[發(fā)明專利]一種桌面式腕關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人結(jié)構(gòu)

在審

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• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號(hào): CN107951680A
• 公開（公告）日: 2018-04-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 樊瑜波;劉笑宇;霍洪強(qiáng);其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/02
• 分類號(hào): A61H1/02;B25J11/00
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• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于家庭或社區(qū)的康復(fù)訓(xùn)練裝置，具體是一種具有外骨骼結(jié)構(gòu)的桌面式腕關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

腦卒中又稱為腦中風(fēng)，是一種突發(fā)性腦血管病變引起的腦神經(jīng)持續(xù)的功能缺陷。由于中樞神經(jīng)受損，約有85％的中風(fēng)患者會(huì)伴隨上肢運(yùn)動(dòng)功能障礙，并難以康復(fù)。中風(fēng)患者通過長期的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練可以恢復(fù)部分或全部運(yùn)動(dòng)功能。早期的康復(fù)訓(xùn)練需要在康復(fù)醫(yī)療師的指引和輔助下進(jìn)行。然而，傳統(tǒng)的一對一式療法效率低下，并缺乏階段性的量化評(píng)估。隨著智能化康復(fù)技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)器人已經(jīng)可以協(xié)助腦卒中患者進(jìn)行有效的康復(fù)訓(xùn)練，這不僅能夠減少康復(fù)過程對醫(yī)師的依賴，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對患者在康復(fù)訓(xùn)練過程中的實(shí)時(shí)量化評(píng)估，顯著提升了康復(fù)效率。

目前已經(jīng)研制出用于臨床手功能康復(fù)的機(jī)器人系統(tǒng)，但是大多數(shù)已有的成熟產(chǎn)品結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，加之高昂的技術(shù)保護(hù)費(fèi)用，導(dǎo)致其售價(jià)高昂，很難為普通家庭或社區(qū)醫(yī)院所承受。本發(fā)明提出的一種具有外骨骼特征的桌面式腕關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有體積小、重量輕，兼顧經(jīng)濟(jì)與功能的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)腕關(guān)節(jié)3自由度的運(yùn)動(dòng)形式，不僅考慮了個(gè)性化的安全保護(hù)措施，同時(shí)能夠適應(yīng)不同康復(fù)階段的康復(fù)策略，從而增加了康復(fù)訓(xùn)練的效果。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積龐大，售價(jià)高的問題，及腕關(guān)節(jié)活動(dòng)受限、缺乏個(gè)性化安全措施、個(gè)體差異適應(yīng)性差等技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述問題，提供了一種腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，該機(jī)器人，具備很好的個(gè)體適應(yīng)性，調(diào)整方便的個(gè)性化安全措施，能實(shí)現(xiàn)腕關(guān)節(jié)三維空間的所有運(yùn)動(dòng)形式，使用操作安全有效。

根據(jù)本發(fā)明的腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括：支架組件、基座組件、旋前/旋后關(guān)節(jié)組件、外展/內(nèi)收關(guān)節(jié)組件、屈曲/伸展關(guān)節(jié)組件和末端調(diào)整組件。

上述的腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的支架組件包括固定底盤、第一連桿、第二連桿、Y型連桿、第三連桿、第四連桿，法蘭盤，所述的固定底盤與桌面連接，所述的第一連桿通過轉(zhuǎn)動(dòng)副與固定底盤連接，形成第一旋轉(zhuǎn)軸；所述的第二連桿分別與第一連桿及Y型連桿連接，形成第二旋轉(zhuǎn)軸和第三旋轉(zhuǎn)軸；所述的第三連桿分別與Y型連桿及第四連桿連接，形成第四旋轉(zhuǎn)軸和第五旋轉(zhuǎn)軸；第四連桿與法蘭盤連接，形成第六旋轉(zhuǎn)軸。

上述的腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的基座組件包括基座底蓋、連接套筒、萬向鎖止腳輪、前鎖緊蓋、后鎖緊蓋，所述的基座組件通過萬向鎖止腳輪整體移動(dòng)所述的腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，并在移動(dòng)后進(jìn)行鎖止，使所述的腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人保持固定。

上述腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的基座組件固定在所述支架組件上，并通過所述萬向鎖止腳輪提供支撐；旋前/旋后關(guān)節(jié)組件固定在基座上，屈曲/伸展關(guān)節(jié)組件通過連接臂與旋前/旋后關(guān)節(jié)組件連接，外展/內(nèi)收關(guān)節(jié)組件安裝在旋前/旋后關(guān)節(jié)組件延伸臂上；所述的旋前/旋后關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在與所述基座組件上，通過齒輪驅(qū)動(dòng)其關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)；所述的外展/內(nèi)收關(guān)節(jié)和屈曲/伸展關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別安裝在它們關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸線上；所述的外展/內(nèi)收關(guān)節(jié)延伸臂末端安裝有手柄，在所述的外展/內(nèi)收關(guān)節(jié)延伸臂末端手柄上安裝有六維力/力矩傳感器。

上述腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其中，所述的末端調(diào)整組件包括伸縮花鍵組件和鎖緊套；所述的伸縮花鍵能夠?qū)崿F(xiàn)調(diào)整抓握中心與旋轉(zhuǎn)中心的間距，其調(diào)整范圍為63-90mm；所述的鎖緊套能使花鍵鎖止在行程內(nèi)任意位置。

本發(fā)明的有益效果是：

1)外骨骼機(jī)器人仿人上肢腕部設(shè)計(jì)，能夠?qū)崿F(xiàn)腕部所有運(yùn)動(dòng)形式，提高了康復(fù)訓(xùn)練的效果；

2)采用花鍵結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)不同患者手部尺寸，方便調(diào)整抓握中心，增強(qiáng)了康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人對不同患者個(gè)體的適應(yīng)性；

3)采用6自由度的支架支撐，能夠很方便調(diào)整腕部康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的位置和姿態(tài)，提供更為舒適的人機(jī)界面；

4)在康復(fù)機(jī)器人和抓握手柄之間安裝有六維力/力矩傳感器，可實(shí)時(shí)檢測機(jī)器人與人體的交互作用力。

5)整體采用連桿結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)，結(jié)構(gòu)緊湊。

附圖說明

圖1為本發(fā)明腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的支架組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本發(fā)明腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的基座組件的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本發(fā)明腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的腕關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本發(fā)明腕部外骨骼康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的末端調(diào)整組件的結(jié)構(gòu)示意圖。