[發(fā)明專利]一種外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111035896.3
• 申請(qǐng)日: 2021-09-06
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113693885A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-11-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 朱亦丹
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): A61H1/02
• 分類(lèi)號(hào): A61H1/02
• 代理公司: 鄭州翊博專利代理事務(wù)所(普通合伙) 41155
• 代理人: 付紅莉

本發(fā)明屬于康復(fù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，具體公開(kāi)了一種外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，包括依次連接的大臂運(yùn)動(dòng)組件、小臂運(yùn)動(dòng)組件和腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)組件；大臂運(yùn)動(dòng)組件和小臂運(yùn)動(dòng)組件上設(shè)置有氣動(dòng)人工肌肉組件，氣動(dòng)人工肌肉組件連接有供氣組件；大臂運(yùn)動(dòng)組件與小臂運(yùn)動(dòng)組件之間、小臂運(yùn)動(dòng)組件與腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)組件之間均設(shè)置旋轉(zhuǎn)連接組件，氣動(dòng)人工肌肉組件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)連接組件；本發(fā)明的外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，適用于上肢康復(fù)訓(xùn)練領(lǐng)域，能有效減輕康復(fù)師的勞動(dòng)強(qiáng)度；也可用于上肢的助力，協(xié)助穿戴者完成長(zhǎng)時(shí)間搬運(yùn)重物作業(yè)；本發(fā)明的外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，具有重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、易穿戴、成本低、安全可靠等顯著優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于康復(fù)機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域，涉及氣動(dòng)人工肌肉驅(qū)動(dòng)的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，具體涉及一種外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)

腦卒中是腦血管阻塞或破裂導(dǎo)致血液不能流入大腦而引起腦組織缺血缺氧性損傷的一組急性腦血管病。上肢功能障礙是腦卒中患者常見(jiàn)并發(fā)癥，由疾病損傷中樞神經(jīng)系統(tǒng)所引起，主要表現(xiàn)為一側(cè)上肢本體感覺(jué)下降或缺失及運(yùn)動(dòng)功能障礙，需予以有效康復(fù)鍛煉，以促進(jìn)功能恢復(fù)。傳統(tǒng)的康復(fù)訓(xùn)練一般由治療師對(duì)患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，治療師勞動(dòng)強(qiáng)度大，有較高技術(shù)要求，康復(fù)效率較低且康復(fù)裝置成本較高。

隨著上肢康復(fù)機(jī)器人被應(yīng)用到腦卒中后上肢功能障礙患者的康復(fù)治療，采用外骨骼穿戴式上肢康復(fù)機(jī)構(gòu)可替代康復(fù)理療師，對(duì)老人或患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練；現(xiàn)有上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置大多為牽引式，牽引式康復(fù)裝置采用連桿式機(jī)構(gòu)，布置在在肢體周，帶動(dòng)肢體運(yùn)動(dòng)；驅(qū)動(dòng)方式多為電機(jī)驅(qū)動(dòng)，少數(shù)采用氣缸驅(qū)動(dòng)，其中電機(jī)驅(qū)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練裝置，存在系統(tǒng)笨重、不適合穿戴、成本高、安全性低等不足；氣缸驅(qū)動(dòng)的康復(fù)訓(xùn)練裝置，存在運(yùn)動(dòng)柔順性差等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決腦卒中患者康復(fù)時(shí)遇到的一系列問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種適用于上肢康復(fù)訓(xùn)練，能有效減輕康復(fù)師的勞動(dòng)強(qiáng)度穿戴方便、成本低廉、有效降低康復(fù)裝置成本、方便有效、輕量化、能克服傳統(tǒng)剛性外骨骼不足的外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)。

基于上述目的，本發(fā)明通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種外骨骼穿戴式上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)構(gòu)，包括依次連接的大臂運(yùn)動(dòng)組件、小臂運(yùn)動(dòng)組件和腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)組件；大臂運(yùn)動(dòng)組件和小臂運(yùn)動(dòng)組件上設(shè)置有氣動(dòng)人工肌肉組件，氣動(dòng)人工肌肉組件連接有供氣組件；大臂運(yùn)動(dòng)組件與小臂運(yùn)動(dòng)組件之間、小臂運(yùn)動(dòng)組件與腕關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)組件之間均設(shè)置旋轉(zhuǎn)連接組件，氣動(dòng)人工肌肉組件驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)連接組件。

優(yōu)選地，氣動(dòng)人工肌肉組件包括設(shè)置在大臂運(yùn)動(dòng)組件上的大臂氣動(dòng)人工肌肉組、設(shè)置在小臂運(yùn)動(dòng)組件上的小臂氣動(dòng)人工肌肉組；旋轉(zhuǎn)連接組件包括與大臂運(yùn)動(dòng)組件相配合的大臂旋轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)、與小臂運(yùn)動(dòng)組件相配合的小臂旋轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)；供氣組件包括小型空壓機(jī)，小型空壓機(jī)連接有微霧分離器穩(wěn)壓閥，微霧分離器穩(wěn)壓閥上設(shè)有氣管，氣管分別通過(guò)比例式調(diào)節(jié)閥與大臂氣動(dòng)人工肌肉組、小臂氣動(dòng)人工肌肉組相連接。

優(yōu)選地，大臂運(yùn)動(dòng)組件包括一對(duì)間隙配合的大臂支架，大臂支架底端通過(guò)弧型大臂連接板相連接，大臂支架頂端通過(guò)可拆卸的大臂柔性束帶相連接；大臂旋轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)包括大臂肌肉后固定件，大臂肌肉后固定件均設(shè)置在大臂支架遠(yuǎn)離小臂運(yùn)動(dòng)組件的一端，大臂支架的另一端設(shè)有肘關(guān)節(jié)主調(diào)節(jié)孔，肘關(guān)節(jié)主調(diào)節(jié)孔的外側(cè)設(shè)有肘關(guān)節(jié)角位移傳感器；大臂氣動(dòng)人工肌肉組包括一對(duì)間隙配合的大臂氣動(dòng)人工肌肉，大臂氣動(dòng)人工肌肉的一端均設(shè)有大臂肌肉前連接件，另一端均設(shè)有大臂肌肉后連接件，大臂肌肉后連接件通過(guò)大臂后連接軸與大臂肌肉后固定件相連接。

優(yōu)選地，小臂運(yùn)動(dòng)組件包括一對(duì)間隙配合的小臂支架，小臂支架底端通過(guò)弧型小臂連接板相連接，小臂支架頂端通過(guò)可拆卸的小臂柔性束帶相連接；小臂旋轉(zhuǎn)連接結(jié)構(gòu)包括腕關(guān)節(jié)主調(diào)節(jié)孔，腕關(guān)節(jié)主調(diào)節(jié)孔均設(shè)置在小臂支架遠(yuǎn)離大臂支架的一端，小臂支架的另一端設(shè)有小臂肌肉后固定件；腕關(guān)節(jié)主調(diào)節(jié)孔的外側(cè)設(shè)有腕關(guān)節(jié)角位移傳感器；小臂氣動(dòng)人工肌肉組包括一對(duì)間隙配合的小臂氣動(dòng)人工肌肉，小臂氣動(dòng)人工肌肉的一端設(shè)有小臂肌肉前連接件，另一端設(shè)有小臂肌肉后連接件，小臂肌肉后連接件通過(guò)小臂后連接軸與小臂肌肉后固定件相連接。