[发明专利]一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统

权利要求书

1.一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，包括支撑座椅，其特征在于：所述支撑座椅上固定有调节定位于人体肩关节上方肩部索架(1)，上臂环(5)和前臂环(4)分别固定于人体上臂和前臂，前臂索(3)穿过肩部索架(1)的出索孔并连接前臂环(4)，上臂索(2)穿过肩部索架(1)的出索孔并连接上臂环(5)，在所述上臂索(2)和前臂索(3)内串联有用于实时测量绳索的拉力的拉压力传感器(6)，还包括和拉压力传感器(6)连接的控制系统，和控制系统连接的驱动装置，驱动装置同时与上臂索(2)和前臂索(3)连接，所述拉压力传感器(6)将拉力信号反馈给控制系统，控制系统根据驱动装置的位置反馈和力传感器的反馈，控制驱动装置带动上臂索(2)和前臂索(3)伸缩，实现人体手臂的康复运动。

2.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述驱动装置由伺服电机（8)和滚筒(7)组成，上臂索(2)和前臂索(3)一端缠绕于滚筒（7)上，通过控制伺服电机(8)带动滚筒(7)的转动，来控制上臂索（2)和前臂索(3)的伸缩长度。

3.根据权利要求2所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述驱动装置的安装位置根据所选用驱动元件的体积布局，当驱动装置体积较小时，驱动装置直接安装于肩部索架(1)上；当驱动装置体积较大时，安装于支撑座椅下方，通过导向轮将上臂索(2)和前臂索(3)从驱动装置导引入肩部索架(1)的出索孔。

4.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述上臂环(5)和前臂环(4)通过充气张紧装置与人体手臂固定，或制作专用的塑料固定装置与人体手臂固定。

5.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述上臂环(5)安装于肘关节附近，前臂环(4)安装于腕关节附近。

6.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：在上臂环(5)内加工导向索孔，将前臂索(3)穿过上臂环(5)导向索孔，以避免前臂索(3)和上臂索(2)之间的干涉。

7.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：不安装前臂环(4)和前臂索(3)，此时该康复机器人系统仅进行肩关节的康复治疗。

8.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述前臂索(3)和上臂索（2)的数目依据康复运动要求确定。

9.根据权利要求8所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述上臂索(2)由4根绳索组成，以实现肩关节的伸展/屈曲、内敛/外摆、旋内/旋外三个运动自由度，前臂索(3)由2根绳索组成，以实现肘关节的伸展/屈曲一个运动自由度。

10.根据权利要求1所述的一种绳索驱动的外骨骼式上肢康复机器人系统，其特征在于：所述前臂索(3)和上臂索(2)采用钢索或尼龙绳索。