上肢康復(fù)機器人的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明上肢康復(fù)機器人，包括上肢訓練裝置、懸梁臂、底座，底座與上肢訓練裝置通過懸梁臂連接，底座為可進行移動及高度調(diào)整，上肢訓練裝置支持人體上肢各關(guān)節(jié)運動。
【專利說明】
上肢康復(fù)機器人
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種上肢康復(fù)機器人，屬于醫(yī)療康復(fù)訓練設(shè)備領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在我國，中風是目前致殘率第一、致死率第二的高發(fā)疾病，每年全國新發(fā)病例250萬，每年死于中風的病人達150萬。中國現(xiàn)有中風病人750萬到800萬人。換而言之，我國大概每21秒就有一個人死于中風，每12秒就有一個新發(fā)病例。這一趨勢還在以每年8.7%的速度遞增，這種疾病引發(fā)了患者肢體運動功能障礙或喪失，尤其是上肢運動功能的喪失，存活者中約75%?80%致殘，極大的影響了患者日常生活的能力，目前，國內(nèi)外上肢康復(fù)機器人用于上肢運動功能障礙患者進行治療和康復(fù)訓練時存在諸多不足，主要為:僅支持單個關(guān)節(jié)或部分關(guān)節(jié)，尤其是未把小臂旋轉(zhuǎn)和腕部指部等關(guān)節(jié)的運動集成于裝置中；個體適應(yīng)性差，不能根據(jù)不同患者進行裝置的調(diào)整或調(diào)整不方便;支持的運動模式單一，只能進行被動運動或裝置不具備驅(qū)動功能；只能實現(xiàn)一維度或二維運動，適性差，不能較好地實現(xiàn)人機協(xié)調(diào)統(tǒng)一;不能激發(fā)患者訓練的興趣及積極性;不能較好地解決摩擦力、重力和位置過載等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為解決上述技術(shù)問題，上肢康復(fù)機器人通過運用計算機技術(shù)，結(jié)合人體上肢運動規(guī)律，不但可以讓患者利用殘余的神經(jīng)肌肉進行單關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)訓練，尤其是小臂、手腕、手指;而且還主動補償重力和摩擦力帶動患者進行上肢6個自由度運動，更好地實現(xiàn)患者與輔助驅(qū)動裝置協(xié)調(diào)和統(tǒng)一，以達到恢復(fù)上肢正常功能的最佳效果。
[0004]本發(fā)明上肢康復(fù)機器人，包括上肢訓練裝置、懸梁臂、底座，底座與上肢訓練裝置通過懸梁臂連接，底座為可進行移動及高度調(diào)整，上肢訓練裝置支持人體上肢各關(guān)節(jié)運動。
[0005]上肢訓練裝置，包括有第I自由度、第II自由度、第III自由度、第IV自由度、第V自由度、第VI自由度，6個自由度依次串聯(lián)聯(lián)接，對應(yīng)各關(guān)節(jié)的運動分別對應(yīng)為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/夕卜展、肩關(guān)節(jié)伸/屈、肘關(guān)節(jié)伸/屈、前臂外翻/內(nèi)旋、腕關(guān)節(jié)伸/曲、手指伸/屈。
[0006]旋轉(zhuǎn)臂通過軸固定在懸梁臂上，肩部水平活動臂固定在旋轉(zhuǎn)臂的一端，肩部豎直活動臂與肩部水平活動臂通過軸連接，旋轉(zhuǎn)柱塞安裝在肩部水平活動臂上，電機控制旋轉(zhuǎn)臂肩部豎直活動臂的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的外展/內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)的屈/伸。
[0007]上臂彎軌分別與肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件、上臂綁帶、肘關(guān)節(jié)活動件相連接;前臂彎軌分別于肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件、肘關(guān)節(jié)活動件、前臂結(jié)構(gòu)件相連接。前臂結(jié)構(gòu)件、前臂綁帶組件、腕關(guān)節(jié)組件、前臂調(diào)節(jié)裝置分別固定在電機組件上，握力部件安裝在腕關(guān)節(jié)組件上，實現(xiàn)機械臂前臂由上臂內(nèi)旋/外旋、前臂內(nèi)旋/外旋組成、肘屈曲、腕關(guān)節(jié)屈/伸。
[0008]通過電機控制肘關(guān)節(jié)電機組件、上臂彎軌、前臂彎軌、腕關(guān)節(jié)組件進行運動，分別實現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈曲、上臂的內(nèi)旋/外旋、前臂的內(nèi)旋/外旋、腕關(guān)節(jié)的屈/伸。
