肩關節(jié)康復訓練機器人設計

肩關節(jié)康復訓練機器人設計指導教師:葛江華負責人:李曉杰組員：金業(yè)鑫

李妍

劉基銘

孫立然哈爾濱理工大學所在院

：機械動力工程學院所屬學科

：機械設計及其自動化使用實驗室

：數字化設計及仿真實驗室項目成果簡介為了實現手臂康復訓練，本實用新型使用一根鋼絲繩通過多個滑輪拉動手臂，關節(jié)處采用帶彈簧卡盤的心軸，可隨意轉動和固定關節(jié)，建立氣動人工肌肉在ADAMS里的仿真模型，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果,對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。在ADAMS里對鋼絲繩與滑輪纏繞的仿真需要鋼絲繩在滑輪上纏繞不能脫離滑輪，同時要求鋼絲繩與滑輪同步，這就需要在鋼絲繩和滑輪之間建立齒輪副，但在它們之間必須通過連桿作為支架輔助來完成。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便。項目研究中參閱的書籍和論文目錄[1]于惠力，向敬忠主編機械設計科學出版社第一版[2]趙九江主編材料力學哈爾濱工業(yè)大學出版社第一版[3]鄭文經主編機械原理高等教育出版社第七版[4]陳宏鈞,方向明,馬素敏等編典型零件機械加工生產實例機械工業(yè)出版社

[5]王季琨,沈中偉,劉錫珍主編機械制造工藝學天津大學出版社

[6]哈爾濱工業(yè)大學,上海工業(yè)大學主編機床夾具設計上海科學技術出版社

[7]李洪主編機械加工工藝手冊北京出版社

[8]龔定安,蔡建國編著機床夾具設計手冊陜西科學技術出版社

[9]孫麗嬡主編機械制造工藝及專用夾具冶金工業(yè)出版社

[10]楊叔子主編機械加工工藝師手冊機械工業(yè)出版社

[11]李益民主編機械制造工藝設計簡明手冊哈爾濱工業(yè)大學

[12]劉文劍曹天河趙維緩編2008-7-1夾具工程師手冊黑龍江科學技術出版社

[13]上海市金屬切削技術協會編金屬切削手冊上?？茖W技術出版社

[14]于駿一主編典型零件制造工藝機械工業(yè)出版社

[15]劉晉霞.ADAMS2012虛擬樣機從入門到精通[M].機械工業(yè)出版社.[16]鄭相周，唐國元.機械系統(tǒng)虛擬樣機技術[M].高等教育出版社.[17]王新敏,李義強,許宏偉.ANSYS結構分析單元與應用[M].人民交通出版社.

[18]謝龍漢,劉新讓,劉文超.ANSYS結構及動力學分析[M].電子工業(yè)出版社.[19]S.F.Zhang,J.F.Mao,X.Tian,K.ZengandZ.H.Sha:JournalofManufacturingTechnology&MachineTool,Vol.06(2011),No.3,pp.175-178.[20]Y.Qi:JournalofMechanicalEngineer,Vol.05(2011),No.3,pp.40-42.[21]祁陽.運動控制卡在數控機床上的應用[J].機械工程師,2011(05):40-42.[22]董玉紅主編數控技術高教出版社項目成果形式及數量獲得專利

2份心得體會

6份研究論文

1份研究論文XiaojieLi,YexinJin,liranSun,Yanli,JianghuaGe,KinematicsanalysisandSimulationofarmrehabilitationrobot(ISSN:1738-9968)KinematicsanalysisandSimulationofarmrehabilitationrobotXiaojieLi，YexinJin，LiranSun，YanLi，JianghuaGeSchoolofMechanicalandDynamicEngineering,HarbinUniversityofScienceandTechnology,Harbin,150080,ChinaKeywords:Rehabilitationrobot,ADAMS,Kinematicssimulation

Abstract:Firstly,accordingtothehumanarmphysiologicalstructureandbionics,designrehabilitationrobotmechanicalstructure,basedonproesoftwareformodelingtherobot,andimportedintotheADAMSsoftwareofkinematicssimulationanalysis.Accordingthat,itdeterminesthestateofmotionoftherobotundercertaininputconditions,andprovidesimportantdatafortheactualmechanismcontrol.0introductionWiththedevelopmentofscienceandtechnology,especiallytherapiddevelopmentofrobottechnology,combinedrobottechnologywithmedicaltheorythatappliedtorehabilitationrobotstohelpdisabledpatientsdorehabilitationtraininghasbeenofgreatimportancetoscientists.Itislong-term,stable,objective,andhelpthepatientsdorehabilitationtraining,theprocessofremovingtheeffectofsubjectivethefactors,whichgreatlyreducethetrainingtime,improvetrainingeffect.Moreimportantly,rehabilitationrobotcanathomeorinthecommunitytohelpdisabledpatientswithrehabilitationtreatment,greatlyfacilitatethepatients.Inaddition,comparedwithrehabilitationtraininginstrumentwiththesamefunctionabroad,rehabilitationrobothasasignificantpriceadvantage.Rehabilitationrobotsarecameoutfromthetraditionaldesignideas,applicationtonewdesignideas,soastodriveotherindustriesoftheinformatization.Andbythetechniqueofvirtualprototypeoftherobotperformanceevaluation,toagreatextent,itcanimproveefficiency,reducecosts,improvethesafetyfactor.1analysisofphysiologicalmechanismmodelArmphysiologicalstructurecontainstheshoulderjoint,shoulderrevolutejoint,wristjoint,radius,ulnaandbiceps.Accordingtotheaboveanalysis,withthehelpofmechanicalarmtodrivethehumanarmtoexercise,preventmuscleatrophy,becauseittdoesnotmoveforhelongtime,andthroughthemovementtostimulatethemotornerve.Exercisemodeofrehabilitationmechanism(1)flexionandextensionmovements:thearmaroundthesagittalplanewhichonthecoronalaxismove,forwardforflexion,backwardextension.(2)abduction,adductionmovement:thearmaroundthesagittalaxismotionisinthecoronalplane,whenitisawayfromthetrunk,inabduction,whenitisnearthetrunk,inadduction.2theusedmaterialsAsthetraditionaldrivequalityandvolumearerelativelylarge,notsuitableforapplicationinwearablemechanicaldesign,becauseitsrigidelementsforthehumanbodyaresecurityrisks,fromtheergonomicsperspectiveitisnotallowed.Therefore,shoulderjointrehabilitationtrainingrobotusepneumaticartificialasmuscleactuator.Pneumaticartificialmuscleisakindofnewpneumaticactuators,comparedtotraditionalrigidimplementationofthecomponents,whichhasgoodflexibility,highsafety,lightweight,lownoiseadvantages.Becausethepneumaticartificialmuscleissimilarwiththebodymuscles,suchasforcelengthcharacteristics,expansionrate.soitisespeciallysuitablefortheapplicationinhumanrehabilitationtrainingrobot.Rotatingpartalsoreliesongaspneumaticartificialmusclethroughthesteelwireropeispulled,andintheendpartoftherotatingshaft,itprovideswithananglesensorandtherobotarmandforearmwiththeadjustingscrew,tofacilitatetheuseofarmlengthofthebody.Inordertoreducethequalityoftherobotarm,artificialmusclewhichtherobotdoesflexionofthepneumaticalsoputontherobot'sleftandrightwing,butkeyproblemishowtotransmittheforcewhichthroughtheleftandrightwingpneumaticartificialmuscletothearm.Theropeisthroughtheplastichosesteelrope,andtheforceistransmittedtotherotationofthearmframethroughtheguideplate..

