[发明专利]基于并联机构的肢体关节康复器

说明书

技术领域

本发明涉及一种医疗康复和助力设备，特别是涉及一种肢体关节康复装置，应用于因病导致的肌肉萎缩及重度肥胖人群，应用于身体保健和辅助医疗技术领域。。

背景技术

目前所采用的防止骨折病人、长期卧病在床患者的肌肉萎缩主要是通过人工按摩、去复健室在专业复健医师的知道下进行复健。但毕竟医院的资源有限，但病人数量确实庞大的，这样平均分到没人病人身上的复健资源是很少的，如此就不能享受到很好的复健治疗，对病人的康复是不利的。现在人们对于医疗方面的关注，促使着这方面的技术革新与发展，但是仅仅依靠人工是不能够满足广大患者的需要的，所以需要依靠现代科技的力量对其进行补充。

发明内容

为了解决现有技术问题，本发明的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种基于并联机构的肢体关节康复器，弥补了人工复健所不能满足的复健需求，实现一种居家型、随时随地的复健功效，不仅能够贴身帮助患者进行复健，还能提供按摩，兼具大气污染物检测及温湿度监测功能，能与手机客户端进行实时反馈，并且能够在假肢上的LED矩阵直接显示，实现人机交互。

为达到上述发明创造目的，本发明采用下述技术方案：

一种基于并联机构的肢体关节康复器，主要由机械外骨骼机构、一系列驱动电机、肌电控制装置、外部信号接收和发送装置、主机、电机控制器和电源组成，机械外骨骼机构由一系列人体关节辅助运动单元组成，至少包括肩关节辅助运动单元，一个肩关节辅助运动单元由一个基座、至少3个丝杠机构、一套上臂固定夹具和肩部固定束带组成，基座和上臂固定夹具皆是与使用者贴合部分，肌电控制装置、外部信号接收和发送装置、主机、电机控制器和电源组成的电气系统搭载安装于基座上，上臂固定夹具可装卸地固定安装在手臂上，使用肩部固定束带将基座固定安装在肩部，每个丝杠机构的螺母和螺杆分别通过对应的铰链机构安装在基座和上臂固定夹具上，在上臂固定夹具上的各铰链机构安装的铰接轴位置围绕手臂圆周等距离分布设置，在基座上的各铰链机构安装的铰接轴也围绕手臂最上端圆周等距离分布设置，形成至少3组并联的进行牵拉支撑的伸缩机构，每个丝杠机构由独立的驱动电机驱动，肌电控制装置包括依次信号连接的一系列的肢体接触感应端、肌电信号接收器以及肌电信号处理器，肢体接触感应端直接固定在上肢肌肉部位，肌电信号接收器收集被各肢体接触感应端采集的肌电信号，并通过肌电信号处理器向主机发送信息，外部信号接收和发送装置能根据主机的信号指令能向上位机发送信号并能接收外部输入信号，外部信号接收和发送装置的信号输出端与主机的信号接收端信号连接，主机将收集到的肌电信号以及外部信号进行计算处理之后，输出所指定的向量长度，并将此指令发送给电机控制器，电机控制器将从主机那里接收到的指令信号数据处理成各驱动电机能识别的电压控制信号，电机编码器分别记录各驱动电机的转速和传动轴角位移数据后向电机控制器实时发送，再由电机控制器向主机发送，使主机实时控制肩关节辅助运动单元的各丝杠机构输出伸缩直线运动，从而牵引上臂固定夹具带动手臂进行设定的动作，辅助肩关节进行设定运动。

作为本发明优选的技术方案，机械外骨骼机构包括通过背板连接的两个肩关节运动单元形成双肩关节运动装置，实现双肩关节联合运动。

作为本发明进一步优选的技术方案，机械外骨骼机构还包括肘关节运动单元，一个肘关节运动单元由一套上臂固定夹具、至少2个丝杠机构和一套前臂固定夹具组成，上臂固定夹具使肘关节运动单元和肩关节辅助运动单元实现连接，上臂固定夹具和前臂固定夹具皆是与使用者手臂贴合的可装卸部分，每个丝杠机构的螺母和螺杆分别通过对应的铰链机构安装在上臂固定夹具和前臂固定夹具上，形成至少2组并联的进行牵拉支撑的丝杠伸缩机构，至少分别有一个丝杠伸缩机构分别设置于面向臂弯位置上和背向臂弯位置上，每个丝杠机构也由独立的驱动电机驱动，使主机实时控制肘关节运动单元的各丝杠机构输出伸缩直线运动，从而牵引前臂固定夹具带动前臂进行设定的动作，辅助肘关节进行设定运动，通过主机控制肩关节运动单元和肘关节运动单元的协调辅助运动，实现一侧肢体肩肘关节联合运动。

作为本发明上述方案的进一步优选技术方案，机械外骨骼机构包括通过背板连接的两个肩关节运动单元形成双肩关节运动装置，还包括两个肘关节运动单元，能实现双侧肢体肩肘关节联合运动。