[發明專利]一種上肢康復訓練機器人及上肢康復訓練方法

有效

• 申請號: 201811507803.0
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號: CN109568082B
• 公開（公告）日: 2020-06-26
• 發明（設計）人: 宋韜;周梅杰;郭帥;莢啟波
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王海燕

本發明公開了一種上肢康復訓練機器人，包括訓練桌，訓練桌上設有顯示器和至少一個末端執行器，末端執行器用于夾持患者的上肢，末端執行器連接有協作機械臂，協作機械臂能夠帶動末端執行器運動和/或上肢通過末端執行器能夠拖動協作機械臂運動。本發明還公開了一種利用上述機器人進行的上肢康復訓練方法，可選擇進行主動訓練或被動訓練，當進行主動訓練時，協作機械臂處于柔順狀態，顯示器將患者上肢在顯示器的游戲界面中顯示出來，患者具有部分肌力的上肢通過末端執行器拖動協作機械臂在游戲界面中運動，完成游戲的同時進行主動訓練；當進行被動訓練時，協作機械臂通過末端執行器帶動患者的上肢按照設定的軌跡運動，以促進腦功能和神經重塑。

技術領域

本發明涉及康復訓練機器人技術領域，特別是涉及一種上肢康復訓練機器人及上肢康復訓練方法。

背景技術

我國正迅速步入老齡化社會，人口老齡化大幅加了康復需求。傳統的上肢康復治療方式以理療師的徒手治療為主，存在理療師勞動強度大、難以保證訓練的持續性及康復治療穩定性、可控性以及難以獲取和分析訓練數據等問題。將上肢康復訓練與機器人結合已然成為新的趨勢。針對上述問題，國內有研究者從外骨骼角度提出了改進和創新，如哈爾濱工業大學的公開號為CN105597280A，公開日為2016年5月25日的中國發明專利公開了一種主被動混合上肢康復訓練外骨骼，該專利公開的上肢康復訓練設備通過同步帶輪和電機實現康復訓練，但其訓練模式較單一，且不同人手臂并不相同，其可調節范圍也比較有限。

發明內容

本發明的目的是提供一種上肢康復訓練機器人及上肢康復訓練方法，以解決上述現有技術存在的問題，通過多樣化的康復訓練，促進患者腦功能和神經重塑，最后使患者重獲部分日常生活自理能力。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

本發明提供了一種上肢康復訓練機器人，包括訓練桌，所述訓練桌上設有顯示器和至少一個末端執行器，所述末端執行器用于夾持患者的患側上肢，所述末端執行器連接有協作機械臂，所述協作機械臂能夠帶動所述末端執行器運動和/或所述患側上肢通過所述末端執行器能夠拖動所述協作機械臂運動。

進一步地，所述訓練桌上還設有marker點裝置，所述marker點裝置用于佩戴在患者的健側上肢上，所述訓練桌的上側設有動作捕捉裝置，所述動作捕捉裝置用于采集佩戴有所述marker點裝置的健側上肢的運動。

進一步地，所述動作捕捉裝置包括三目相機、相機固定架和相機支架，所述三目相機通過所述相機固定架與所述相機支架的頂端連接，所述相機支架的底端固定設置在控制柜機構上，所述控制柜機構位于所述訓練桌的前側。

進一步地，所述協作機械臂的一端與所述末端執行器固定連接，所述協作機械臂的另一端與所述控制柜機構固定連接。

進一步地，所述控制柜機構包括控制柜框架、控制柜外殼、機械臂控制箱和計算機系統，所述控制柜外殼通過螺釘固定在所述控制柜框架上，所述控制柜框架的四角處設有萬向輪，所述機械臂控制箱和所述計算機系統均設置在所述控制柜外殼內側，所述計算機系統能夠接收所述動作捕捉裝置的信號并通過所述機械臂控制箱控制所述協作機械臂的運動，并將患者健側上肢和患側上肢的運動通過所述顯示器顯示出來。

進一步地，所述顯示器通過旋轉機構與所述訓練桌連接，所述顯示器的背面設有鏡子，所述鏡子與所述顯示器通過顯示器框架固定連接；所述末端執行器包括護手和攝像頭，所述護手上設有用于與所述協作機械臂末端的法蘭連接的固定孔；所述攝像頭固定在所述護手的前端，所述攝像頭用于拍攝所述鏡子中的患者的上肢運動。

進一步地，所述訓練桌包括桌架、開關按鈕和外殼，所述開關按鈕在所述桌架兩側邊角處各設置一個，所述外殼通過螺釘與所述桌架固定連接；所述桌架的四角處設有萬向輪。

進一步地，還包括訓練座椅，所述訓練座椅位于所述訓練桌的后側。