件(213)和所述第二传动轴(214)间形成所述第二传动路径，所述第二切换组件(213)控制所述第二传动路径的通断状态；所述电机(1)与所述第一传动轴(211)连接以带动所述第一传动轴(211)相对于所述第一支撑梁(22)转动。3.根据权利要求2所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第一切换组件(212)包括第一导轮(2121)、第二导轮(2122)、第一传动件(2123)、转动盘(2124)和第一抱闸结构(2125)；所述第一导轮(2121)套装于所述第一传动轴(211)的外部并与所述第一传动轴(211)之间设有所述第一抱闸结构(2125)，所述第一抱闸结构(2125)用于调整所述第一导轮(2121)与所述第一传动轴(211)间是否联动；所述第二导轮(2122)通过第一传动件(2123)与所述第一导轮(2121)传动连接，所述第二导轮(2122)和所述转动盘(2124)均活动套装于所述第二传动轴(214)的外部，所述转动盘(2124)的一端与所述第二导轮(2122)固定连接，另一端穿过所述第一支撑梁(22)与所述
第二支撑梁(32)固定连接。4.根据权利要求2所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第二切换组件(213)包括第三导轮(2131)、第四导轮(2132)、第二传动件(2133)和第二抱闸结构；所述第三导轮(2131)固定套装于所述第一传动轴(211)的外部；所述第四导轮(2132)通过第二传动件(2133)与所述第三导轮(2131)传动连接，所述第四导轮(2132)活动套装于所述第二传动轴(214)的外部并与所述第二传动轴(214)之间设有所述第二抱闸结构，所述第二抱闸结构用于调整所述第四导轮(2132)与所述第二传动轴(214)间是否联动。5.根据权利要求1所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第二传动切换机构(31)包括第三切换组件(311)、第四切换组件(312)和第三传动轴(313)；所述第三传动轴(313)和所述第二传动路径的动力输出端分别位于所述第二支撑梁(32)的两端，所述第三传动轴(313)和所述第二传动路径的动力输出端之间连接有上下层叠布置的所述第三切换组件(311)和所述第四切换组件(312)；所述第三切换组件(311)具有所述第三传动路径，所述第三切换组件(311)控制所述第三传动路径的通断状态；所述第四切换组件(312)具有所述第四传动路径，所述第四切换组件(312)控制所述第四传动路径的通断状态；所述第三切换组件(311)与所述第一传动机构(41)传动连接，所述第四切换组件(312)与所述第二传动机构(42)传动连接。6.根据权利要求5所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第三切换组件(311)包括第五导轮(3111)、第六导轮(3112)、第三传动件(3113)和第三抱闸结构；所述第五导轮(3111)套装于所述第二传动路径的动力输出端并与所述第二传动路径的动力输出端之间设有所述第三抱闸结构，所述第三抱闸结构用于调整所述第五导轮(3111)与第二传动路径的动力输出端间是否联动；所述第六导轮(3112)通过第三传动件(3113)与所述第五导轮(3111)传动连接，所述第六导轮(3112)活动套装于所述第三传动轴(313)。7.根据权利要求5所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第四切换组件(312)包括第七导轮(3121)、第八导轮(3122)、第四传动件(3123)和第四抱闸结构；所述第七导轮(3121)套装于所述第二传动路径的动力输出端并与所述第二传动路径的动力输出端之间设有所述第四抱闸结构，所述第四抱闸结构用于调整所述第七导轮(3121)与第二传动路径的动力输出端间是否联动；所述第八导轮(3122)通过第四传动件(3123)与所述第七导轮(3121)传动连接，所述第八导轮(3122)活动套装于所述第三传动轴(313)。8.根据权利要求1所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第一支撑臂(4)包括第一支撑板(43)，所述第一传动机构(41)包括第一换向轮组(411)、第一绳体(412)和第一绳驱环(413)；所述第一支撑板(43)与所述第二悬梁(3)背离所述第一悬梁(2)的一端固定连接，所述第一支撑板(43)的一侧转动连接有所述第一换向轮组(411)和所述第一绳驱环(413)；所述第一绳体(412)呈环形，所述第一绳体(412)一端绕设于所述第三传动路径的动力输出端，另一端途径所述第一换向轮组(411)换向后绕设于所述第一绳驱环(413)；
所述第一绳驱环(413)与所述第二支撑臂(5)的一端固定连接。9.根据权利要求8所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第二传动机构(42)包括第二换向轮组(421)、第二绳体(422)和第二绳驱环(423)；所述第二换向轮组(421)和所述第二绳驱环(423)转动连接于所述第一支撑板(43)的另一侧；所述第二绳体(422)呈环形，一端绕设于所述第四传动路径的动力输出端，另一端途径所述第二换向轮组(421)换向后绕设于所述第二绳驱环(423)；所述第二绳驱环(423)与所述第三传动机构(51)传动连接。10.根据权利要求1所述的多关节上肢末端康复机器人，其特征在于，所述第二支撑臂(5)包括第二支撑板(52)，所述第三传动机构(51)包括第三绳驱环(511)和第三绳体(512)；所述第二支撑板(52)的一端与所述第一传动机构(41)固定连接，另一端转动连接有所述第三绳驱环(511)；所述第三绳驱环(511)与所述手部部件(6)固定连接，所述第三绳体(512)呈环形，所述第三绳体(512)一端绕设于所述第二传动机构(42)的动力输出端，另一端绕设于所述第三绳驱环(511)。

技术总结
本发明提供了一种多关节上肢末端康复机器人，涉及康复设备技术领域，本发明提供的多关节上肢末端康复机器人包括电机、第一悬梁、第二悬梁、第一支撑臂、第二支撑臂和手部部件；第一悬梁具有第一传动路径、第二传动路径以及第一传动切换机构，第二悬梁具有第三传动路径、第四传动路径以及第二传动切换机构；电机与第二悬梁中的第二支撑梁通过第一传动路径传动连接；电机通过第二传动路径与第三传动路径和第四传动路径的动力输入端传动连接；第一支撑臂具有第一传动机构和第二传动机构；第二支撑臂具有第三传动机构。本发明提供的多关节上肢末端康复机器人在能够实现各个康复训练动作的前提下，具有成本低和节省安装空间的优点。点。点。


技术研发人员：郭利伟 曾玉堂 汪建辉 李鲁亚 杨森
受保护的技术使用者：安杰莱科技（杭州）有限公司
技术研发日：2023.07.04
技术公布日：2023/9/6