[实用新型]一种上肢康复训练机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种上肢康复训练机器人，属于医疗康复训练器械技术领域。

背景技术

近年来因患脑血管疾病或神经系统疾病而致中老年患者偏瘫的人数不断增多，并且在年龄上呈现年轻化趋势；同时，由于一些事故而造成神经损伤或者肢体损伤的人数也越来越多。尤其是上肢运动功能的丧失，极大地影响了患者日常生活的能力。对于这些偏瘫和肢体受损伤的患者，进行康复训练是十分重要和关键的医疗手段。

随着现代中枢神经康复机理研究的进展，国内外研究人员基于机器人技术在运动功能康复方面开展了大量研究，其研究目标是发展具有康复治疗和评价功能的机器人。

康复机器人技术是一种新的运动神经康复治疗技术，将机器人技术应用于康复领域，既可提供有效的康复训练，又不增加临床医疗人员的负担和卫生保健的成本；另外，机器人可以记录详实的治疗数据及图形，能提供客观、准确的治疗和评价参数，有助于机器人辅助治疗偏瘫的进行，能够有效改善康复效果和提高康复效率。

目前，国内外上肢康复训练机器人在用于上肢运动功能障碍患者进行治疗和康复训练时存在诸多缺点和不足，主要有：支持活动的关节单一或较少、尤其是未把小臂旋转和腕部指部等关节的运动集成于系统和装置中；个体适应性差，不能根据不同患者进行装置的调整或调整不方便；支持的运动模式单一，只能进行被动运动或者装置不具备驱动功能；舒适性较差，不能较好地实现人机协调和统一；不能激发患者训练的兴趣；不能较好地解决力量和位置过载等安全问题。CN 101357097A公布了一种五自由度外骨骼式上肢康复机器人，该机器人包括安装架、控制柜、康复机械臂本体，康复机械臂由横肩、上臂、前臂和手柄构成，5个自由度关节，提供患者各关节的单关节运动与三维空间多关节复合运动。该发明的机械臂结构单一、不够轻巧紧凑，转动惯量大；调整很不方便，个体适应性差；不能支持患者上肢较多关节的康复运动，尤其是不能实现患者指关节的康复训练；在安全设计方面存在不足。

发明内容

本实用新型旨在克服上述现有技术的不足，提供了一种上肢康复训练机器人，该机器人可用于上肢运动功能障碍患者进行治疗、康复训练、康复治疗效果评估。结构轻巧美观，个体适应性好且调整方便，支持上肢多关节且包含手指关节的康复训练，使用操作安全有效。

本实用新型所采用的的技术方案是：

该上肢康复训练机器人，包括：（1）可进行两维方向调整的底座，（2）固定于所述底座上的人体工程学座椅，（3）支持人体上肢各关节运动的机械臂，（4）连接并控制所述机械臂运动、进行数据处理和人机交互的控制柜。

所述底座的底盘上安装有高度调节机构和横移机构，该横移机构上安装有悬伸臂；所述康复机械臂有5个自由度关节，设置有力/力矩传感器，其肩部外展/内收关节和肩部屈/伸关节的驱动电机分别安装在它们关节的转动轴线上。

本发明的技术特点是：所述康复机械臂包括肩部外展/内收关节、肩部屈/伸关节、上臂、肘关节、前臂内旋/外翻关节、前臂、腕部屈/伸关节、手掌和手指，其肩部外展/内收关节安装在所述悬伸臂上，肩部屈/伸关节通过一连接座与肩部外展/内收关节连接，上臂固定在肩部屈/伸关节的旋转轴上，前臂通过肘关节与上臂连接，前臂上并安装有前臂内旋/外翻关节，手掌通过腕部屈/伸关节与手掌连接，手掌通过一连杆连接手指；所述肘关节的驱动电机安装在驱动肘关节转动的一曲柄上，前臂内旋/外翻关节和腕部屈/伸关节的驱动电机通过齿轮驱动其关节转动，手指运动由腕部屈/伸关节的驱动电机驱动；在所述上臂、前臂和手掌上固连3个力传感器，其中固连于上臂的传感器是二维传感器。

所述底座包括底盘、高度调节机构、横移机构和悬伸臂；所述高度调节机构是电动升降柱，所述横移机构由直线导轨和直线轴承组成，直线轴承在直线导轨上沿直线导轨移动，所述悬伸臂固定在直线轴承上，横移机构上并设有锁紧装置。

所述锁紧装置包括销轴、锁紧手柄、固定卡块和涨紧卡块，所述锁紧手柄与涨紧卡块连接，涨紧卡块绕销轴转动，销轴固定在所述悬伸臂上并与固定卡块固连。

所述上臂、前臂、手掌和手指上均设置有长度调整机构。

所述肘关节由一平行四连杆机构驱动，其驱动电机和减速机置于靠近肩部位置，且连杆长度可以调整。

所述手掌和手指是一曲柄滑块机构，腕部屈/伸运动由曲柄直接驱动，手指运动由固连于所述曲柄滑块机构上的一连杆驱动。

所述康复机械臂的各转动关节上安装有电气限位和/或机械硬限位装置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：