[發明專利]個性化上肢康復訓練機器人系統及其康復訓練方法

在審

• 申請號: 201810947564.4
• 申請日: 2018-08-20
• 公開（公告）號: CN109288651A
• 公開（公告）日: 2019-02-01
• 發明（設計）人: 劉斌;單暉;楊洪波;顧國剛
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘇州生物醫學工程技術研究所
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B23/12
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理事務所(普通合伙) 11369
• 代理人: 韓飛

1.一種個性化上肢康復訓練機器人系統，其特征在于，包括上肢康復訓練機器人、個人康復訓練系統及與所述控制系統通訊連接的云數據中心；

所述上肢康復訓練機器人包括多體位座椅模塊和上肢康復訓練機械臂；

所述個人康復訓練系統包括自檢模塊、登錄模塊、康復訓練模塊、訓練效果評估模塊及數據存儲模塊。

2.根據權利要求1所述的個性化上肢康復訓練機器人系統，其特征在于，所述康復訓練模塊包括康復訓練模式單元和路徑規劃單元；

所述上肢康復訓練機械包括腕關節模塊、通過前臂尺寸調節模塊與所述腕關節模塊連接的肘關節模塊及通過上臂尺寸調節模塊與所述肘關節模塊連接的肩關節模塊；所述多體位座椅模塊上的手柄處的疼痛記錄按鈕。

3.一種如權利要求2所述的個性化上肢康復訓練機器人系統的康復訓練方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、系統開機自檢，包括自檢模塊對上肢康復訓練機器人的結構運動進行檢測和對控制系統進行檢測；

S2、登錄模塊判斷患者是否首次進行康復訓練，登錄個人康復訓練系統；

S3、對患者病情進行診斷，通過康復訓練模塊對患者進行康復訓練；

S4、存儲患者康復訓練的數據；

S5、對患者的康復訓練效果進行評估；

S6、退出系統。

4.如權利要求3所述的個性化上肢康復訓練機器人系統的康復訓練方法，其特征在于，所述步驟S2中，如果患者是首次進行康復訓練，通過登錄模塊幫助患者在個人康復系統中新建個人用戶信息，然后進入個人康復訓練系統；如果患者非首次進行康復訓練，則直接登錄個人康復訓練系統；

所述步驟S2中還包括，登錄個人康復訓練系統后，如果患者是首次進行康復訓練，則對患者個體化參數進行設定，并通過數據存儲模塊存儲；如果患者非首次進行康復訓練，則從數據存儲模塊中讀取患者的個體化參數。

5.如權利要求4所述的個性化上肢康復訓練機器人系統的康復訓練方法，其特征在于，所述康復訓練模塊中包括三種訓練模式：

被動訓練模式，上肢康復訓練機械臂依據康復理療師事先設置好的運動路徑，帶動患者的上肢進行反復、持續以及穩定的路徑還原訓練，由上肢康復訓練機械臂提供保護和數據反饋；

主動訓練模式，患者與上肢康復訓練機器人在接近零接觸力的情況下，帶動上肢康復訓練機械臂進行路徑還原，并由上肢康復訓練機械臂提供保護和數據反饋；

主被動訓練模式，采用人機接觸力信號或表面肌電信號辨識人體上肢的運動意圖，在被動訓練模式的基礎上設置各個關節的輔助力，患者帶動上肢康復訓練機械臂進行路徑還原，同時上肢康復訓練機械臂為患者提供輔助力，幫助患者完成路徑還原，且由上肢康復訓練機械臂提供保護和數據反饋。

6.如權利要求5所述的個性化上肢康復訓練機器人系統的康復訓練方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括：

康復訓練模塊根據患者的個體化參數調整上肢康復訓練機械臂和多體位座椅模塊的位姿，以適應患者的肢體尺寸參數和坐姿；

康復理療師對患者病情進行診斷，并對患者的肢體運動功能進行評級，根據診斷結果判斷是否需要進行個性化康復訓練路徑規劃，如果需要，康復理療師幫助患者在穿戴上肢康復訓練機械臂的情況下進行康復訓練路徑規劃，依據規劃路徑對患者進行肢體康復訓練；如果不需要，康復訓練模塊直接讀取個人康復系統中的訓練參數，對患者進行肢體康復訓練。

7.如權利要求6所述的個性化上肢康復訓練機器人系統的康復訓練方法，其特征在于，所述的步驟S3中調整上肢康復訓練機械臂和多體位座椅模塊的位姿的方法為：患者穿戴上肢康復訓練機械臂后，康復訓練模塊控制調節前臂尺寸調節模塊和上臂尺寸調節模塊，從而分別調節腕關節模塊與肘關節模塊間的距離、肩關節模塊與肘關節模塊間的距離，以適應患者前臂和上臂的尺寸。