[發明專利]一種七自由度上肢外骨骼康復機器人

有效

• 申請號: 202010170809.4
• 申請日: 2020-03-12
• 公開（公告）號: CN111345970B
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發明（設計）人: 劉濤;張孟旋;王晨程;劉慶運
• 申請（專利權）人: 安徽工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 安徽知問律師事務所 34134
• 代理人: 郭大美

本發明公開了一種七自由度上肢外骨骼康復機器人，屬于康復機械設備技術領域。它包括支撐機構、肩關節訓練機構、上臂調節機構、肘關節訓練機構、腕關節訓練機構以及腕關節調節機構，支撐機構、肩關節訓練機構、上臂調節機構、肘關節訓練機構、腕關節訓練機構以及腕關節調節機構按照順序相接；通過七個主動自由度以及三個被動自由度的結合使用，保證訓練的平穩性、舒適性和精確性，能夠適應不同的使用者，適用性強。

技術領域

本發明屬于康復機械設備技術領域，更具體地說，涉及一種七自由度上肢外骨骼康復機器人。

背景技術

在世界范圍內，腦卒中平均年發病率為140/10萬-200/10萬。國內腦卒中的平均年發病率為185/10萬-219/10萬，而年平均死亡率為60/10萬。雖然大約有78％-88％的腦卒中患者得以生存下來，但是絕大多數患者都遺留有不同程度的功能障礙，其中以運動功能障礙(偏癱)的發生率最髙。目前在臨床上，醫師廣泛應用的療法有強制性牽引療法、反復抗阻力練習以及其他一些借助于簡單器械的訓練方法等。主要方式局限于康復醫師對患者進行手把手、一對一的訓練及治療，患者一直處于被動接受治療的狀態，其自身參與治療的主動性和積極性不強。治療效果主要取決于治療師的技術水平、臨床經驗、敬業精神以及訓練器械等，難以滿足高強度、有針對性和重復性的康復訓練要求。為了彌補臨床醫師治療的不足，國內外醫學研究機構相繼提出并研發了康復訓練機器人技術。

現有康復訓練機器人中有披露，中國專利申請號為：201410855081.3，公開日為：2015.04.08的“七自由度外骨骼式上肢康復機器人”，其包括依次相連的前臂和腕關節運動機構、肘關節運動機構、上臂運動機構、重力補償運動機構、肩關節運動機構、座椅機構。其通過不同機構的銜接實現對人體上肢的主動或被動康復過程；但由于不同人的手臂的差異性很大，而很難能夠針對不同人進行康復訓練，而在針對不同人進行康復訓練時，又需要對機器人進行不斷的調試，使用起來過于繁瑣，不便于實際使用。

中國專利申請號為：201811208345.0，公開日為：2019.01.11的“一種七自由度的上肢康復機器人”，包括肩內收外展關節、肩屈曲伸展關節、肩內旋外旋關節、肘屈曲伸展關節、腕尺偏橈偏關節、腕屈曲伸展關節、腕內旋外旋關節、上臂伸縮部分、前臂伸縮部分、上臂支持部分、前臂支持部分、手指手腕固定部分和控制部分組成，七個自由度采用串聯方式連接。通過將人體手臂放置在上臂支撐部分和下臂支撐部分，各個關節的運轉實現對人體手臂的康復訓練；但機器人的針對人體手臂長度的調節過于繁瑣，當機器人在不同康復人員之間使用時，明顯帶來不便，影響使用效率。

中國專利申請號為：201720727948.6，公開日為：2018.10.19的“上肢康復機器人及其系統”，其包括底座、支撐桿和上肢訓練組件；支撐桿的下端固定安裝于底座上，支撐桿的上端與上肢訓練組件活動連接；上肢訓練組件，支持人體上肢進行七個自由度運動，使得肩肘關節能夠在空間范圍內進行復合運動和分離運動訓練；七個自由度中，四個為電機驅動的旋轉自由度，設置為肩關節三個自由度旋轉關節和肘關節屈伸旋轉關節，其它三個為無動力自由度，設置為高低升降調節關節、肩部旋轉調節關節和肘部伸縮調節關節。通過機器人的運轉能夠實現人體手臂不同方位的健康訓練；但人體手臂的長度不一，針對不同人的手臂進行康復訓練時，調節過程過于繁瑣不便于使用。

發明內容

1.要解決的問題

針對現有康復訓練機器人適用性不強的問題，本發明提供一種七自由度上肢外骨骼康復機器人；通過七個主動自由度以及三個被動自由度的結合使用，保證訓練的平穩性、舒適性和精確性，能夠適應不同的使用者，適用性強。

2.技術方案

為了解決上述問題，本發明所采用的技術方案如下：