Inthearmandshoulderjointsconnected,thereistheleftpartofthehosemargin,becausetheplastichosecangenerateitsbendingdeformation,eveninthepresenceofduetoadjustthesizeofshoulderjointcausedbywireropelengthchanges,alsowon'taffecttherobot'snormalmovement,whileavoidingthehandwingmotionwireropeandrobotappearsentanglementphenomenon.4ModelingprocessAccordingtothesizeandstructuremodelofthecommonhumanarm,the3Dmodeloftheappropriatesizeisestablishedbyusingthe3Dmodelingsoftwareofproe.

Establishthethree-dimensionalmodelofthepartsintheproedrawing.Atthistimepayattentionthattheestablishmentofthemodeloftheunitsetshouldbe"mnks",andinthecreationoftheassemblyalsoshouldpayattentiontothisproblem,sothattransferedtheentitymodeltoADAMSsoftware,youcanalsousethefrontoftheunittocalculate,eliminatingtheconversionbetweenunits.Establishthemodeloftheassemblyoftherobot.Afterthecreationofthemainparts,thevariouspartsofthegroupisassembledtotheassemblybody,therigidbodymodeloftheimportedADAMSisneededtobeconsideredbodyasasubassemblymodelassembly,butalsotakeintoaccounttheinitialpositionofeachcomponentmovement,Theinitialpositionofthecomponentissetatthebeginningoftheassemblytoreducethesubsequentadjustment.(3)IntheproeestablishM/Proenvironmentanddefinerigidbody.Afterthecompletionoftheassembly,usingproeandADAMSsoftwaretheseamlessconnectionprogramM/ProtogeneratethefileswhichAdamscanread.Thisensuresthetwosoftwareseamlessconnection.AftertheinstallationofM/Pro,intheproe,M/Procascadingmenuappears,themenucandesignatedeachrigidbody,toestablishthebasicconstraintsbetweenrigidbodiesandsomereferencecoordinatesystem,afterthecompletionoftheestablishment,theuseoftheinterfaceprogramcanbedirectlytotheentitymodelissavedasafileformat,whichcanbereadinADAMS.(4)ImportedtoAdams,thenaddednecessaryconstraintsanddrivers.Thethree-dimensionalmodelisimportedintoAdams,modelingtoolsprovidedbyAdams,themodelwasfurtherimprovedandaddthenecessarydriversandconstraints,makethenecessaryelementsforthemodelcomplete.5SimulationanalysisSaveacopyofthex-tformatthroughthe3Dmodel,pulledintoAdamsmodule,createeachjointontheconstraintsofthemodelintheADAMDSmodel,bendapulleyinsteadinthebendoutletandthearmconnectingthemiddlepart,countedatotaloffour.Afterapplyingthedrivepulley,Liftthearmbythemovementoftheropeonthepulley.shoulderabductionadductionwithrotatingandmovingjointsisconnected;consideringtheseparateoperationisnotonlyeachjointrehabilitationofrehabilitationtherapy,whenreachedacertainstage,Ihopeeachjointofpatientswithupperlimbtoachieveacertaindegreeofmovement，andgettothecoordinatematters.Thetwomotionoftheshoulderjointcanonlyberealizedbythemechanicalintegral,andthecompoundmotionoftherobotarmcanbesimulatedbyaddingtherotationpairs,needtopayattentiontoavoidinginterferencewiththeoverallmechanical.Settingthedrivespeedis5m/s,selectionapointofshoulderjointtoextractintheZaxismotioncurvecandescribethemotionprocess.6ConcludingremarksProposedforupperlimbrehabilitationrobotbasedon,thesolidstructuremodel,usingADAMSsoftwaretosimulatetherobotmodel.Consideringupperlimbrehabilitationtrainingprocessintheactualneedsofthetraining,itisconcludedthatthekeypointsoftherobotshoulderjointanglechangecurve;judgethatitsmovementisinaccordancewiththerequirementsofupperlimbrehabilitationtraining,alsothesimulationalsoconfirmsthatthebuiltmotionmodeliscorrect,itlaidafoundationforthenextstepdynamicsimulationanalysisandlocusofcontrol.References:Lihuijun,Songaiguo.ResearchprogressandProspectoftheupperlimbrehabilitationtrainingrobot(J).Applicationofrobottechnology,2006(4):32-36.DuZhijiang,SunChuanjie,ChenYanning.Researchstatusofrehabilitationrobots[J].ChineseJournalofrehabilitationmedicine,2003,18(5):293-294

ZhangFuxiang,FuYili,Wangshuguo.Rehabilitationrobotresearchprogress[J].JournalofHebeiUniversityofscienceandtechnology,2005,3(2):100-106.YangYong,Zhanglixun,Wanglan.Dynamicsanalysisofarmrehabilitationrobot(J).Mechanicaldesign,2007,11(11):27-29.EROLD，SARKARN.Smoothhuman-robotinteractioninrobot-assistedrehabilitation［C］.2007IEEE10thInternationalConferenceonRehabilitationRobotics，2007：5-15.LvGuangming,SunLining,ZhangBo.FiveDOFSofupperlimbrehabilitationrobotarmofkinematicsanalysis(J).JournalofHarbinInstituteofTechnology,2006,38(5):698-701.ZhangLixu,WangKeyi,ZhangJinyu.ThelowerlimbrehabilitationtrainingrobotsofThemotioncoordinationprinciple(J).Mechanicaldesignandresearch,2007,23(6):46-50.獲得專利專利《一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構》已受理，專利號：201620126822.9專利《一種手臂康復機器人手臂機構》已受理，專利號：201620126820.X專利《一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構》

