[實用新型]抑制手部震顫的助餐機器人

有效

• 申請號: 201220669843.7
• 申請日: 2012-12-07
• 公開（公告）號: CN202943642U
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 董玉紅;趙廣志
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: B25J11/00
• 分類號: B25J11/00;B25J13/08
• 代理公司: 哈爾濱東方專利事務所 23118
• 代理人: 陳曉光

技術領域：

本實用新型涉及一種抑制手部震顫的助餐機器人。

背景技術：

通常人體的某部位發生非意愿顫動的現象，醫學上稱之為“震顫”。震顫是一種不自主的、有規律性的、近似正弦往復擺動的肢體運動，常見于人的四肢和頭部，是最常見的神經科疾病癥狀之一，如原發性震顫（ET）、帕金森病（PD）等。原發性震顫（essential?tremor，ET）是一種常見的運動障礙，常有家族聚集現象，任何年齡均可發病，平均起病年齡45歲左右。近年來發病率呈上升趨勢的帕金森病，除了肢體震顫外，還伴有肌僵直和運動減退等癥狀。肢體震顫按病因分為生理性震顫和病理性震顫兩類。生理性震顫是人體的一種固有震顫，所有人的肢體都具有這種現象，只是強弱不同而已；病理性震顫是由于人體的病變而帶來的一種震顫，如帕金森綜合癥和小腦病變等，給眾多患者的日常生活帶來了極大不便，甚至使患者的生活不能自理。

醫學界對震顫發生機理及其藥物治療已開展了幾十年的研究，至今還沒有治療震顫非常有效的方法。肢體震顫特別是手臂，影響精細動作、日常飲食和書寫，嚴重時給患者的日常生活帶來諸多不便。近幾年國內外科研人員嘗試通過“非藥物”途徑，綜合利用機器人技術研制和開發震顫抑制康復裝置，幫助肢體震顫患者克服運動障礙，恢復生活自理能力，已初步得到了醫學界和肢體震顫患者的認可。

利用機器人技術的抑震康復裝置采用兩種抑震方法：一種是“被動”震顫抑制控制方法，主要是通過連續調節機器人系統的關節阻尼和慣量系數，進而改變整個人機系統的生物力學特性，達到減弱肢體震顫運動的目的；另一種是“主動”震顫抑制控制方法，主要是通過實時預估肢體震顫運動信號，控制抑震裝置產生與震顫運動方向相反的運動，達到抵消肢體震顫運動的目的。

目前應用較廣的助餐機器人是英國的Handy1，日本Secom公司的“My?spoon”等。Handy1是目前世界上最成功的一種助餐機器人，它具有5個自由度和帶有手爪的機器手臂，手臂可靈活地從進餐托盤的7個格子中取餐。“My?Spoon”僅需少量操縱桿操作和按鈕操作便可將食物送至嘴邊，然后按照用餐者的進食快慢來輔助就餐。美國專利《SELF-FEEDING?APPLIANCE》（US4398857）公開了一種自主助餐器具，使用對象為雙臂殘疾人。以上這幾種助餐機器人均是為先天性身體殘疾、脊髓損傷、肌肉萎縮癥疾病的患者研制和使用的。目前還沒有一種專門為抑制原發性震顫、帕金森氏震顫患者用餐時手部震顫的助餐機器人。

實用新型內容：

本實用新型的目的是提供一種抑制手部震顫的助餐機器人，結構簡單、操作方便，解決了震顫患者日常飲食上的不便，提高了患者的日常生活質量。

上述的目的通過以下的技術方案實現：

一種抑制手部震顫的助餐機器人，其組成包括：機座，控制系統安裝在所述的機座上，所述的控制系統與操作臂A通過肩關節與操作臂B連接，所述的肩關節與安裝有編碼器A的伺服電機A連接，所述的操作臂B通過肘關節與操作臂C連接，所述的操作臂C與安裝有編碼器B的伺服電機B連接，所述的操作臂C通過仰俯關節與操作臂D連接，所述的操作臂D與回轉關節連接，所述的回轉關節上安裝有勺子，所述的勺子的勺把上安裝有三維力傳感器，所述的三維力傳感器通過RS485通信接口與所述的控制系統連接。

所述的抑制手部震顫的助餐機器人，所述的俯仰關節、所述的回轉關節均安裝回轉限位擋塊，限定所述的勺子的俯仰角度θ₃為﹣45°~45°，限定所述的勺子的回轉角度θ₄為﹣30°~30°，在所述的俯仰關節上安裝有雙向旋轉阻尼器。

所述的抑制手部震顫的助餐機器人，所述的控制系統包括上位機，所述的上位機與單片機連接，所述的單片機與肩關節驅動回路、肘關節驅動回路連接，所述的肩關節驅動回路與所述的肩關節連接，所述的肘關節驅動回路與所述的肘關節連接。