[发明专利]带有康复机械臂的电动轮椅装置

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种康复工程技术领域的机械装置，尤其涉及的是一种带有康复机械臂的 电动轮椅装置。

技术背景

目前我国由于中风、脊髓损伤以及各种事故引起的肢体功能障碍患者有877万人，而 其中半数以上可以通过训练改善肢体功能。相对于下肢的康复，由于人体的上肢以灵活协 调和技能性运动为主，一旦发生上肢功能障碍，很难获得代偿，而且运动量和刺激量的不足导 致恢复速度明显慢于下肢康复速度。因此，康复训练对上肢功能的恢复尤为重要，上肢康复训 练的目的在于促进运动，恢复功能性活动。传统的上肢康复训练是首先是从专业医生手把手的 指导下开始，而后由病人的健康上肢或其家属、护士人工对病人患肢进行反复牵引。随着科学 技术的发展，医疗机器人技术得到快速发展，康复机器人就是机器人技术在康复医疗方面的新 应用。由于机器人不存在疲倦问题，能够满足不同患者的训练强度要求，因而更加适合于患者 单独进行康复训练。

经对现有技术文献的检索发现，中国发明专利公开号：CN101357097，名称：五自由度外 骨骼式上肢康复机器人，该装置包括安装机器人的安装架，安装架设计有导轨，导轨上安装升 降架，升降架上带有高度调节机构，可旋转安装臂通过旋转轴安装在升降架上，由横肩、上臂、 前臂和手柄构成的康复机械臂本体安装在可旋转安装臂上，5个自由度关节，5个驱动电机分 别安装在各个关节的转动轴线上，与驱动电机级联的四个力矩传感器分别安装在肩部、肘部及 腕部，其中肩部两个、肘部一个、腕部屈伸处一个，力矩传感器作为传动装置及检测装置连接 电机减速器与执行机构。该装置底座下部带有移动滚轮，能够调整装置的位置，但是由于移动 滚轮不具有电动驱动能力，使得患者移动装置比较困难，特别是对于那些由于偏瘫造成的一侧 上下肢体运动障碍患者，这就限制了患者使用康复机械臂时的活动范围，为患者康复带来不便。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种带有康复机械臂的电动轮椅装置，将康 复机械臂和电动轮椅的功能融合起来，使患者能够使用康复机械臂进行一些康复性训练，同时 要解决装置移动不灵活导致的患者活动范围受限制问题。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括：电动轮椅、控制驱动机构、安装架和机 械臂，其中：安装架设置于电动轮椅的后部，机械臂和安装架相连，控制驱动机构设于电动轮 椅的底部，控制驱动机构分别与电动轮椅、安装架和机械臂相连以输出控制驱动信号。

所述的安装架包括：支撑杆、支架扭转电机和横杆，其中：支撑杆设于电动轮椅的后部， 支撑杆上设有横杆，横杆和机械臂相连，支架扭转电机固定在支撑杆上端，支架扭转电机的输 出轴和横杆相连。

所述的机械臂包括：肩部屈伸电机、上臂、肘关节、肘关节屈伸扭转电机、前臂、腕关节 扭转电机和末端扶手，其中：肩部屈伸电机设置于横杆的末端，肩部屈伸电机的输出轴和上臂 相连，肘关节和上臂相连，肘关节屈伸电机设置于肘关节内，前臂和肘关节屈伸电机的输出轴 相连，前臂的末端设有腕关节扭转电机，腕关节扭转电机的输出轴和末端扶手相连。

所述的电动轮椅包括：主动轮、从动轮、底箱、座椅、控制杆和轮椅扶手，其中：座椅设 置在底箱之上，主动轮设于底箱的后部，从动轮设于底箱的前部，座椅的两侧设有轮椅扶手， 控制杆设于轮椅扶手上，控制驱动机构放置于底箱内部。

所述的主动轮包括：转轮、驱动电机、输出轴套、减速器和编码器，其中：转轮和输出轴 套相连，输出轴套设于减速器的输出轴上，减速器设于驱动电机的输出端，编码器固定设于驱 动电机的末端，输出轴套的一端和减速器的转轴相连，另一端固定在转轮上。

所述的控制驱动机构包括：传感器、驱动器、控制机箱和电源，其中：控制机箱和电源相 连，控制杆和控制机箱相连，控制机箱和驱动器相连以传输控制信号，传感器分别与控制机箱、 驱动电机、支架扭转电机、肩部屈伸电机、肘关节屈伸电机和腕关节扭转电机相连以传输位置 和速度信号，驱动器分别与驱动电机、支架扭转电机、肩部屈伸电机、肘关节屈伸电机和腕关 节扭转电机相连以传输运动控制信号。

所述的控制机箱包括控制芯片，控制芯片接收控制杆控制信号和传感器反馈的信号，输出 各个电机的驱动信号。

所述的电源为交流电和蓄电池组。