手臂康復機器人肘關節(jié)機構

手臂康復機器人肘關節(jié)機構技術領域本實用新型屬于醫(yī)療設備技術領域，具體涉及一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構。背景技術隨著科學技術的發(fā)展，尤其是機器人技術的高速發(fā)展，將機器人技術和醫(yī)學理論相結合，運用康復機器人來幫助肢體殘障患者做康復訓練運動已經得到各國科學家的重視。其可以長期、穩(wěn)定、客觀地幫助患者做康復訓練，過程中排除了人為主觀因素的影響，極大程度減少訓練時間，提高訓練效果。更重要的是，康復機器人可以在家里或者社區(qū)里幫助肢體殘障患者進行康復訓練，極大方便患者的治療。此外，與國外具有同樣功能的康復訓練儀相比，康復機器人具有明顯的價格優(yōu)勢?，F在國內市場上所用的手臂康復機器人手臂機構主要有以下兩種：一種是采用電機驅動五連桿機構，利用阻抗控制，適用于患者肩，肘在水平和豎直平面內的復合運動訓練。在機械設計方面具有安全性、穩(wěn)定性與柔順性，但不具有可穿戴性，而且價格昂貴。第二種是通過綁帶與人體上臂和手腕鏈接在固定板上，在固定板末端安裝轉動軸，通過鋼絲繩拉動手臂上舉，結構簡單，利于制造，便于穿戴，但自由度較少，功能單一，肘部關節(jié)無法訓練。以上兩種手臂康復機器人手臂機構，一種結構復雜，價格昂貴，設備笨重不便于穿戴；另一種結構簡單，便于可穿戴，但功能單一。實用新型內容本實用新型針對上述存在的問題，提供一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構，目的是實現便于穿戴的手臂肘關節(jié)的運動訓練，本實用新型采用如下技術方案實現：手臂康復機器人肘關節(jié)機構，其組成包括：螺釘A、鋼絲繩、大鏈輪、上臂桿、銷釘A、拉桿A、螺釘B、普通鉸鏈、下臂桿、螺釘C、鏈條、小鏈輪、銷釘B、拉桿B和銷釘C，所述鋼絲繩與大鏈輪用螺釘A連接，所述大鏈輪采用螺釘C固定在上臂桿的頂端，所述大鏈輪與小鏈輪通過鏈條進行傳動，所述小鏈輪用螺釘B固定在拉桿A上，所述拉桿A的一端與拉桿B的一端用銷釘B鏈接,所述拉桿A的另一端與上臂桿采用銷釘A鏈接，所述拉桿B的另一端采用銷釘C固定在下臂桿上，所述上臂桿與下臂桿用普通鉸鏈連接。本實用新型的有益效果為：當鋼絲繩施加拉力是可以完全保證肘關節(jié)運動，不會引起肩關節(jié)隨著施加拉力的變化而引起肩關節(jié)連帶運動的，當肘關節(jié)無需運動時，只要保證鋼絲繩恒定不動，下臂桿就能固定。本機構具有簡便的機械結構,便于操作，適用性強，可以有針對性的達到預期訓練效果。具體實施方式：參照圖1一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構，它的組成包括：螺釘A1、鋼絲繩2、大鏈輪3、上臂桿4、銷釘A5、拉桿A6、螺釘B7、普通鉸鏈8、下臂桿9、螺釘C10、鏈條11、小鏈輪12、銷釘B13、拉桿B14和銷釘C15，所述鋼絲繩2與大鏈輪3用螺釘A1連接，所述大鏈輪3采用螺釘C10固定在上臂桿4的頂端，所述大鏈輪3與小鏈輪12通過鏈條11進行傳動，所述小鏈輪12用螺釘B7固定在拉桿A6上，所述拉桿A6的一端與拉桿B14的一端用銷釘B13鏈接,所述拉桿A6的另一端與上臂桿4采用銷釘A5鏈接，所述拉桿B14的另一端采用銷釘C15固定在下臂桿9上，所述上臂桿4與下臂桿9用普通鉸鏈8連接。當鋼絲繩2拉動大鏈輪3就會帶動鏈條11轉動，之后拉桿A6隨著小鏈輪12一起向上運動，拉桿A6通過銷釘B13帶動拉桿B14向上運動。拉桿B14帶動下臂桿9進行旋轉，達到肘關節(jié)運動的目的。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。專利《一種手臂康復機器人手臂機構》一種手臂康復機器人手臂機構

