[实用新型]一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置

说明书

技术领域

本实用新型属于康复医疗设备领域，更具体地，涉及一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置。

背景技术

在科技高速发展，人民生活水平普遍提高的今天，仍然有部分群体，因为其肢体运动功能障碍等方面的问题，导致其身心备受折磨。导致人体肢体运动功能障碍的原因有很多，如工业生产事故、交通事故等意外，中风、偏瘫等疾病，以及人体衰老所带来的行动不便和行动迟缓，这些肢体运动功能障碍患者大多生活无法自理，对于患者的身心健康造成了沉重的打击，对社会发展也造成了极大的影响和负担。在这种背景下，康复装置的研制和生产便应运而生，并且成为医疗设备领域的一个重要分支。

目前，康复机器人已经广泛地应用到假肢、康复护理以及康复治疗等方面，这不仅促进了康复医学的发展，也带动了相关领域的新技术和新理论的发展。上肢是人体的重要组成部分之一，与胸部和颈部相接，包括肩、臂、肘、前臂和手，由肩关节、肘关节以及腕关节控制整个上肢的协调运动，人类日常生活中的大部分需求都需要通过上肢的动作来实现，因此对上肢康复装置的研制和生产显得尤为重要。

本实用新型设计的是一类外骨骼式上肢康复训练装置，与现有的末端引导式上肢康复机器人所不同，本实用新型所涉及的康复训练装置绑缚在患肢上，通过杆系的协调运动来辅助患肢作康复训练动作，相对于末端引导式机器人，外骨骼式机器人机构比较灵活巧妙，占地空间小，顺应性较好，解决了末端引导式机器人存在的外型庞大，不能穿戴，需要专门的空间场地，不适合家庭使用等问题。

作为和人体直接接触的外骨骼式上肢康复训练装置，需要考虑人体上肢的生理结构及其运动方式的特点。一方面，人体上肢运动较为复杂，自由度较多，如何合理地驱动和控制各关节机构的运动，使运动得以协调地传递、目标动能得以实现，显得尤为重要；另一方面，在对患者进行有效训练时，要求装置的工作空间与人体肢体的自然活动空间一致，使装置对人体组织不会造成损伤；再者，要求装置能适应不同患者的患肢尺寸，其本体结构在进行康复训练时不能对患者产生干涉，因此需要加入相应的可调节以及自适应的机构。

如果涉及到肩关节、肘关节以及腕关节的运动，包括五个主动自由度和五个自适应被动自由度，其中主动自由度需要提供动力驱动，现如今绝大部分的机械臂都采用一个自由度对应分配一个驱动的控制模式，这样不仅增加了控制的复杂性，而且使机构整体较为笨重，需要的原材料较多，成本造价也较高。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置，采用分组耦合驱动，仅利用两个驱动，便可实现五个自由度的运动，在降低造价、节约能源、减轻重量、增强可顺应性等方面都有极大的优势。

为实现上述目的，按照本实用新型的一个方面，提供了一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置，包括肩部三自由度自适应机构、第一耦合运动机构、肩部连接组件、第二耦合运动机构以及腕部二自由度自适应机构，所述第一耦合运动机构固定连接在肩部三自由度自适应机构上，所述肩部连接组件可转动连接在第一耦合运动机构上，所述第二耦合运动机构与肩部连接组件固定连接，所述腕部二自由度自适应机构与第二耦合运动机构固定连接，所述肩部三自由度自适应机构包括基板，所述基板上设置有Z轴导向轨，Z轴导向轨通过Z轴支座安装在基板上，所述Z轴导向轨上滑动连接有Z轴滑块，所述Z轴滑块上安装有第一连接座，所述第一连接座上安装有Y轴导向轨，Y轴导向轨上滑动连接有Y轴滑块，所述Y轴滑块上安装有第二连接座，所述第二连接座上安装有X轴滑块，所述X轴滑块上滑动连接有X轴导向轨，所述X轴导向轨与第一耦合运动机构固定连接。

优选地，所述第一耦合运动机构包括第一肩部组件及与该第一肩部组件可相对转动的第二肩部组件，其中，所述第一肩部组件上设置有第一圆盘组件，所述第二肩部组件上设置有第二圆盘组件，且该第一圆盘组件与第二圆盘组件通过绳索连接，所述第一圆盘组件上的可在第一方向旋转的可旋转部件的旋转可驱动所述第二肩部组件相对该第一肩部组件转动，从而对所述绳索产生作用力，进而可驱动所述第二圆盘组件上的可旋转部件在第二方向上的旋转，从而实现多自由度的耦合运动。