[實用新型]一種龍門式上肢康復訓練裝置

有效

• 申請號: 201320860607.8
• 申請日: 2013-12-25
• 公開（公告）號: CN203694006U
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發明（設計）人: 孫容磊;張宇;王曉紅;高遠
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: A61H1/00
• 分類號: A61H1/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術領域

本實用新型屬于康復醫療機械技術領域，更具體地，涉及一種龍門式上肢康復訓練裝置，其適用于輔助上肢肢體運動功能障礙患者恢復運動功能。

背景技術

國內外研究表明，大多數肢體殘疾患者可以通過康復運動訓練恢復其肢體運動功能，尤其是中風偏癱早期患者，通過運動功能訓練其康復率高達90%。而通過傳統的人工方式對患者進行康復訓練，既增加了護理人員的工作強度，而且不能獲得可用于評定康復效果的詳細數據，因此，將機器人技術與康復醫學有機結合在一起的康復訓練機器人能大大減輕康復護理人員的工作強度，提高患者康復訓練效率，同時將康復機器人產業化，可以大大降低康復醫療成本，滿足日益增加的殘疾人康復訓練需求，極大的推動了殘疾人康復事業的發展。

隨著機器人技術的不斷發展，人們開始將機器人技術應用到康復醫學領域，從而產生了康復醫療機器人這個新興的產業和學科。從20世紀80年代美國率先開展康復機器人技術研究至今，全世界已經有數以百計的研究機構在從事康復醫療機器人的理論研究和技術開發。康復機器人領域已經成為工程技術和康復醫學學科交叉的研究熱點。其中，比較有代表性的上肢康復訓練機器人有：1991年美國麻省理工學院MIT設計出世界上第一臺上肢康復訓練機器人系統MIT-MANUS7；1999年美國斯坦福大學輔助測量患者上肢運動空間的THE?ARM?GUIDE；德國柏林的Klinic實驗室與弗朗荷費研究所共同實用新型的Bi-Manu-Track訓練機器人；2002年，以英國Reading大學為首的歐洲跨國研究小組研制出名為GENTLE/S的上肢康復醫療機器人；日本大阪大學、兵庫醫學院和旭化成株式會社的Junji?Furusho,Kenichi?Koyanagi等人聯合研制的上肢康復訓練系統3DOF-EMUL和改進版的6DOF-Robotherapist等。

上述上肢康復訓練裝置的優點是結構簡單，易于控制，但是裝置的自由度數較少，可訓練的關節數量有限，而且患者訓練時的運動空間較小。因此，相關領域中亟需開發出更為完善的解決方案，以便更好地適應上肢肢體運動功能障礙患者恢復運動功能的各類需求。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種龍門式上肢康復訓練裝置，其中通過對關鍵組成部件的構造及其設置方式進行改進，使得該裝置能夠以結構緊湊、便于操作的方式多自由度牽引患者手部從而帶動患者整個上肢各個關節的運動，模擬各種人體上肢日常行為，使患者上肢各關節、運動肌肉群以及運動功能神經群得到有效的物理刺激，進而達到有效恢復患者上肢運動功能的目的。

為實現上述目的，按照本實用新型，提供了一種龍門式上肢康復訓練裝置，該訓練裝置包括龍門式機架、配置于該機架的X軸直線運動機構、Y軸直線運動機構和Z軸直線運動機構，以及手柄組件，其特征在于：

所述X軸直線運動機構設置在龍門式機架的中部，并包括第一驅動箱、第一伺服電機、鋼絲繩張緊元件、轉向滑輪、X向直線導軌和X向滑塊，其中從第一驅動箱沿著水平X軸方向引出鋼絲繩，該鋼絲繩繞過鋼絲繩張緊元件和轉向滑輪后連接于X向滑塊，然后繼續繞過轉向滑輪和鋼絲繩張緊元件，最后返回第一驅動箱；以此方式，在第一伺服電機的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述X向滑塊沿著直線導軌實現水平左右方向的直線運動；

所述Y軸直線運動機構設置在龍門式機架的底部，并包括第二伺服電機、滾珠絲桿、圓螺母組件和滾輪，其中第二伺服電機的輸出軸與滾珠絲桿相連，使滾珠絲桿轉動并帶動圓螺母組件可沿著水平Y軸方向來回移動；圓螺母組件固定在龍門式機架上，由此帶動龍門式機架及與其相連的其他機構一同沿著滾輪軌道實現水平前后方向的直線移動；

所述Z軸直線運動機構設置在龍門式機架的頂部，并包括第二驅動箱、第三伺服電機、轉向滑輪、Z向導軌和滑塊連接件，其中從第二驅動箱沿著水平左右方向引出鋼絲繩，所述鋼絲繩各自繞過轉向滑輪后，分別連接于固定設置在X軸直線運動機構兩端的滑塊連接件；以此方式，在第三伺服電機的驅動下，使得鋼絲繩可帶動所述滑塊連接件及X軸直線運動機構沿著Z向導軌實現豎直上下方向的直線運動；

所述手柄組件設置在所述X向滑塊上并隨其一同運動，同時具備三個旋轉軸正交的旋轉自由度，以此方式，使用者通過握住手柄組件，可帶動其手臂在XYZ三直線軸方向以及三個旋轉軸方向上組合執行多種上肢動作，從而實現對使用者上肢運動功能的康復訓練過程。