技術領域：本實用新型屬于醫(yī)療設備技術領域，具體涉及一種手臂康復機器人手臂機構。背景技術：隨著科學技術的發(fā)展，尤其是機器人技術的高速發(fā)展，將機器人技術和醫(yī)學理論相結合，運用康復機器人來幫助肢體殘障患者做康復訓練運動已經得到各國科學家的重視。其可以長期、穩(wěn)定、客觀地幫助患者做康復訓練，過程中排除了人為主觀因素的影響，極大程度減少訓練時間，提高訓練效果。更重要的是，康復機器人可以在家里或者社區(qū)里進行幫助肢體殘障患者進行康復訓練，極大方便患者的治療。此外，與國外具有同樣功能的康復訓練儀相比，康復機器人具有明顯的價格優(yōu)勢?，F在國內市場上所用的手臂康復機器人手臂機構主要有以下兩種：一種是采用電機驅動五連桿機構，利用阻抗控制，實現訓練的安全性，穩(wěn)定性和柔順性，適用于患者肩，肘在水平和豎直平面內的復合運動訓練。在機械設計方面具有安全性、穩(wěn)定性與柔順性，但不具有可穿戴性，而且價格昂貴。第二種是通過綁帶與人體上臂和手腕鏈接在固定板上，在固定板末端安裝轉動軸，通過鋼絲繩拉動手臂上舉，結構簡單，利于制造，便于穿戴，但自由度較少，功能單一，肘部關節(jié)無法訓練。以上兩種手臂康復機器人手臂機構，一種結構復雜，設備笨重無法穿戴，價格昂貴，可使用購買人群少，另一種結構簡單可穿戴，功能單一，愿于購買人群少。實用新型內容：本實用新型的目的是：為了實現手臂康復訓練，本實用新型使用一根鋼絲繩通過多個滑輪拉動手臂，關節(jié)處采用帶彈簧卡盤的心軸，可隨意轉動和固定關節(jié)，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果,其技術方案如下:一種手臂康復機器人手臂機構，它包括：前臂桿1、螺釘2、鋼絲繩3、滑輪4、滑輪座5、滑輪6、滑輪座7、固定塊8、卡盤9、螺釘組10、心軸11、彈簧柱12、上臂桿13、卡盤14、螺釘組15、心軸16、彈簧柱17、上臂板18、前臂板19，其特征在于：所述鋼絲繩3通過螺釘2與前臂桿1固定連接；滑輪4被滑輪座5固定在上臂桿13上；滑輪6被滑輪座7固定在固定塊8上；滑輪4與滑輪6通過鋼絲繩3構成滑輪組；固定塊8通過心軸11與上臂桿13連接在一起；上臂桿13通過心軸16與前臂桿1連接在一起；卡盤9被螺釘組10固定在固定塊8上；卡盤14被螺釘組15固定在上臂桿13上；彈簧柱12裝在上臂桿13內；彈簧柱17裝在前臂桿1內；上臂板18與上臂桿13固定連接；前臂板19與前臂桿1固定連接。本實用新型的有益效果為：對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便。具體實施方式：參照圖1和圖2一種手臂康復機器人手臂機構，它包括：前臂桿1、螺釘2、鋼絲繩3、滑輪4、滑輪座5、滑輪6、滑輪座7、固定塊8、卡盤9、螺釘組10、心軸11、彈簧柱12、上臂桿13、卡盤14、螺釘組15、心軸16、彈簧柱17、上臂板18、前臂板19，其特征在于：所述鋼絲繩3通過螺釘2與前臂桿1固定連接；滑輪4被滑輪座5固定在上臂桿13上；滑輪6被滑輪座7固定在固定塊8上；滑輪4與滑輪6通過鋼絲繩3構成滑輪組；固定塊8通過心軸11與上臂桿13連接在一起；上臂桿13通過心軸16與前臂桿1連接在一起；卡盤9被螺釘組10固定在固定塊8上；卡盤14被螺釘組15固定在上臂桿13上；彈簧柱12裝在上臂桿13內；彈簧柱17裝在前臂桿1內；上臂板18與上臂桿13固定連接；前臂板19與前臂桿1固定連接。使用時，把手臂固定在前臂板19和上臂板18上，對于肘關節(jié)康復訓練，彈簧柱17插入卡盤14的0°槽使上臂桿13與固定塊8固定，彈簧柱12插入卡盤9的活動槽，鋼絲繩3通過滑輪6和滑輪4拉動前臂桿1，再依靠重力放下前臂桿1，反復運動；對于肩關節(jié)康復訓練，彈簧柱12插入卡盤9的0°槽使前臂桿1與上臂桿13固定，彈簧柱17插入卡盤14的活動槽，鋼絲繩3通過滑輪6和滑輪4拉動前臂桿1，帶動上臂桿13，再依靠重力放下前臂桿1和上臂桿13，反復運動；對于不同的手臂整體康復訓練，彈簧柱12插入卡盤9的活動槽，彈簧柱17插入卡盤14的活動槽，鋼絲繩3通過滑輪6和滑輪4拉動前臂桿1帶動上臂桿13，再依靠重力放下前臂桿1和上臂桿13，反復運動，可更換不同的卡盤完成不同的康復訓練要求。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。實用新型的主視圖實用新型的側視圖實用新型的關節(jié)部位主視圖一種手臂康復機器人手臂機構，它包括：前臂桿1、螺釘2、鋼絲繩3、滑輪4、滑輪座5、滑輪6、滑輪座7、固定塊8、卡盤9、螺釘組10、心軸11、彈簧柱12、上臂桿13、卡盤14、螺釘組15、心軸16、彈簧柱17、上臂板18、前臂板19，其特征在于：所述鋼絲繩3通過螺釘2與前臂桿1固定連接；滑輪4被滑輪座5固定在上臂桿13上；滑輪6被滑輪座7固定在固定塊8上；滑輪4與滑輪6通過鋼絲繩3構成滑輪組；固定塊8通過心軸11與上臂桿13連接在一起；上臂桿13通過心軸16與前臂桿1連接在一起；卡盤9被螺釘組10固定在固定塊8上；卡盤14被螺釘組15固定在上臂桿13上；彈簧柱12裝在上臂桿13內；彈簧柱17裝在前臂桿1內；上臂板18與上臂桿13固定連接；前臂板19與前臂桿1固定連接。一種手臂康復機器人手臂機構，屬于醫(yī)療機械技術領域，包括臂桿、鋼絲繩、滑輪、心軸、卡盤、臂板，其特征在于：所述鋼絲繩通過螺釘與前臂桿固定連接，滑輪被滑輪座固定在臂桿上，上臂桿通過心軸與前臂桿連接在一起，卡盤安在心軸外限制心軸轉動角度，臂板固定在臂桿上，能夠滿足不同手臂康復訓練的要求，結構簡單,便于穿戴，價格便宜，提高人們的購買意愿。項目總結報告摘要：隨著科學技術的發(fā)展，尤其是機器人技術的高速發(fā)展，將機器人技術和醫(yī)學理論相結合，運用康復機器人來幫助肢體殘障患者做康復訓練運動已經得到各國科學家的重視。其可以長期、穩(wěn)定、客觀地幫助患者做康復訓練，過程中排除了人為主觀因素的影響，極大程度減少訓練時間，提高訓練效果。更重要的是，康復機器人可以在家里或者社區(qū)里幫助肢體殘障患者進行康復訓練，極大方便患者的治療。此外，與國外具有同樣功能的康復訓練儀相比，康復機器人具有明顯的價格優(yōu)勢?，F在國內市場上所用的手臂康復機器人手臂機構主要有以下兩種：一種是采用電機驅動五連桿機構，利用阻抗控制，適用于患者肩，肘在水平和豎直平面內的復合運動訓練。在機械設計方面具有安全性、穩(wěn)定性與柔順性，但不具有可穿戴性，而且價格昂貴。第二種是通過綁帶與人體上臂和手腕鏈接在固定板上，在固定板末端安裝轉動軸，通過鋼絲繩拉動手臂上舉，結構簡單，利于制造，便于穿戴，但自由度較少，功能單一，肘部關節(jié)無法訓練。以上兩種手臂康復機器人手臂機構，一種結構復雜，價格昂貴，設備笨重不便于穿戴；另一種結構簡單，便于可穿戴，但功能單一。本文設計的機械手臂，是一種手臂康復機器人手臂機構，屬于醫(yī)療機械技術領域，包括臂桿、鋼絲繩、滑輪、心軸、卡盤、臂板，其特征在于：所述鋼絲繩通過螺釘與前臂桿固定連接，滑輪被滑輪座固定在臂桿上，上臂桿通過心軸與前臂桿連接在一起，卡盤安在心軸外限制心軸轉動角度，臂板固定在臂桿上，選用氣動人工肌肉柔性驅動器，患者穿戴更具有舒適性和安全性能夠滿足不同手臂康復訓練的要求，結構簡單,便于穿戴，價格便宜，提高人們的購買意愿。項目簡介：

