[发明专利]一种神经电刺激的上肢康复训练机器人及其使用方法

摘要

本发明提供一种神经电刺激的上肢康复训练机器人及其使用方法，能够满足不同患者对训练强度的要求，通过电刺激仪器使患者被动产生小位移的运动，然后在康复训练机器人的引导下使得患者的上肢完成完整的大幅度位移动作。一种神经电刺激的上肢康复训练机器人，包括支撑架、两自由度滑台导轨、旋转装置、悬挂装置、腕部护具、肘部护具、座椅和电刺激仪器。本发明的技术效果是毋庸置疑的，康复训练机器人可以实现上肢在三维空间内运动训练，对患者的多关节进行大范围的辅助训练，全面训练上肢的每一块肌肉，使得康复效果最大化。其控制简便，柔性连接不会给患者带来二次伤害，并且电刺激仪器能实现患者主动和被动训练要求，达到康复效果最大化。

主权项

一种神经电刺激的上肢康复训练机器人，其特征在于，包括支撑架(1)、两自由度滑台导轨(2)、旋转装置(3)、悬挂装置(4)、腕部护具(5)、肘部护具(6)、座椅(7)；所述两自由度滑台导轨(2)、旋转装置(3)和悬挂装置(4)为串联安装，从上到下依次为两自由度滑台导轨(2)，旋转装置(3)，悬挂装置(4)；所述两自由度滑台导轨(2)安装于支撑架(1)的横梁上，所述旋转装置(3)安装于两自由度滑台导轨(2)上，所述悬挂装置(4)安装于旋转装置(3)上；所述两自由度滑台导轨(2)包括电机、横/纵向滑轨以及安装于横/纵向滑轨上的横/纵向滑台；所述横向滑轨包括横向滑轨Ⅰ(201)和横向滑轨Ⅱ(202)，所述横向滑轨Ⅰ(201)和横向滑轨Ⅱ(202)平行放置，所述横向滑轨Ⅰ(201)和横向滑轨Ⅱ(202)上均安装有横向滑台(203)，所述纵向滑轨(204)与横向滑台(203)固定连接，所述纵向滑轨(204)上安装有纵向滑台(205)；工作时，所述纵向滑轨(204)在横向滑台(203)的带动下整体作横向移动，所述纵向滑台(205)在纵向滑轨(204)上作纵向移动；所述两自由度滑台导轨(2)上安装两个电机，分别是电机Ⅰ(206)和电机Ⅱ(207)；所述电机Ⅰ(206)提供横向滑台(203)在横向滑轨上横向移动所需的动力，所述电机Ⅱ(207)提供纵向滑台(205)在纵向滑轨(204)上纵向移动所需的动力；所述旋转装置(3)包括旋转盘(301)、电机Ⅲ(302)和基座(303)；所述基座(303)内安装有蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆由电机Ⅲ(302)驱动，所述旋转盘(301)与蜗轮同轴安装，所述旋转盘(301)在蜗轮的作用下被动旋转；所述旋转盘(301)位于基座(303)外部；所述旋转装置(3)位于两自由度滑台导轨(1)下方，所述旋转装置(3)通过基座(303)安装于纵向滑台(105)上；所述悬挂装置(4)包括悬挂绳(402)、托盘(401)、扣装于托盘(401)上的外壳以及安装于托盘(401)和外壳构成的空腔里的卷绳组件(403)；所述悬挂装置(4)通过外壳与旋转装置(3)的旋转盘(301)连接；所述悬挂绳(402)上安装有磁力保护装置(4021)和陀螺仪传感器(404)，所述磁力保护装置(4021)在悬挂绳(402)的拉力超过患者上肢的承受能力时会自动断开，用以保护患者的上肢，所述陀螺仪传感器(404)用于检测悬挂绳(402)的摆动角度；所述悬挂绳(402)一端与卷绳组件(403)相连，另一端穿出托盘(401)位于托盘(401)下方连接腕部护具(5)和肘部护具(6)；所述卷绳组件(403)包括电机Ⅳ(4031)、拉力传感器(4032)和线滑轮(4033)；所述悬挂绳(402)在电机Ⅳ(4031)的驱动下进行伸缩，所述线滑轮(4033)安装于托盘(401)上所开的条形孔中，所述线滑轮(4033)用于减小悬挂绳(402)穿出托盘(401)所受的摩擦阻力；所述悬挂绳(402)还需经过拉力传感器(4032)，所述拉力传感器(4032)用于测量通过的悬挂绳(402)的拉力大小；所述托盘(401)上安装有多个卷绳组件(403)，每个卷绳组件(403)对应一根悬挂绳(402)；所述托盘(401)上还安装有调节装置(4011)，所述调节装置(4011)用于调节连接于腕部护具(5)的悬挂绳(402)和连接于肘部护具(6)的悬挂绳(402)之间的距离；所述电刺激仪器用于刺激患者的上肢，使其产生一个较小的反馈动作；当对患者进行康复训练时，患者需坐立在座椅(7)上，在需要进行康复训练的上肢穿戴上腕部护具(5)和肘部护具(6)，然后将悬挂装置(4)上位于托盘(401)下端的悬挂绳(402)连接于腕部护具(5)和肘部护具(6)上，应保证腕部护具(5)和肘部护具(6)上均至少连接有一根悬挂绳(402)；所述悬挂绳(402)根据康复训练的需要在电机Ⅳ(4031)的作用下伸展和收缩。