[发明专利]一种可穿戴式上肢康复训练机器人装置

说明书

技术领域

本发明属于辅助医疗康复训练设备技术领域，涉及一种康复训练机器人，具体为一种可穿戴式上肢康复训练机器人装置，该装置能够直接作用于患肢关节，可以进行局部关节及多关节复合运动的康复训练。

技术背景

中风是中老年的常见病、多发病，是当今世界对人类危害最大的3种疾病之一。我国每年约有660万中风病患者，随着世界各国相继进入老龄化国家，中风患者势必越来越多。由中风产生的众多患者后遗症中尤以偏瘫居首位。中风所导致的偏瘫，常常对患者本人、家庭造成心理及其它方面的冲击。社会和家庭需要花费极大的代价来治疗和护理这些患者，造成社会资源的极大浪费。偏瘫上肢康复训练的传统治疗方法是治疗师手把手辅助患者进行训练，这种方法存在诸多问题，如：训练效率和训练强度难以保证、训练效果受到治疗师水平的影响、训练过程不具吸引力、患者参与治疗的主动性不够等。因此，寻求有效的康复手段，使患者能够在一定程度上恢复失去的功能，不仅有利于提高患者本身的生活质量，也可以减轻社会的总体负担。在偏瘫上肢康复训练中引入机器人技术，其优点在于，机器人不存在“疲倦”的问题，能够满足不同患者对训练强度的要求，从而把治疗师从繁重的训练任务中解放出来；机器人可以客观记录训练过程中患者患肢各种运动参数，供治疗师分析，以评价治疗的效果；还有，使用机器人技术可以通过多媒体技术为患者提供丰富多彩的训练内容，使患者能够积极参与治疗。

“偏瘫患者上肢复合运动的康复训练机器人”(中国专利文献公开号为CN1480118A，公开日为2004年03月10日)采用一个机械臂来带动患者患肢运动，机械臂安装在立柱上，机械臂可作水平面的运动以及沿着立柱的垂直方向的升降运动，由一个悬吊支撑架对患者肘关节进行悬吊支撑，通过控制机械臂末端的运动轨迹就能使患者患肢按照一定的方式运动，在一定程度上能满足的康复训练要求。

但是，该已知偏瘫上肢康复训练机器人的缺点在于：1.其本质是工业机器人，结构复杂，界面不友好，给人以生冷、畏惧感，从康复心理学角度来讲，不利于患者的康复.2.自由度有限，最多拥有三个自由度，仅能给患肢提供三个活动度，不能做到对患肢的主要运动关节进行同时训练，而且对单关节的训练的控制也比较复杂3.训练模式单一，只能执行单一的被动训练，在可由患者参与的主动训练及主被动混合训练时，控制起来比较困难.3.灵活性差，不可穿戴，只能位于固定的坐椅上在相对固定的地方进行训练，患者使用不够灵活。

发明内容

本发明的目的是提供一种可穿戴式上肢康复训练机器人装置，该装置能对患者上肢关节进行局部或整体的全方位训练，使用安全，穿戴舒适，便于患肢长时间进行复合运动功能的康复训练。

本发明提供的一种可穿戴式上肢康复训练机器人装置，包括肩关节、上臂、肘关节、前臂、腕关节和手掌；其特征在于：

所述肩关节包括肩顶架、肩侧架和肩部角度传感器，肩顶架和肩侧架呈半环形，在直径端通过第一、第二转轴连接；肩部角度传感器与第一或第二转轴固定连接；

所述上臂包括上臂角度传感器、上臂杆、上臂支撑架和第一、第二臂肘连接杆；上臂杆的一端与肩侧架通过第三转轴相连，上臂角度传感器安装在第三转轴上，上臂杆的另一端开有调节孔；上臂支撑架为U字形，其U字形底端与上臂杆上的调节孔连接，两侧端分别与第一、第二臂肘连接杆固连；

所述肘关节包括肘环架、肘关节角度传感器和前臂杆；肘环架为U字型支架，U字型支架的两侧端分别通过第四、第五转轴与第一、第二臂肘连接杆连接，前臂杆呈大字型，前臂杆的主干端与肘环架的U字形底端通过第六转轴相连，第六转轴的轴线位于肘环架的对称轴上，前臂杆的分枝端与前臂固定连接；肘关节角度传感器安装在第六转轴上；

所述腕关节包括腕前杆、腕环架、腕关节角度传感器和第一、第二腕掌连接杆；腕前杆的一端与前臂固定连接，腕环架呈U字型，其底端与腕前杆另一端固定连接，腕环架的两侧端分别与第一、第二腕掌连接杆通过第七、第八转轴相连，腕关节角度传感器固定在第七或第八转轴上；

所述手掌包括第一、第二手指、第一、第二指头紧固件、握杆和回伸拉杆；第一、第二手指呈类指针型，中间圆形部分装有滚动轴承，分别通过第九、第十转轴与第一、第二腕掌连接杆相连；回伸拉杆的两端分别固定在第一、第二手指的短针部分，第一、第二手指的长针部分分别与第一、第二指头紧固件滑动配合，并设有止动螺钉；握杆的两端分别固定在第一、第二指头紧固件上；