該項目是于2014年5月，由學校通知，感興趣的同學們一起參加了這個肩關節(jié)康復機器人設計項目，為了實現手臂康復訓練，本實用新型使用一根鋼絲繩通過多個滑輪拉動手臂，關節(jié)處采用帶彈簧卡盤的心軸，可隨意轉動和固定關節(jié)，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果,對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便。其技術方案如下:一種手臂康復機器人手臂機構，它包括：前臂桿1、螺釘2、鋼絲繩3、滑輪4、滑輪座5、滑輪6、滑輪座7、固定塊8、卡盤9、螺釘組10、心軸11、彈簧柱12、上臂桿13、卡盤14、螺釘組15、心軸16、彈簧柱17、上臂板18、前臂板19，其特征在于：所述鋼絲繩3通過螺釘2與前臂桿1固定連接；滑輪4被滑輪座5固定在上臂桿13上；滑輪6被滑輪座7固定在固定塊8上；滑輪4與滑輪6通過鋼絲繩3構成滑輪組；固定塊8通過心軸11與上臂桿13連接在一起；上臂桿13通過心軸16與前臂桿1連接在一起；卡盤9被螺釘組10固定在固定塊8上；卡盤14被螺釘組15固定在上臂桿13上；彈簧柱12裝在上臂桿13內；彈簧柱17裝在前臂桿1內；上臂板18與上臂桿13固定連接；前臂板19與前臂桿1固定連接。設計并完成了肩關節(jié)康復訓練機器人的CAD設計和pore設計，基本完成了預期目標。通過CAD和proe的繪制，能夠較清晰地把肩關節(jié)康復訓練機器人的機械手臂的外觀，形狀，尺寸，各部件的位置，大小，轉動方向，角度，各個部件的位置關系，受力位置以及受力后的運動形式能夠較完整，較細致，較清晰，較明白地展現出肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂的運動。若能通過設計然后投入生產進行，則可以開始人的試驗，通過不斷地反饋，不斷地調整，不斷地修正，然后進行病理試驗，對不同程度的多個不同年齡，體形，性格，學歷的患者進行試驗，并記錄下相關情況和患者的感受，從而對肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂進行改進，講多個修改之處統(tǒng)一，或真對不同類型做幾個不同款，比如可分為輕，中，重病患者肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂，從而更好地對手臂進行不同程度的康復訓練，讓病人能夠有舒適感，能夠不像以前的一些治療手段那樣千篇一律，讓患者一步步，一點點地按照自己的生理情況而做更完善，更人性化的讓患者能夠有規(guī)律，科學地恢復健康，這才是肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂的作用和設計的標準。同時，患者因為可以看到自己在一天天地調理，那么也就會心情好起來，這無論是對患者的康復，還是患者的精神狀態(tài)都會有很大的幫助和改善。而且肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂重量輕，價格會極其合理，這樣患者可以很方便地完成肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂的康復理療過程、及不同階段可以向賣方打電話或下載手機APP，賣方可以免費上門維修或為患者更換不同階段的不同型號的肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂，從而讓患者收到最大的實在。本文所設計的肩關節(jié)康復訓練機器人結構簡單、可靠，可以滿足對人體肩關節(jié)做康復運動的要求計算出鋼絲繩運動的位移與手臂轉角的關系，為機器人的控制系統(tǒng)提供依據的同時，為下一章機器人的仿真分析墊下基礎。肩關節(jié)康復訓練機器人采用氣動人工肌肉通過鋼絲繩拉動關節(jié)轉動機構帶動人體上肢運動，鋼絲繩的位移大小是機器人系統(tǒng)的輸入量，手臂轉角是機器人系統(tǒng)的輸出量，因此研究整個肩關節(jié)康復訓練機器人鋼絲繩的位移與手臂轉角的關系是十分必要的。本文所設計的肩關節(jié)康復訓練機器人可以做外展、前屈和旋外運動，旋外運動是前兩個運動的合成運動。機器人外展運動機械原理圖

機器人前驅運動機械原理圖從理論上證明了機器人結構的合理性。從機器人手臂轉角和鋼絲繩位移的角度出發(fā)在氣動人工肌肉拉動鋼絲繩帶動手臂運動時，轉角連續(xù)變化，鋼絲繩位移與轉角接近線性關系，有利于機器人控制系統(tǒng)控制算法的建立，并且鋼絲繩位移大小變化不大，機器人的執(zhí)行器氣動人工肌肉的行程在合理范圍內，機器人可以實現對人體做肩關節(jié)康復訓練。

