[發(fā)明專利]一種上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)械臂

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110086977.6
• 申請(qǐng)日: 2011-04-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102151215A
• 公開(kāi)（公告）日: 2011-08-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張輝;叢國(guó)棟;易瑋帆;董懷寶;王超新
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 東華大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;A63B23/12;A63B23/02
• 代理公司: 上海泰能知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 31233
• 代理人: 黃志達(dá);謝文凱

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域中康復(fù)工程技術(shù)，特別是涉及一種上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)械臂。

背景技術(shù)

“腦卒中”又稱“腦血管病”，中醫(yī)中稱之為“中風(fēng)”，是由于腦循環(huán)異常造成24小時(shí)以上的神經(jīng)功能缺失的病癥，可分為“缺血性腦中風(fēng)”和“出血性腦中風(fēng)”。前者是由于各種原因引起腦血管痙攣所致的腦細(xì)胞供血不足的病變。后者是由于腦血管破裂導(dǎo)致腦功能喪失的病變，占80％病人為缺血性中風(fēng)。中風(fēng)病人通常表現(xiàn)為意識(shí)喪失、偏癱、失語(yǔ)、記憶力缺失、口眼歪斜、二便失禁等。中國(guó)每年的中風(fēng)病患者達(dá)200萬(wàn)，每年約有120萬(wàn)人死于腦中風(fēng)。中風(fēng)幸存者60至80％遺留不同程度的后遺癥，四分一到四分三的腦卒中患者可能在2至5年內(nèi)復(fù)發(fā)。

腦卒中是急性腦血管病，具有發(fā)病率高、致殘率高、死亡率高和復(fù)發(fā)率高等“四高”特點(diǎn)。目前，我國(guó)腦卒中相關(guān)高危人群數(shù)量也有大幅增長(zhǎng)的趨勢(shì)，每年用于此項(xiàng)防治的費(fèi)用約200億元人民幣。

康復(fù)工程(Rehabilitation?engineering)是生物醫(yī)學(xué)工程的一個(gè)重要分支學(xué)科，主要研究如何運(yùn)用工程技術(shù)手段提高殘障人士的生活質(zhì)量。它的理論基礎(chǔ)是人機(jī)環(huán)境一體化和工程仿生，在此基礎(chǔ)上形成了服務(wù)于各種康復(fù)目的的設(shè)施與裝置。

偏癱是最常見(jiàn)的中風(fēng)后遺癥。上肢功能的恢復(fù)對(duì)病人的日常生活能力影響較大，也是康復(fù)治療中難于解決的問(wèn)題之一。偏癱后，患者一側(cè)肢體運(yùn)動(dòng)功能喪失。臨床證明，盡早介入康復(fù)訓(xùn)練不僅能夠維持關(guān)節(jié)活動(dòng)度、防止關(guān)節(jié)攣縮，而且能夠明顯提高患者運(yùn)動(dòng)功能的最終康復(fù)程度。

偏癱上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人是替代醫(yī)師牽引患者患肢進(jìn)行康復(fù)治療，完成訓(xùn)練動(dòng)作的一種醫(yī)療設(shè)備。它不同于一般的工業(yè)機(jī)器人，它有著特殊的工作對(duì)象以及特定的工作環(huán)境。設(shè)計(jì)偏癱上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人時(shí)，必須從患者的需要出發(fā)，同時(shí)符合臨床康復(fù)訓(xùn)練的規(guī)律。在滿足訓(xùn)練功能的同時(shí)，機(jī)器人應(yīng)最大限度的保證患者患肢的安全，并且還應(yīng)充分考慮到機(jī)器人與工作環(huán)境的適應(yīng)性以及患者的可接受性。

我國(guó)康復(fù)機(jī)器人的研究起步較晚，就手臂康復(fù)設(shè)備而言，產(chǎn)品功能單一，其應(yīng)用范圍多限于局部關(guān)節(jié)，即腕關(guān)節(jié)，肘關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)的康復(fù)是由單獨(dú)的器械完成的，很少有能夠?qū)崿F(xiàn)整個(gè)手臂各個(gè)關(guān)節(jié)康復(fù)的集成產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)有關(guān)康復(fù)機(jī)器人研發(fā)中，對(duì)于解決腦血管病肢體偏癱患者運(yùn)動(dòng)功能障礙康復(fù)機(jī)器人訓(xùn)練的產(chǎn)品，尤其是上肢功能訓(xùn)練康復(fù)機(jī)器人還處于起步階段，其中肩部多采用2自由度設(shè)計(jì)，方便機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)卻犧牲了部分的自由度。它們多是采用大型支架式結(jié)構(gòu)，體積大、成本高、舒適性差且基本難以實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)的逆向輸入。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)械臂，能方便實(shí)現(xiàn)患者手臂康復(fù)訓(xùn)練所需的肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)的各種運(yùn)動(dòng)及它們的組合運(yùn)動(dòng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：提供一種上肢外骨骼式康復(fù)機(jī)械臂，包括肩部C型外軌道支座、軌道滑塊、肩頭連接桿、上臂連接桿、前臂連接桿、手腕環(huán)形外軌道支座、手腕擺動(dòng)連桿和手柄，所述的軌道滑塊的一端設(shè)置在所述的肩部C型外軌道支座內(nèi)，另一端與所述的肩頭連接桿的上部鉸接連接；所述的肩頭連接桿與所述的上臂連接桿鉸接連接；所述的上臂連接桿的下端與前臂連接桿的后端鉸接連接；所述的前臂連接桿的前端安裝有所述的手腕環(huán)形外軌道支座；所述的手腕環(huán)形外軌道支座內(nèi)設(shè)有手腕環(huán)形滑塊；所述的手腕擺動(dòng)連桿的后端與所述的手腕環(huán)形滑塊相連，前端設(shè)置有所述的手柄。

所述的肩頭連接桿與所述的上臂連接桿還通過(guò)限位弧形導(dǎo)軌配合連接。

所述的手腕環(huán)形滑塊上設(shè)有對(duì)稱的兩個(gè)延伸塊；所述的手腕擺動(dòng)連桿的后端與所述的延伸塊鉸接連接。

所述的肩頭連接桿與軌道滑塊間通過(guò)填充構(gòu)件來(lái)調(diào)整兩者之間的距離。

所述的手柄與手部擺動(dòng)連桿之間通過(guò)腰子孔配合連接。

所述的上臂連接桿和前臂連接桿采用尺寸可調(diào)的組合件制成。

有益效果