[发明专利]一种末端牵引上肢康复训练装置

说明书

本发明公开一种末端牵引上肢康复训练装置，在康复训练中将患者的上肢前臂和手固定在机器人的臂托和手柄上，机器人手臂驱动人体上肢末端从而带动上肢在人体水平面和矢状面内完成各种康复训练模式。本装置驱动共有两个电机和一个单作用气缸，第一关节电机驱动大臂相对于立柱摆动，第二关节电机通过同步带Ⅱ传动驱动小臂相对于大臂摆动，单作用气缸驱动机器人末端做垂直直线运动。采用伺服闭环控制系统精确控制人体上肢的姿态、活动范围和训练强度。控制器由触摸屏和开关按钮组成，通过触摸屏可选择康复训练模式，各康复模式训练都有对应的动态示意图显示，方便易懂，还可根据病人的情况，调节各康复训练模式的速度、时间及各关节的活动范围。

技术领域

本发明涉及医疗保健器械技术领域，具体的说是一种末端牵引上肢康复训练装置。

背景技术

末端牵引上肢康复训练是上肢康复的一种方式，非常适用于上肢脑神经损伤、肌肉损伤导致上肢运动能力丧失患者的康复训练，如脑中风偏瘫患者，他们多数身体一侧肢体会部分或全部丧失运动能力，常年由于缺乏运动或有效科学的康复活动，导致肢体出现不同程度肌肉萎缩和关节粘连，长期缺乏积极有效的运动训练极易造成上肢失去活动能力。上肢康复训练装置可以在此类病人坐姿下，使上肢得到充分的活动从而达到康复训练的目的。

目前市场常用的上肢康复装置大多是类似于CPM机的康复形式，结构简单，但训练模式固定，只能进行关节的被动训练。或者是采用6自由度的外骨骼杆件，将人体上肢与末端牵引捆绑在一起，让上肢关节跟随外骨骼的关节运动而运动。6自由度的外骨骼机器人和不同患者的上肢契合调节不方便，结构复杂，另外采用包裹方式对上肢进行固定，一旦机器人出现故障，或者患者肌肉痉挛的情况容易对患者造成伤害。另外市场上还有2自由度直角坐标的末端牵引康复机器人，仅能实现上肢在水平面内的运动，存在着对人体上肢关节训练不全面、模式单一、上肢韧带不能得到全方位拉伸运动、训练效果有限等问题。

发明内容

本发明为解决上述问题，提供了一种末端牵引上肢康复训练装置，本装置大臂和小臂各有一个自由度，分别由第一关节电机和第二关节电机驱动，末端组件的升降由单作用气缸驱动，本装置训练空间宽广、训练模式多样、训练参数调整方便，各种运动模式是根据运动康复理疗技术而设计的，有肩关节在水平面内的内收、外展模式以及在矢状面内的屈伸，肘关节在水平面内的屈伸模式，各关节活动范围可根据需要而调节，以适应不同患者的康复训练需求。

本发明通过以下技术方案来实现：

一种末端牵引上肢康复训练装置，包括机器人本体、机器人支撑机构和控制驱动单元，所述机器人本体包括大臂、与大臂一端连接的小臂和末端组件构成的三个自由度，所述机器人支撑机构包括用于支撑机器人本体的支撑立柱；

所述支撑立柱为矩形框架结构，所述支撑立柱的顶部设置有第一安装板，在第一安装板的下方依次水平设置有第二安装板以及第三安装板；

所述大臂一端的底部通过大臂减速器水平设置在第一安装板上，所述大臂减速器贯穿于第一安装板设置，在第一安装板与第三安装板之间设置有驱动大臂转动的驱动传动机构Ⅰ，所述驱动传动机构Ⅰ包括第一关节电机，所述第一关节电机的一端竖直设置在第二安装板以及第三安装板之间，且第一关节电机穿过第二安装板的另一端设置的主动带轮Ⅰ通过水平设置的同步带Ⅰ与大臂减速器输入端设置的从动带轮Ⅰ连接，从而通过第一关节电机控制大臂相对于支撑立柱摆动；

在大臂位于大臂减速器的一端内腔固定设置有电机法兰，在电机法兰上竖直设置有控制小臂转动的驱动传动机构Ⅱ，所述驱动传动机构Ⅱ包括第二关节电机，所述第二关节电机的输出轴连接有位于电机法兰内腔的主动带轮Ⅱ，位于大臂内腔的另一端设置有从动带轮Ⅱ，所述主动带轮Ⅱ与从动带轮Ⅱ之间设置有同步带Ⅱ，所述从动带轮Ⅱ连接有小臂减速器，所述小臂减速器的输出端与小臂连接，使得第二关节电机控制小臂相对于大臂摆动，所述小臂的另一端连接有末端组件；