肩關節(jié)康復訓練機器人是運用Pro/E建立三維模型的，本章運用Mechanism/Pro接口將機器人的三維模型導入ADAMS中進行運動學和動力學仿真，為了確保機器人仿真模型的真實性，本章將對氣動人工肌肉的ADAMS仿真模型進行深入研究，并針對所設計機器人結構的特殊性，在鋼絲繩與滑輪纏繞處采用了多義線方法處理，通過對機器人結構的運動學與動力學仿真研究，驗證機器人結構的正確性。ADAMS是目前應用最廣泛的一種虛擬樣機仿真軟件，它是以計算多體系統(tǒng)動力學為基礎，對機械系統(tǒng)進行運動學和動力學仿真，并能根據計算分析結果輸出速度、加速度、位移和作用力的曲線，而且可以進行動畫演示。ADAMS有三個基本模塊：View模塊、Slover求解器模塊和Postproces后處理模塊，還包括眾多領域有針對性的模塊，例如：飛機模塊ADAMS/Aircraft、火車模塊ADAMS/Rail和汽車模塊ADAMS/Car等。為了建立氣動人工肌肉在ADAMS里的仿真模型，首先對氣動人工肌肉建立數學模型，針對氣動人工肌肉的結構特點，在不考慮其壁厚、橡膠筒和纖維編織網之間的摩擦的情況下，將氣動人工肌肉看作一個理想的圓柱體，目前國內外已經有很多關于氣動人工肌肉數學模型的研究氣動人工肌肉的輸出力與長度變化成非線性二次關系，因此對氣動人工肌肉采用非線性彈簧模型在ADAMS中仿真比較合理。傳統(tǒng)的機械設計中，在機械系統(tǒng)設計完成后，為了驗證結構設計的正確與否，常常首先制造出產品的樣品進行測試，這樣不僅浪費資金，而且大大地增加了產品的開發(fā)周期。利用ADAMS軟件可以在產品的開發(fā)過程中對產品進行虛擬性能測試，按照設計要求，建立ADAMS虛擬仿真模型，并在虛擬的環(huán)境中進行模擬機械系統(tǒng)的運動，對機械系統(tǒng)進行分析、改進，直到整個機械系統(tǒng)符合設計要求，不僅降低了開發(fā)成本，而且很大程度上縮短了開發(fā)時間。在對肩關節(jié)康復訓練機器人進行仿真時，氣動人工肌肉仿真模型的建立和鋼絲繩在ADAMS中的處理是仿真的關鍵所在。Pro/E中機器人模型約束副圖

通過利用Mechanism/Pro模塊的優(yōu)點，將機器人的Pro/E三維模型與虛擬樣機仿真軟件

ADAMS無縫連接，在Pro/E環(huán)境下將仿真分析所需的約束副等條件設置完成，在

ADAMS里進行運動學與動力學分析，提高了仿真精度，加快了仿真速度。仿真結果表明，機器人運動比較平穩(wěn)，沖擊和振動較小，不會導致人體肩關節(jié)拉伸和碰撞。手臂外展和前屈運動的仿真曲線幾乎與理論曲線相重合，驗證了仿真分析模型的正確性。針對肩關節(jié)康復訓練機器人的驅動器采用氣動人工肌肉的特點，本章重點介紹了氣動人工肌肉在ADAMS里仿真模型的建立，通過對氣動人工肌肉數學模型的分析，采用非線性彈簧模型代替氣動人工肌肉對機器人進行仿真研究。鋼絲繩的建模一直是在ADAMS里仿真分析的難點，本章利用多義線的方法，采用齒輪副將鋼絲繩與滑輪聯系起來，很好地解決了鋼絲繩與滑輪的纏繞和同步問題。成果簡介1.專利《一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構》已受理，專利號：201620126822.9

一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構，屬于醫(yī)療機械技術領域。它的組成包括：螺釘A、鋼絲繩、大鏈輪、上臂桿、銷釘A、拉桿A、螺釘B、普通鉸鏈、下臂桿、螺釘C、鏈條、小鏈輪、銷釘B、拉桿B和銷釘C。本實用新型可以完全保證肘關節(jié)的運動訓練，不會引起肩關節(jié)和肘關節(jié)一起運動，當肘關節(jié)無需運動時，只要保證鋼絲繩恒定不動，下臂桿就能固定。

本機構具有簡便的機械結構,便于操作，適用性強，可以有針對性的達到預期訓練效果。本實用新型的有益效果為：當鋼絲繩施加拉力是可以完全保證肘關節(jié)運動，不會引起肩關節(jié)隨著施加拉力的變化而引起肩關節(jié)連帶運動的，當肘關節(jié)無需運動時，只要保證鋼絲繩恒定不動，下臂桿就能固定。本機構具有簡便的機械結構,便于操作，適用性強，可以有針對性的達到預期訓練效果。2.專利《一種手臂康復機器人手臂機構》已受理，專利號：201620126820.X

本實用新型的目的是：為了實現手臂康復訓練，本實用新型使用一根鋼絲繩通過多個滑輪拉動手臂，關節(jié)處采用帶彈簧卡盤的心軸，可隨意轉動和固定關節(jié)，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果。

本實用新型的有益效果為：對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便。

當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例，本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型屬于醫(yī)療設備技術領域，具體涉及一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構。現在國內市場上所用的手臂康復機器人手臂機構主要有以下兩種：一種是采用電機驅動五連桿機構，利用阻抗控制，適用于患者肩，肘在水平和豎直平面內的復合運動訓練。在機械設計方面具有安全性、穩(wěn)定性與柔順性，但不具有可穿戴性，而且價格昂貴。

第二種是通過綁帶與人體上臂和手腕鏈接在固定板上，在固定板末端安裝轉動軸，通過鋼絲繩拉動手臂上舉，結構簡單，利于制造，便于穿戴，但自由度較少，功能單一，肘部關節(jié)無法訓練。以上兩種手臂康復機器人手臂機構，一種結構復雜，價格昂貴，設備笨重不便于穿戴；另一種結構簡單，便于可穿戴，但功能單一。

