本發(fā)明涉及一種醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練器械，尤其涉及的是一種上肢外骨骼康復(fù)臂。

背景技術(shù)：

對患者的肢體進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練能有效的輔助患者重獲癱瘓肢體的運動功能。傳統(tǒng)的運動康復(fù)訓(xùn)練由治療師人力協(xié)助患者進(jìn)行。采用機(jī)器人輔助治療，不僅彌補(bǔ)傳統(tǒng)運動康復(fù)訓(xùn)練效率低、內(nèi)容枯燥、評價指標(biāo)不夠精確等缺點，而且輔助分析患肢的各項運動參數(shù)，以促進(jìn)康復(fù)訓(xùn)練模式的改進(jìn)，為康復(fù)醫(yī)學(xué)提供了全新的治療手段。

機(jī)器人適于重復(fù)性的工作，這使得機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練程序得到更好的實施，這樣設(shè)計主要為了幫助神經(jīng)受損的患者恢復(fù)其運動機(jī)能。由神經(jīng)系統(tǒng)損傷導(dǎo)致的功能性殘障中最影響患者功能的便是上肢系統(tǒng)的功能性障礙，上肢系統(tǒng)功能性障礙導(dǎo)致的殘障，對患者生活的獨立性和質(zhì)量的影響是非常顯著的，對患者運動機(jī)能的康復(fù)，尤其上肢功能的恢復(fù)，被認(rèn)為是腦外傷及脊髓損傷患者神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練中最重要的目標(biāo)之一?，F(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜，手部關(guān)節(jié)活動不全面。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種上肢外骨骼康復(fù)臂，實現(xiàn)上肢肩關(guān)節(jié)屈伸，外擺內(nèi)收以及肘關(guān)節(jié)的屈伸的三個自由度的訓(xùn)練。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的，本發(fā)明包括肘關(guān)節(jié)運動模塊、上臂調(diào)節(jié)模塊、肩關(guān)節(jié)運動模塊和高度調(diào)節(jié)模塊，所述肘關(guān)節(jié)運動模塊和上臂調(diào)節(jié)模塊相連，所述肩關(guān)節(jié)運動模塊分別連接上臂調(diào)節(jié)模塊和高度調(diào)節(jié)模塊；所述肩關(guān)節(jié)運動模塊包括L型轉(zhuǎn)動件、擺動驅(qū)動件、屈伸驅(qū)動件；所述L型轉(zhuǎn)動件具有兩個相互垂直的第一直角板和第二直角板，所述擺動驅(qū)動件設(shè)置在第一直角板上，所述擺動驅(qū)動件驅(qū)動上臂調(diào)節(jié)模塊，所述屈伸驅(qū)動件設(shè)置在第二直角板上，所述屈伸驅(qū)動件驅(qū)動L型轉(zhuǎn)動件繞第二直角板轉(zhuǎn)動。

所述肘關(guān)節(jié)運動模塊包括小臂托盤和手扶件；所述小臂托盤的首端連接手扶件，末端和上臂調(diào)節(jié)模塊鉸接，所述鉸接處設(shè)有肘關(guān)節(jié)驅(qū)動件。能夠?qū)崿F(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈伸運動。

所述小臂托盤的末端的兩側(cè)分別通過連接螺栓鉸接在上臂調(diào)節(jié)模塊上。通過連接螺栓實現(xiàn)鉸接。

所述小臂托盤的末端的一側(cè)通過L型連接鍵連接肘關(guān)節(jié)驅(qū)動件。L型連接鍵簡單方便，能夠簡化驅(qū)動件與肘關(guān)節(jié)的連接方式，減少自重。

所述上臂調(diào)節(jié)模塊包括大臂托盤、伸縮柄、滑槽、肩部連接盤；所述滑槽沿大臂托盤的長度方向設(shè)置，所述滑槽固定在大臂托盤的兩側(cè)，所述伸縮柄的首端套設(shè)在所述滑槽內(nèi)，末端鉸接肘關(guān)節(jié)運動模塊，所述大臂托盤的頂端連接肩部連接盤，所述肩部連接盤連接擺動驅(qū)動件。通過長度調(diào)節(jié)來配合使用者的手臂長度。

所述滑槽和伸縮柄上分別開設(shè)多個連接通孔，所述滑槽和伸縮柄上的對應(yīng)的連接通孔通過調(diào)節(jié)螺釘連接。

所述高度調(diào)節(jié)模塊包括手柄螺母、基座、調(diào)節(jié)絲桿；所述調(diào)節(jié)絲桿的首端套設(shè)在基座內(nèi)，所述手柄螺母連接在調(diào)節(jié)絲桿的頂部，所述基座連接屈伸驅(qū)動件。使用絲桿調(diào)節(jié)高度，能夠滿足不同身高的人群。

所述調(diào)節(jié)絲桿的末端設(shè)有固定座。使用固定座能夠便于將康復(fù)臂整體定位或固定。

所述肘關(guān)節(jié)運動模塊和肩關(guān)節(jié)運動模塊上的驅(qū)動件結(jié)構(gòu)相同，所述驅(qū)動件包括依次連接的驅(qū)動電機(jī)、聯(lián)軸器和連接套筒。通過電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)三個自由度的轉(zhuǎn)動。

所述小臂托盤的末端、第一直角板和第二直角板上分別設(shè)有角位移傳感器。由傳感器采集到各個關(guān)節(jié)的運動信息，提供量化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)供治療師分析。

