[發明專利]一種柔索牽引雙上肢協同運動康復機器人

有效

• 申請號: 202110939912.5
• 申請日: 2021-08-16
• 公開（公告）號: CN113633516B
• 公開（公告）日: 2023-06-30
• 發明（設計）人: 王正雨;張建喜;訾斌;王道明;錢森;錢鈞;李鵬;魏迅;劉光明;包詩揚
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 合肥金安專利事務所(普通合伙企業) 34114
• 代理人: 徐偉

本發明涉及一種柔索牽引雙上肢協同運動康復機器人，包括左上肢康復組件及右上肢康復組件，所述的左上肢康復組件及右上肢康復組件均分別包括手部機構、前臂機構、肘關節、上臂機構、肩關節、肩部機構，所述的肘關節與前臂動力傳動機構相連以驅動前臂機構動作，所述的肩關節與上臂動力傳動機構相連以驅動上臂機構動作，所述的前臂機構與上臂機構之間設有第一限位機構，所述的上臂機構與肩部機構之間設有第二限位機構。由上述技術方案可知，本發明前臂機構和上臂機構分別通過鮑登線與前臂動力傳動機構和上臂動力傳動機構相連，并通過肘關節的串聯彈性驅動器實現肘關節的屈曲和伸展，通過肩關節的串聯彈性驅動器實現肩關節的前屈和后伸。

技術領域

本發明涉及康復機器人領域，具體涉及一種柔索牽引雙上肢協同運動康復機器人。

背景技術

康復機器人的研究最早起始于20世紀60年代，經過幾十年的發展，康復機器人已經取得了一些有價值的研究成果，而且有一些康復機器人也已投入到市場上進行售賣。

目前現存的上肢康復機器人多為串聯式，串聯式上肢康復機器人的設計理論和控制系統相對成熟，但是具有結構尺寸大、誤差累積大等缺點。同時多數的上肢康復機器人只能對單上肢進行康復訓練，需要兩臺設備才能實現對雙上肢的康復訓練，而且兩臺設備相互獨立，不能相互進行通信。為了保護人體安全，每次只能使用一臺設備單獨對一個上肢進行康復訓練，大大降低了康復訓練的效率。如：公開號為CN109568082B的專利公布了一種上肢康復機器人及上肢康復訓練方法，該發明專利雖然可以實現上肢的主被動康復訓練，但是不能實現雙上肢協同運動康復訓練。公開號為CN111588590A的專利公布了一種六自由度上肢康復訓練臂及機器人，該發明專利雖然各部零件不干涉、不接觸，增強患者訓練的舒適性，但是結構復雜，柔性較差。

所以，進一步研究雙上肢的協同康復問題非常具有研究前景。如何為患者提供協同運動康復訓練以增加患者雙上肢的協調運動能力，如何加快患者上肢的康復速度成為急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種柔索牽引雙上肢協同運動康復機器人，該康復機器人通過電機驅動左右手的肩關節和肘關節轉動，從而實現雙上肢針對同一個康復對象的協同康復訓練，且具有兩個自由度，是一種結構簡單、協作效果良好的康復機器人。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：包括機架，所述的機架上設有結構相同且對稱布置的左上肢康復組件及右上肢康復組件，所述的左上肢康復組件及右上肢康復組件均分別包括手部機構、與手部機構相連的前臂機構、通過肘關節與前臂機構相連的上臂機構、通過肩關節與上臂機構相連的肩部機構，所述的肘關節與前臂動力傳動機構相連以驅動前臂機構動作，所述的肩關節與上臂動力傳動機構相連以驅動上臂機構動作，所述的前臂機構與上臂機構之間設有限制肘關節轉動角度的第一限位機構，所述的上臂機構與肩部機構之間設有限制肩關節轉動角度的第二限位機構；

所述的肘關節包括肘關節轉動支撐軸，所述的肘關節轉動支撐軸上依次設有肘關節繞線輪、肘關節串聯彈性驅動器及第一調節板，所述的前臂動力傳動機構包括肘關節傳動軸、驅動肘關節傳動軸轉動的肘關節電機、固定在肘關節傳動軸上的第一繞線輪及第二繞線輪、與第一繞線輪相配合的第一滑輪組、與第二繞線輪相配合的第二滑輪組、依次連接第一繞線輪、第一滑輪組與肘關節繞線輪的第一鮑登線、依次連接第二繞線輪、第二滑輪組與肘關節繞線輪的第二鮑登線，所述的第一鮑登線及第二鮑登線分別驅動肘關節繞線輪正轉或反轉以帶動肘關節串聯彈性驅動器實現肘關節的屈曲和伸展，所述的肘關節上設有肘關節傳感器；