創(chuàng)新之處1.設計出一種手臂康復機器人肘關節(jié)機構，屬于醫(yī)療機械技術領域。螺釘A1、鋼絲繩2、大鏈輪3、上臂桿4、銷釘A5、拉桿A6、螺釘B7、普通鉸鏈8、下臂桿9、螺釘C10、鏈條11、小鏈輪12、銷釘B13、拉桿B14和銷釘C15，所述鋼絲繩2與大鏈輪3用螺釘A1連接，所述大鏈輪3采用螺釘C10固定在上臂桿4的頂端，所述大鏈輪3與小鏈輪12通過鏈條11進行傳動，所述小鏈輪12用螺釘B7固定在拉桿A6上，所述拉桿A6的一端與拉桿B14的一端用銷釘B13鏈接,所述拉桿A6的另一端與上臂桿4采用銷釘A5鏈接，所述拉桿B14的另一端采用銷釘C15固定在下臂桿9上，所述上臂桿4與下臂桿9用普通鉸鏈8連接。當鋼絲繩2拉動大鏈輪3就會帶動鏈條11轉動，之后拉桿A6隨著小鏈輪12一起向上運動，拉桿A6通過銷釘B13帶動拉桿B14向上運動。拉桿B14帶動下臂桿9進行旋轉，達到肘關節(jié)運動的目的。當然，上述說明并非是對本實用新型的限制，本實用新型也并不僅限于上述舉例。2.本技術領域的技術人員在本實用新型的實質范圍內所做出的變化、改型、添加或替換，也應屬于本實用新型的保護范圍。本實用新型可以完全保證肘關節(jié)的運動訓練，不會引起肩關節(jié)和肘關節(jié)一起運動，當肘關節(jié)無需運動時，只要保證鋼絲繩恒定不動，下臂桿就能固定。本機構具有簡便的機械結構,便于操作，適用性強，可以有針對性的達到預期訓練效果。該設計的創(chuàng)新之處在于鏈輪的應用和合理的受力位置部置。3.為了實現手臂康復訓練，本實用新型使用一根鋼絲繩通過多個滑輪拉動手臂，關節(jié)處采用帶彈簧卡盤的心軸，可隨意轉動和固定關節(jié)，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果,對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便?，F在國內市場上所用的手臂康復機器人手臂機構主要有以下兩種：一種是采用電機驅動五連桿機構，利用阻抗控制，適用于患者肩，肘在水平和豎直平面內的復合運動訓練。在機械設計方面具有安全性、穩(wěn)定性與柔順性，但不具有可穿戴性，而且價格昂貴。第二種是通過綁帶與人體上臂和手腕鏈接在固定板上，在固定板末端安裝轉動軸，通過鋼絲繩拉動手臂上舉，結構簡單，利于制造，便于穿戴，但自由度較少，功能單一，肘部關節(jié)無法訓練。以上兩種手臂康復機器人手臂機構，一種結構復雜，價格昂貴，設備笨重不便于穿戴；另一種結構簡單，便于可穿戴，但功能單一。隨著科學技術的發(fā)展，尤其是機器人技術的高速發(fā)展，將機器人技術和醫(yī)學理論相結合，運用康復機器人來幫助肢體殘障患者做康復訓練運動已經得到各國科學家的重視。其可以長期、穩(wěn)定、客觀地幫助患者做康復訓練，過程中排除了人為主觀因素的影響，極大程度減少訓練時間，提高訓練效果。更重要的是，康復機器人可以在家里或者社區(qū)里幫助肢體殘障患者進行康復訓練，極大方便患者的治療。此外，與國外具有同樣功能的康復訓練儀相比，康復機器人具有明顯的價格優(yōu)勢。4.ADAMS自身可以對大多數的剛性和柔性物體進行建模，但不容易對一些變形比較大、撓度比較大的物體進行建模，例如本文所要使用的鋼絲繩。鋼絲繩在ADAMS中的建模存在軸套力和多義線兩種處理方法，前者是將鋼絲繩離散成許多相互之間采用軸套力連接的圓柱剛性體,接觸力的參數選擇只能依靠實驗和經驗來確定，建模過程比較復雜。多義線方法是將鋼絲繩和滑輪之間采用齒輪齒條副接觸,其難點在于如何保證在仿真過程中鋼絲繩始終與滑輪相切并同步運行。在仿真系統(tǒng)中，利用軸套力方法對鋼絲繩進行建模，可以真實的反映鋼絲繩的變形、受力等特性，但由于這種方法是將鋼絲繩分離成若干小段來處理，這就需要設計者熟悉ADAMS內部的二次開發(fā)語言，不僅給仿真過程帶來麻煩，而且對設計者提出更高的要求。利用此方法建模時，需要對接觸碰撞理論有所理解，在建模過程中，接觸參數需要經驗或實驗來確定，參數選擇的正確與否，直接決定著建模是否成功。因此，如果采用其它方法可以滿足仿真要求時，應避免采用此方法。多義線的方法對鋼絲繩建模只要在ADAMS中將鋼絲繩和滑輪之間建立齒輪副即可，不需要掌握ADAMS二次開發(fā)語言，建模速度快，仿真效率高，但這種方法忽略了鋼絲繩自身振動對機械系統(tǒng)的影響，在對仿真精度要求不高的情況下，可以采用此方法。由于肩關節(jié)康復訓練機器人所用鋼絲繩長度較短、直徑較細，可以忽略鋼絲繩自身重量及振動對整個機器人系統(tǒng)的影響,為了簡化對鋼絲繩的建模過程和提高仿真的速度，本文選擇多義線方法對鋼絲繩進行仿真分析。心得體會這個項目的整個設計過程，包括項目的確定，項目人員的取舍，設計思路的討論，設計過程中對書目的翻閱，初步定型，人員的任務分配，人員的合作，與老師的交流，對最初的設計思路的改進，各個部件的構思，各個部件的選擇，各個部件的尺寸的確定，各個部件的位置的確定，各個部件的聯結方式的確定，各個部件的受力位置的確定，CAD圖的繪制，CAD零件圖的繪制，proe的繪制，項目說明書的編寫等。過程中大家以一種學習，研究的心態(tài)去做項目，使得大家都能在這個過程中有所收獲。從最開始的確定題目，大家就遇到了許多困難。開始設計時，又遇到了不小的困難。首先，我們不知道如何下手去做。因為是創(chuàng)新試驗項目，而且是肩關節(jié)康復訓練機器人的設計，之前并沒有接觸過，或者深入研究過，所以對這個項目開始時是一頭霧水。沒辦法，大家就開始分頭先找資料，然后再一起匯總討論。討論的開始，我們對肩關節(jié)康復訓練機器人的結構首先提出設想。應該是可以帶動小臂從0到90度擺動，同時呢，可以帶動大臂從+90度到-90度的擺動，這樣可以讓肩關節(jié)康復訓練機器人帶動患者進行不同程度的訓練和康復理療過程。這樣，大體運動方式就確定了。然后，是各個構件的確認。它的組成包括：螺釘A1、鋼絲繩2、大鏈輪3、上臂桿4、銷釘A5、拉桿A6、螺釘B7、普通鉸鏈8、下臂桿9、螺釘C10、鏈條11、小鏈輪12、銷釘B13、拉桿B14和銷釘C15，所述鋼絲繩2與大鏈輪3用螺釘A1連接，所述大鏈輪3采用螺釘C10固定在上臂桿4的頂端，所述大鏈輪3與小鏈輪12通過鏈條11進行傳動，所述小鏈輪12用螺釘B7固定在拉桿A6上，所述拉桿A6的一端與拉桿B14的一端用銷釘B13鏈接,所述拉桿A6的另一端與上臂桿4采用銷釘A5鏈接，所述拉桿B14的另一端采用銷釘C15固定在下臂桿9上，所述上臂桿4與下臂桿9用普通鉸鏈8連接。當鋼絲繩2拉動大鏈輪3就會帶動鏈條11轉動，之后拉桿A6隨著小鏈輪12一起向上運動，拉桿A6通過銷釘B13帶動拉桿B14向上運動。拉桿B14帶動下臂桿9進行旋轉，達到肘關節(jié)運動的目的。