本發(fā)明相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單使用方便，具有三個自由度，輔助患者進(jìn)行上肢肩關(guān)節(jié)的屈/伸、外擺/內(nèi)收、肘關(guān)節(jié)的屈/伸；三個運動自由度同時、協(xié)調(diào)進(jìn)行的主動運動訓(xùn)練。且各個關(guān)節(jié)運動自由度與人體關(guān)節(jié)運動自由度基本保持了同軸，仿生設(shè)計增強(qiáng)了機(jī)器的舒適性和可靠性，更有益于機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練。適用的人群廣泛，降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是肘關(guān)節(jié)運動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是上臂調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是肩關(guān)節(jié)運動模塊的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是高度調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

下面對本發(fā)明的實施例作詳細(xì)說明，本實施例在以本發(fā)明技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實施，給出了詳細(xì)的實施方式和具體的操作過程，但本發(fā)明的保護(hù)范圍不限于下述的實施例。

如圖1～5所示，本實施例包括肘關(guān)節(jié)運動模塊1、上臂調(diào)節(jié)模塊2、肩關(guān)節(jié)運動模塊3和高度調(diào)節(jié)模塊4，所述肘關(guān)節(jié)運動模塊1和上臂調(diào)節(jié)模塊2相連，所述肩關(guān)節(jié)運動模塊3分別連接上臂調(diào)節(jié)模塊2和高度調(diào)節(jié)模塊4。

所述肩關(guān)節(jié)運動模塊3包括L型轉(zhuǎn)動件31、擺動驅(qū)動件32、屈伸驅(qū)動件33；所述L型轉(zhuǎn)動件31具有兩個相互垂直的第一直角板和第二直角板，所述擺動驅(qū)動件32設(shè)置在第一直角板上，所述擺動驅(qū)動件32驅(qū)動上臂調(diào)節(jié)模塊2，所述屈伸驅(qū)動件33設(shè)置在第二直角板上，所述屈伸驅(qū)動件33驅(qū)動L型轉(zhuǎn)動件31繞第二直角板轉(zhuǎn)動。

所述肘關(guān)節(jié)運動模塊1包括小臂托盤11和手扶件12；所述小臂托盤11的首端連接手扶件12，末端和上臂調(diào)節(jié)模塊2鉸接，所述鉸接處設(shè)有肘關(guān)節(jié)驅(qū)動件13。能夠?qū)崿F(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈伸運動。

手扶件12的兩端通過固定螺栓16連接在小臂托盤11的首端兩側(cè)，手扶件12可以旋轉(zhuǎn)，便于把握。

所述小臂托盤11的末端的兩側(cè)分別通過連接螺栓14鉸接在上臂調(diào)節(jié)模塊2上。通過連接螺栓14實現(xiàn)鉸接?？拷怅P(guān)節(jié)驅(qū)動件13一側(cè)的連接14為封閉螺栓。

所述小臂托盤11的末端的一側(cè)通過L型連接鍵15連接肘關(guān)節(jié)驅(qū)動件13。L型連接鍵15簡單方便，能夠簡化驅(qū)動件與肘關(guān)節(jié)的連接方式，減少自重。

所述上臂調(diào)節(jié)模塊2包括大臂托盤21、伸縮柄22、滑槽23、肩部連接盤24；所述滑槽23沿大臂托盤21的長度方向設(shè)置，所述滑槽23固定在大臂托盤21的兩側(cè)，所述伸縮柄22的首端套設(shè)在所述滑槽23內(nèi)，末端鉸接肘關(guān)節(jié)運動模塊1，所述大臂托盤21的頂端連接肩部連接盤24，所述肩部連接盤24連接擺動驅(qū)動件32。通過長度調(diào)節(jié)來配合使用者的手臂長度。

所述滑槽23和伸縮柄22上分別開設(shè)多個連接通孔，所述滑槽23和伸縮柄22上的對應(yīng)的連接通孔通過調(diào)節(jié)螺釘25連接。

所述高度調(diào)節(jié)模塊4包括手柄螺母41、基座42、調(diào)節(jié)絲桿43；所述調(diào)節(jié)絲桿43的首端套設(shè)在基座42內(nèi)，所述手柄螺母41連接在調(diào)節(jié)絲桿43的頂部，所述基座42連接屈伸驅(qū)動件33。使用絲桿調(diào)節(jié)高度，能夠滿足不同身高的人群。

所述調(diào)節(jié)絲桿43的末端設(shè)有固定座44。使用固定座44能夠便于將康復(fù)臂整體定位或固定。

所述肘關(guān)節(jié)運動模塊1和肩關(guān)節(jié)運動模塊3上的驅(qū)動件結(jié)構(gòu)相同，所述驅(qū)動件包括依次連接的驅(qū)動電機(jī)50、聯(lián)軸器51和連接套筒52。通過電機(jī)驅(qū)動實現(xiàn)三個自由度的轉(zhuǎn)動。

所述小臂托盤11的末端、第一直角板和第二直角板上分別設(shè)有角位移傳感器。由傳感器采集到各個關(guān)節(jié)的運動信息，提供量化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)供治療師分析。

同時設(shè)置直流電源給傳感器供電，設(shè)置數(shù)據(jù)采集卡與傳感器相連接并傳輸旋轉(zhuǎn)角度信息。

患者坐于座椅的合適位置，調(diào)節(jié)高度，使人體的肩關(guān)節(jié)對位于機(jī)器人肩關(guān)節(jié)的不動點(兩個旋轉(zhuǎn)軸的交點)。穿戴外骨骼機(jī)器人，調(diào)節(jié)上臂、前臂和手腕對應(yīng)的機(jī)器人部位的長度到合適尺寸，即可進(jìn)行運動訓(xùn)練

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。