[發明專利]一種可穿戴式上肢康復外骨骼機器人

在審

• 申請號: 202111672958.1
• 申請日: 2021-12-31
• 公開（公告）號: CN114366555A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 汪宗保;汪宗兵;汪天明;楊永暉;楊秀麗
• 申請（專利權）人: 安徽中醫藥大學
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02
• 代理公司: 北京知聯天下知識產權代理事務所(普通合伙) 11594
• 代理人: 張迎新

本發明提出了一種可穿戴式上肢康復外骨骼機器人，所述機器人包括穿戴式背部馬甲結構以及穿戴式背部馬甲結構背部安裝的肩關節結構；所述肩關節結構包括第一齒形軸承外圈，所述第一齒形軸承外圈與肘關節結構連接；所述肘關節結構包括第二齒形軸承外圈，所述第二齒形軸承外圈與腕關節結構連接。本發明通過將下肢分為前臂、上臂和腕部三個部位進行分段或整體康復訓練，且通過設置前后、左右以及長度多個維度的靈活調整，適應性強；通過肩部具有六向自由度的柔性化粘彈性阻尼器自行調節機構，可以使更多患者具有良好的穿戴舒適性和康復訓練效果；本發明通過背寬、上臂和前臂均設置有長度調節鎖緊機構，可滿足絕大多數患者康復訓練需要。

技術領域

本發明屬于康復醫療器械領域，特別涉及一種可穿戴式上肢康復外骨骼機器人。

背景技術

各種原因引起的上肢肌肉功能損傷、骨科手術后以及神經損傷包括周圍神經和腦、脊髓患者需要通過康復訓練獲得最大程度的功能改善，由于以上損傷的傳統式多以靈活性差的石膏、夾板、支具裝置固定或自由度不足的康復治療方式不僅引起患者行動不便和而且不能滿足生物學康復的要求，另一方面康復訓練目前多是由康復治療師、醫護人員或患者家屬輔助患者長時間人工操作來促進上肢運動功能和神經系統康復，由此消耗了大量人力，效率低、成本高，無法滿足現代康復訓練日益需求的靈活性、便捷性、即時性、省力性、節約性等特點。以自動化程度高的康復機器人帶動患者康復訓練，可以彌補人工康復訓練不足。

但現有的康復機器人大都存在適應性不高、穿戴困難以及對考慮人體的生理力學和運動的機理，其康復效果受到影響。公開號為CN213828960U的專利提出了一種繩拉式上肢助力機器人，采用的是連接繩對重物進行抬升，人體上肢輔助完成重物的搬運，改變了傳統上肢外骨骼機器人中人體上肢為主體，外骨骼機器人跟隨運動的方式，解放了人體雙手，減輕了上肢負重，提高了工作效率。但該方案中未對上肢的每個關鍵部位進行特殊設計，缺少局部關鍵部位的對應訓練。

發明內容

針對上述問題，本發明提出了一種可穿戴式上肢康復外骨骼機器人，所述機器人包括穿戴式背部馬甲結構以及穿戴式背部馬甲結構背部安裝的肩關節結構；

所述肩關節結構包括第一齒形軸承外圈，所述第一齒形軸承外圈與肘關節結構連接；

所述肘關節結構包括第二齒形軸承外圈，所述第二齒形軸承外圈與腕關節結構連接。

進一步地，所述穿戴式背部馬甲結構包括穿戴式馬甲，所述穿戴式馬甲背部兩邊分別設置背帶，所述背帶一端與穿戴式馬甲連接，所述背帶另一端與安全帶鎖緊螺栓螺母組件連接；

所述穿戴式馬甲背部兩側分別設置背部安裝板，兩個所述背部安裝板背向穿戴式馬甲背部的一側安裝背部連接板；所述背部安裝板與背部連接板設置U形槽。

進一步地，所述背部安裝板為彎折板，包括第一安裝平面和第二安裝平面，所述第一安裝平面上安裝背部連接板，所述第二安裝平面與肩關節結構連接。

進一步地，所述肩關節結構包括肩關節內收/外展動作電機，所述肩關節內收/外展動作電機安裝在背部安裝板的第二安裝平面上，所述肩關節內收/外展動作電機依次向外有肩關節內板、肩關節粘彈性阻尼器和肩關節外板；

所述肩關節外板上安裝有肩關節屈/伸電機，所述肩關節屈/伸電機在垂直方向上連接有上臂上連接件；

所述上臂上連接件通過第一內部型腔與上臂下連接件連接，所述第一內部型腔中設置第一滑槽。

進一步地，所述肩關節結構還包括肩關節內外旋驅動電機總成，所述肩關節內外旋驅動電機總成安裝在上臂下連接件的下端外側，所述上臂下連接件的下端內側安裝第一齒形軸承內圈；

所述肩關節內外旋驅動電機總成上安裝有第一輸出小齒輪，所述第一齒形軸承內圈外周設置第一齒形軸承外圈，所述第一輸出小齒輪與第一齒形軸承外圈嚙合；