[0009]上臂和前臂通過調(diào)節(jié)上臂調(diào)節(jié)裝置、前臂調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)節(jié)機械臂上臂的長度、機械臂前臂的長度。
[0010]底座，包括有底盤、主機箱、腳輪、升降柱、扶手組成，腳輪安裝在底盤下，主機箱安裝在底盤上，升降柱穿過主機箱固定在底盤上，扶手與主機箱相依并安裝在底盤上。
【附圖說明】
[0011]圖1是本發(fā)明總體結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是本發(fā)明的上肢訓練裝置6個自由度示意圖；
圖3是上肢訓練裝置的第I自由度、第II自由度的結(jié)構(gòu)圖；
圖4是上肢訓練裝置的第III自由度的結(jié)構(gòu)圖；
圖5是上肢訓練裝置的第IV、V、VI自由度的結(jié)構(gòu)圖；
圖6是本發(fā)明的底座結(jié)構(gòu)圖；
其中:1、懸梁臂；Π底座、；m、上肢訓練裝置；1、主機箱;2、腳輪;3、升降柱;4、扶手;5、底盤;6、軸;7、旋轉(zhuǎn)臂;8、肩部水平活動臂;9、肩部豎直活動臂；10、電機；11、電機；12、旋轉(zhuǎn)柱塞；13、肘關(guān)節(jié)電機組件；14、上臂彎軌；15、肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件；16、上臂綁帶；17、肘關(guān)節(jié)活動件；18、前臂彎軌；19、電機;20、上臂調(diào)節(jié)裝置;21、前臂結(jié)構(gòu)件;22、前臂綁帶;23、腕關(guān)節(jié)組件;24、握力部件;25、電機;26、前臂調(diào)節(jié)裝置;27、電機。
【具體實施方式】
[0012]下面，結(jié)合附圖以及【具體實施方式】，對本發(fā)明做進一步描述:
請參閱圖1，本發(fā)明上肢康復(fù)機器人，包括上肢訓練裝置II1、懸梁臂1、底座II，上肢訓練裝置III與懸梁臂I通過軸承相連，懸梁臂I另外一端與底座相接。
[0013]請參閱圖6，底座包括有底盤5、主機箱1、腳輪2、升降柱3、扶手4組成;腳輪2安裝在底盤5下，具有擎動裝置，當機器在使用時必須鎖緊腳輪2防止機器無規(guī)則移動;升降柱3固定在底盤5上，當升降柱3升降時可以調(diào)節(jié)機械臂相對于底座的高度;扶手4安裝在底盤5上，推拉扶手4可以通過腳輪2移動機器。
[0014]請參閱圖2，上肢訓練裝置包括有第I自由度、第II自由度、第III自由度、第IV自由度、第V自由度、第VI自由度，6個自由度依次串聯(lián)聯(lián)接，對應(yīng)各關(guān)節(jié)的運動分別對應(yīng)為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展、肩關(guān)節(jié)伸/屈、肘關(guān)節(jié)伸/屈、前臂外翻/內(nèi)旋、腕關(guān)節(jié)伸/曲、手指伸/屈。
[0015]請參閱圖3旋轉(zhuǎn)臂7通過軸6固定在懸梁臂I上，肩部水平活動臂8固定在旋轉(zhuǎn)臂7的一端，肩部豎直活動臂9通過軸與肩部水平活動臂8連接，旋轉(zhuǎn)柱塞12安裝在肩部水平活動臂8上，通過調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)柱塞12可以進行切換上肢訓練裝置左右手。通過電機11控制旋轉(zhuǎn)臂7的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的外展/內(nèi)收;通過電機10控制肩部豎直活動臂的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的屈/伸。
[0016]請參閱圖4-5，肘關(guān)節(jié)電機組件13固定在肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件15上，上臂彎軌14分別與肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件15、上臂綁帶16組件、肘關(guān)節(jié)活動件17相連接;上臂綁帶16組件固定在電機19組件上，前臂彎軌18分別于肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件15、肘關(guān)節(jié)活動件17、前臂結(jié)構(gòu)件21相連接。前臂結(jié)構(gòu)件21、前臂綁帶22組件、腕關(guān)節(jié)組件23、前臂調(diào)節(jié)裝置26分別固定在電機25、電機27的組件上，握力部件24安裝在腕關(guān)節(jié)組件上。通過電機19控制上臂彎軌14進行運動，實現(xiàn)上臂的內(nèi)旋/外旋;通過電機27控制前臂彎軌18進行運動，實現(xiàn)前臂的內(nèi)旋/外旋;通過肘關(guān)節(jié)電機組件13里的電機控制肘關(guān)節(jié)進行運動，實現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈曲；通過電機25控制腕關(guān)節(jié)組件，實現(xiàn)腕關(guān)節(jié)的屈/伸；通過調(diào)節(jié)上臂調(diào)節(jié)裝置20，可以調(diào)節(jié)機械臂上臂的長度;通過調(diào)節(jié)前臂調(diào)節(jié)裝置26，可以調(diào)節(jié)機械臂前臂的長度，實現(xiàn)機械臂前臂由上臂內(nèi)旋/外旋、前臂內(nèi)旋/外旋組成、肘屈曲、腕關(guān)節(jié)屈/伸。
