[發明專利]一種混合驅動仿生上肢康復訓練裝置

在審

• 申請號: 201811627703.1
• 申請日: 2018-12-28
• 公開（公告）號: CN111374862A
• 公開（公告）日: 2020-07-07
• 發明（設計）人: 鄒任玲;周斌彬;趙展;胡秀枋;徐秀林;劉二寧;徐言東;駱金晨;蘇淏璇;郭宛星;邸元帥
• 申請（專利權）人: 上海理工大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 趙志遠

本發明涉及一種混合驅動仿生上肢康復訓練裝置，包括手臂固定機構以及依次連接的上臂機構、前臂機構、手腕機構和手部機構，手臂固定機構上設有用于驅動上肢固定單元整體轉動的電機，上臂機構和前臂機構之間設有相互匹配的轉軸，且上臂機構上設有用于驅動前臂機構繞著該轉軸轉動的上臂驅動單元，手腕機構設有用于驅動患者手腕轉動的腕部驅動單元，手部機構包括手掌面板以及固定安裝在手掌面板上的拇指構件和四個手指構件，拇指構件用于大拇指的固定和康復訓練，四個手指構件分別用于其余四個手指的固定和康復訓練。與現有技術相比，本發明結構簡單，質量輕便，提高了安全性，大大減輕了裝置的重量，且康復效果好。

技術領域

本發明涉及醫療康復器械技術領域，具體涉及一種混合驅動仿生上肢康復訓練裝置。

背景技術

近十年來，我國老年人口逐年增加，老年人的健康問題加劇。心腦血管疾病是一種威脅人類健康的疾病，尤其對五十歲以上的中老年人威脅更大，老年患病人群多半是心腦血管疾病，而心血管疾病引發的腦卒中對患者有無法挽回的影響，腦卒中常見的后遺癥是偏癱，造成患者生活障礙，給患者帶來極大的不便。

針對偏癱患者肢體康復治療，傳統上是請專業的康復醫生，但是這種方式花費大，人員少。如今康復醫療器械的不斷發展，康復訓練機器人輔助或代替醫生對患者進行康復訓練，大大提高治療的效率，減少治療的成本。針對上肢康復訓練的醫療器械也在不斷的發展，目前國內外主要有：Ability One研制的手部康復儀、華盛大學Perry等人設計的一種七自由度的電機驅動機械手、曼徹斯特大學Davis等人基于氣動肌肉研制的一款軟體康復手套、北京航空航天大學王啟申等人設計的電機驅動鋼絲繩傳動的康復機器人系統、上海交通大學張定國等人設計的形狀記憶合金驅動的手外骨骼康復系統等。

上述大部分的康復裝置是用純電機驅動或純氣動控制，結構復雜，裝置較重，占用空間大；用氣動肌腱驅動的康復裝置較少，曼徹斯特大學Davis等人基于氣動肌肉研制的一款軟體康復手套雖然可以完成大部分康復動作，各個手指也可以單一運動，但是手指只有一個氣動肌腱，對指關節屈伸能力要求太高，手套沒有剛性結構使得肢體沒有支撐點，而且對需要大功率的肩關節的控制極為不便利。因此設計一款輕便，符合更多患者要求的上肢康復裝置意義重大。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種符合更多患者要求的混合驅動仿生上肢康復訓練裝置。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：一種混合驅動仿生上肢康復訓練裝置，該訓練裝置包括手臂固定機構以及與手臂固定單元連接的上肢固定單元，所述上肢固定單元包括依次連接的上臂機構、前臂機構、手腕機構和手部機構，所述手臂固定機構上設有用于驅動上肢固定單元整體轉動的電機，所述上臂機構和前臂機構之間設有相互匹配的轉軸，且所述上臂機構上設有用于驅動前臂機構繞著該轉軸轉動的上臂驅動單元，所述手腕機構設有用于驅動患者手腕轉動的腕部驅動單元，所述手部機構包括手掌面板以及固定安裝在手掌面板上的拇指構件和四個手指構件，所述拇指構件用于大拇指的固定和康復訓練，四個所述手指構件分別用于其余四個手指的固定和康復訓練。本發明通過上臂機構、前臂機構、手腕機構和手部機構分別與患者的上臂、前臂、腕部和手指固定，然后通過電機帶動上肢固定單元旋轉，從而實現肩關節的康復訓練，通過上臂驅動單元驅動前臂機構旋轉，來實現肘關節的康復訓練，通過腕部驅動單元來實現腕部的康復訓練，通過拇指構件和四個手指構件來實現指關節的康復訓練，康復效果多樣化，適用人群更廣。

所述的手臂固定機構包括底座、固定設置在底座上且豎直設置的底座支撐桿以及與底座支撐桿頂部轉動連接的上臂連接桿，所述底座支撐桿的頂部設有用于驅動上臂連接桿轉動的電機。底座可以連接在輪椅上或座位等地方，根據患者需要可自行選擇。

所述的上臂機構包括上臂外骨骼、設置在上臂外骨骼上的至少兩條上臂綁帶、分別設置在上臂外骨骼兩側的兩對上臂驅動單元以及設置在上臂外骨骼一端與前臂機構連接的肘關節轉軸，所述肘關節轉軸與上臂驅動單元連接；