[实用新型]一种肩关节运动仿生康复训练装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及辅助医疗康复训练设备技术领域，属于一种人体运动功能康复训练装置，具体为一种辅助人体肩关节进行康复训练的装置，适用于中风、肩周炎以及由于工伤、体育运动损伤、交通事故等原因造成的肩关节运动障碍患者的康复训练。

背景技术

脑血管疾病、肌骨损伤等很容易导致人体的肢体运动功能障碍，经过临床治疗后，康复治疗一般要早期介入，由于人体上肢比下肢动作精细，其功能恢复的难度较大。85％的脑卒中患者在发病一开始就表现有上肢功能的损害，到了病后3～6个月，仍然有55％～75％的患者存在有上肢的问题，影响了患者的日常生活能力。对于偏瘫患者、尤其是急性期偏瘫患者来说，为了维持关节活动度，临床上通常都需要进行尽可能大范围的单关节运动。上肢运动功能主要涉及三个关节：肩关节、肘关节和腕关节，肩关节的运动是人体上臂完成各种动作的基础，肩关节本身稳定性较差，是人体中最易损伤的关节。根据有关运动创伤流行病学调查结果，上肢部分的运动创伤占22.18％，其中肩部创伤为主，占8.47％。在机械化程度提高的背景下，一些手工劳动工作还是必不可少的，会引起一些职业性的肌肉骨骼损伤流行病，其中肩部损伤约占10％。另外，肩周炎疾病在我国的发病率也很高，约为15.9％，人体肌骨机能有所下降以及其它慢性病导致的牵涉肩痛，都会引发肩周炎。同时临床上通常强调由近端关节到远端关节的逐步康复，因此肩的康复是患者上臂运动功能康复的前提；因此研制针对肩关节康复训练的设备是非常必要的。

对于肩关节或上肢多关节的运动康复，传统的康复训练方式主要由治疗师根据经验手动辅助患者进行训练，训练效果受到治疗师水平的影响，治疗师的工作强度也非常大。近年20多年来，国内外的一些研究机构开展了上肢康复训练技术的研究，研制出多种功能各异的上肢康复机器人和康复训练设备但真正能在临床推广应用的并不多。存在的主要问题主要表现在：

(1)目前大多数康复机器人或训练设备仅仅限于单关节的某些简单活动或平面复合运动，而康复的最基本要求是使患者恢复简单的日常生活的能力。这些运动虽从一定意义上达到了活动关节防止肌肉萎缩的功效，却与日常功能 性动作相差甚远，不能刺激患者保持正确运动的感觉，对恢复日常生活能力帮助也不大。

(2)康复机器人一般以完成某种功能而设计，设计时受机器人的限制不能完成较大范围的活动，不能满足关节活动度训练的要求，尤其对肩关节这种活动范围较大的关节，因而也就不能充分提供中枢神经康复所需的运动刺激。

(3)实际的肩关节并不只是一个球窝关节，而是一个肩部多关节复合体，一般的上肢运动学模型中只考虑了肱骨、尺骨和桡骨三根骨骼的运动，而没有考虑肩胛骨、锁骨和胸骨之间的关节运动，忽略了它们在肩关节运动过程中起到的作用。

(4)无论是并联式还是串联式运动康复训练装置，其结构一般较为复杂，输入驱动太多，不符合辅助医疗康复训练设备结构简易、重量轻、舒适性好等要求。

上肢肩关节在人体运动系统中是一个比较复杂的结构，其复杂之处不仅在于其具有三个方向(前屈后伸、外展内收、内外旋)的大范围运动能力，而且肩关节并不是理想的定轴关节，生理解剖学表明人体的肩关节复合体是由多块骨骼以及交错相连的肌肉包络而成，其复杂的几何结构导致了关节轴线在运动过程中会发生摆动；另外,由于康复机器人不是绝对刚性地固定在患肢上，因而在康复运动过程中康复机器人与患肢之间还存在相对滑动，这几个方面的因素造成了康复机器人在做某些康复动作时，康复机器人与患肢之间存在运动轴线的错位，由此导致康复训练过程中患肢所受刺激形式的改变，并使患者在训练过程中产生不适感，当康复机器人驱动器的刚性比较大时，这种错位与干涉还会对人体产生长久性的伤害。考虑到以上几个方面的原因，在设计上肢肩关节康复训练装置时必须保证该机构在运动时能主动顺应人体肩部的动作，不致对人体肩关节产生有害的压迫以及过度的牵引。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对现有技术的不足和缺陷，在充分考虑人体肩关节运动生物力学、临床训练需要和安全性的基础上，提供一种新型的肩关节运动仿生康复训练装置，以满足肩关节康复训练时的较大运动范围，能够实现日常所需的肩关节运动要求，本实用新型还考虑到该装置的人机耦合性、柔顺性、舒适性等要求，使肩关节康复训练系统与人体肩关节达到人机协调运动。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案如下：