[0017]對本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，可根據(jù)以上描述的技術(shù)方案以及構(gòu)思，做出其它各種相應(yīng)的改變以及形變，而所有的這些改變以及形變都應(yīng)該屬于本發(fā)明權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.上肢康復(fù)機器人包括有上肢訓練裝置、懸梁臂、底座其特征在于，底座與上肢訓練裝置通過懸梁臂連接，底座為可進行移動及高度調(diào)整，上肢訓練裝置支持人體上肢各關(guān)節(jié)運動。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的上肢訓練裝置，包括有第I自由度、第II自由度、第III自由度、第IV自由度、第V自由度、第VI自由度，6個自由度依次串聯(lián)聯(lián)接，對應(yīng)各關(guān)節(jié)的運動分別對應(yīng)為肩關(guān)節(jié)內(nèi)收/外展、肩關(guān)節(jié)伸/屈、肘關(guān)節(jié)伸/屈、前臂外翻/內(nèi)旋、腕關(guān)節(jié)伸/曲、手指伸/屈。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的旋轉(zhuǎn)臂通過軸固定在懸梁臂上，肩部水平活動臂固定在旋轉(zhuǎn)臂的一端，肩部豎直活動臂與肩部水平活動臂通過軸連接，旋轉(zhuǎn)柱塞安裝在肩部水平活動臂上，電機控制旋轉(zhuǎn)臂肩部豎直活動臂的轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的外展/內(nèi)收和肩關(guān)節(jié)的屈/伸。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的上臂彎軌分別與肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件、上臂綁帶、肘關(guān)節(jié)活動件相連接;前臂彎軌分別于肘關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)件、肘關(guān)節(jié)活動件、前臂結(jié)構(gòu)件相連接。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的前臂結(jié)構(gòu)件、前臂綁帶組件、腕關(guān)節(jié)組件、前臂調(diào)節(jié)裝置分別固定在電機組件上，握力部件安裝在腕關(guān)節(jié)組件上，實現(xiàn)機械臂前臂由上臂內(nèi)旋/外旋、前臂內(nèi)旋/外旋組成、肘屈曲、腕關(guān)節(jié)屈/伸。6.根據(jù)權(quán)利要求2-5所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的通過電機控制肘關(guān)節(jié)電機組件、上臂彎軌、前臂彎軌、腕關(guān)節(jié)組件進行運動，分別實現(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈曲、上臂的內(nèi)旋/外旋、前臂的內(nèi)旋/外旋、腕關(guān)節(jié)的屈/伸。7.根據(jù)權(quán)利要求4-5所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的上臂和前臂通過調(diào)節(jié)上臂調(diào)節(jié)裝置、前臂調(diào)節(jié)裝置，可以調(diào)節(jié)機械臂上臂的長度、機械臂前臂的長度。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的上肢康復(fù)機器人，其特征在于，所述的底座包括有底盤、主機箱、腳輪、升降柱、扶手組成，腳輪安裝在底盤下，主機箱安裝在底盤上，升降柱穿過主機箱固定在底盤上，扶手與主機箱相依并安裝在底盤上。
【文檔編號】A61H1/02GK105997427SQ201610294126
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年5月3日
【發(fā)明人】都吉良, 張國忠, 程熙冉, 陳揚川, 曾惠聰, 許廣艷
【申請人】廣州康醫(yī)療設(shè)備實業(yè)有限公司, 廣州一康醫(yī)療設(shè)備實業(yè)有限公司