其中，在對鏈輪的選擇和設計時是我們想法突破。以前的設計很少或幾乎不曾用到鏈輪或帶輪。所以開始是是想只是使用連桿機構來完成整個過程。這樣既簡單，又方便。可是在實際運算過程中發(fā)現，單一的使用連桿機構并不能夠很好地完成預期目的與要求。這讓整個設計陷入僵局，能力的潰乏第一次彰顯得這么的淋漓盡致，設計仿佛進行不下去了。大家互相鼓勵，覺得在這個時候團隊的另一個方面便體現出來了，就是互相安慰，以更好地完成目標。開始覺得是不是可以再加幾個桿件，使運動的范圍更大，可是隨著討論的進行，大家都覺得如果加上幾個桿件的話，無疑可以達到范圍的控制，可是為什么不想出更可靠的方法呢？這種方法無疑會增加其他的問題，就是整個肩關節(jié)康復訓練機器人的重量，肩關節(jié)康復訓練機器人的價格以及肩關節(jié)康復訓練機器人的自由性和合理性。肩關節(jié)康復訓練機器人的設計之出目的在于可隨意轉動和固定關節(jié)，實現了手臂肘關節(jié)和肩關節(jié)的康復訓練。手臂結構簡單，并且關節(jié)角度可以進行人工調節(jié),這樣既能簡便機械結構,又能更好的達到預期效果,對于不同手臂康復要求對應不同手臂康復訓練，當對于肘關節(jié)康復訓練時，卡盤固定肩關節(jié)，而對于肩關節(jié)，卡盤固定肘關節(jié)，而且可以用卡盤限制心軸轉動角度對整個手臂進行不同的康復訓練。手臂機構重量輕便于穿戴，價格便宜，而且工作可靠，整體結構簡潔有效，調整方便。對不同類型做幾個不同款，比如可分為輕，中，重病患者肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂，從而更好地對手臂進行不同程度的康復訓練，讓病人能夠有舒適感，能夠不像以前的一些治療手段那樣千篇一律，讓患者一步步，一點點地按照自己的生理情況而做更完善，更人性化的讓患者能夠有規(guī)律，科學地恢復健康，這才是肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂的作用和設計的標準。同時，患者因為可以看到自己在一天天地調理，那么也就會心情好起來，這無論是對患者的康復，還是患者的精神狀態(tài)都會有很大的幫助和改善。而且肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂重量輕，價格會極其合理，這樣患者可以很方便地完成肩關節(jié)康復訓練機器人機械手臂的康復理療過程?？墒?，如果不進行想法突破與創(chuàng)新，就很難達到預期的目標與要求，或者說是即便是完成了，也不能讓患者達到自由舒適度的滿意。此時，設計再次陷入了一愁莫展的瓶頸階段。這時候，老師說的一句話讓我們豁然開朗，為什么不試試用帶或鏈傳動或滑輪呢？設計的過程本身就是一個突破自己的過程，雖然開始沒有頭緒，可同學們都在查找資料，這叫團隊合作，這本身就是在進步。同時，在設計的過程中肯定會遇上難以解決的問題，從而會有幾種不同的態(tài)度，第一種就是消極得很，仿佛這件事就已經沒有出路，已經定格了一樣，這樣的情緒與態(tài)度無疑會對整個設計以及小組內的其他成員也造成或多或少的影響，這樣任務或設計就很可能無法完成或者是不能較好地完成預期目標。第二種態(tài)度就是無所謂的態(tài)度，既不積極，也不消極，就是大家安排什么任務，就去做就可以了。但這樣都不利于共同發(fā)展與進步。于是，大家釆取老師的意見，同過找資料，學習，慢慢弄懂了關于鏈輪的知識，然后設計的應用就解決了。此后的設計過程中，諸如此類的問題和經厲還有很多，大家就是這樣摸爬滾打中一點點進步，一點點完成。老師的幫助讓我們的設計進展順利。大家在這個過程中的收獲才是最重要的，項目本身已經改變了意義。項目實施過程中存在的問題和建議確定機構的數量和位置讓我們很傷腦筋解決辦法：團隊討論，確定方案。是按資金總數設計還是按性價比設計解決辦法：按照我們團隊的完成能力設計，從簡單開始，后期若時間充足，再逐步改進。需不需要考慮賣產品，從而在選材和結構上調整解決辦法：現不考慮，因為隨著設計的深入，發(fā)現無論是設計的客關難度和我們自身的時間都不能讓我們考慮很多設計及改進，還是要近快先把較基本的東西設計出來再說。如何使前臂抬起或落下解決辦法：釆用鏈傳動，或者是滑輪傳動。如何分配任務解決辦法：根據個人能力和個人時間，還是較人性化。

工作日志實驗題目：了解肩關節(jié)康復機器人結構學

院：機械動力工程學院

專業(yè)：機械設計制造及其自動化實驗時間：2014.9.48:10——9:50實驗地點：哈理工西區(qū)南樓——244實驗工作內容：總結上學期的工作與經驗，檢查上學期的工作是否需要修改，討論接下來的工作安排以及這學期所要完成的目標查找資料，了解以前康復機器人的結構深入討論肩關節(jié)康復機器人的結構設計方案，分析肩關節(jié)康復機器人的工作原理與運行方式，確定肩關節(jié)康復機器人的總體結構進行資料的整理與總結，討論并交流學習心得安排下一次實驗的準備工作，準備下