[发明专利]一种双臂康复训练机器人系统

权利要求书

1.一种双臂康复训练机器人系统，其特征在于：包括机械系统，硬件控制系统和软件控制系统；

所述机械系统包括双臂康复训练机器人本体，控制柜，升降柱，和滑台；双臂康复训练机器人本体包括主动臂和被动臂；其中：主动臂包括依次连接的腕关节屈/伸结构，腕关节屈/伸角度传感器，前臂旋前/旋后角度传感器，前臂旋前/旋后结构，肘关节屈/伸结构，肘关节屈/伸角度传感器，肩关节水平内收/外展结构，肩关节水平内收/外展角度传感器，肩关节屈/伸角度传感器，肩关节屈/伸结构，肩关节内旋/外旋结构，肩关节内旋/外旋角度传感器，主动支撑臂；伺服电机包括第一到第六伺服电机；被动臂包括依次连接的被动支撑臂，第一伺服电机，肩关节内旋/外旋结构，第二伺服电机，肩关节屈/伸结构，第三伺服电机，肩关节水平内收/外展结构，第六伺服电机，肘关节屈/伸结构，第五伺服电机，前臂旋前/旋后结构，第四伺服电机，腕关节屈/伸结构；

控制柜用于放置和容纳硬件控制系统中的模块；

升降柱用于调整双臂康复训练机器人本体高度；

滑台可滑动的设置在升降柱上，用于支撑双臂康复训练机器人本体；

所述主动臂和被动臂是不完全对称结构，将被动臂作用于患肢，以使得所述患肢在伺服电机的驱动下被动运动，此时伺服电机为动力源；用于健康肢的主动臂由患者自身手臂作为动力源；

在进行康复训练之前，患者调整好姿势并进行机器人校准，运动过程由患者根据自身的感受和需求进行控制，患者通过移动健康侧手臂，带动主动臂运动，在硬件控制系统和软件控制系统的控制下，使得患肢关节实现和健康肢同样的动作；具体的：在康复训练前，患者调整到舒适的姿势，基于患者的姿势进行升降柱的升降调整，以使得双臂康复训练机器人本体的高度和患者身体高度相适应；使得双臂康复训练机器人本体在滑台上左右滑动，调整主动臂和被动臂之间的距离，从而使得双臂康复训练机器人本体和患者的姿势和体型相适应；患者启动运动过程，运动过程由患者根据自身的感受和需求进行控制，移动健康侧手臂，硬件控制系统采集主动臂关节处角度传感器数据，并将所述角度传感器数据发送给软件控制系统，所述软件控制系统对所述角度传感器数据进行数据转换以得到目标数值，并将包含所述目标数值的驱动命令发送给硬件控制系统，硬件控制系统驱动患肢关节处的伺服电机使得患肢关节运动以实现和健康肢同样的动作；采用延迟渐进策略进行数据转换；

所述软件控制系统对所述角度传感器数据进行数据转换以得到目标数值，具体的：软件控制系统通过患者标识获取患者属性；患者属性包括患者康复训练的所进展到的康复阶段；基于所述康复阶段获取和所述康复阶段对应的辅助调整参数；所述软件控制系统设置有当前运动量计量器用于对当前运动量进行计量，在患者开始康复运动后，对所述当前运动量计量器初始化，并基于所述辅助调整参数和当前运动量对所述角度传感器数据进行转换以得到目标数值；所述角度传感器数据包括角度位置和旋转速度；基于所述康复阶段获取和所述阶段对应的辅助调整参数,具体为：软件控制系统中预先存储康复阶段和辅助调整参数之间的对应关系表，所述对应关系表为预设关系表，根据大数据分析统计获取，基于所述康复阶段查询对应关系表以获取和所述康复阶段对应的辅助调整参数；通过所述辅助调整参数，使得在初级康复阶段，将主动臂的运动幅度降低和放缓后传递给被动臂，而随着康复阶段的进展，逐渐将主动臂的运动幅度增强和加快后传递给被动臂；其中，所述数据转换由操作系统模块分配任务完成。

2.如权利要求1所述的一种双臂康复训练机器人系统，其特征在于：所述当前运动量用于标识所述患者在当次康复训练中已经完成的运动量；具体的：所述当前运动量等于患者在当次康复训练的持续时间、或患者在当次康复训练中主动臂各个关节累计运动次数、或等于各个关节累计运动次数除以当次康复训练的持续时间后再乘以当次康复训练的持续时间。

3.如权利要求1所述的一种双臂康复训练机器人系统，其特征在于：基于所述辅助调整参数AVAR和当前运动量CTR对所述角度传感器数据进行转换以得到目标数值，具体为：所述角度传感器数据包括角度位置AP和旋转速度SP；所述目标数值包括目标角度位置DAP和目标旋转速度DSP；

其中：为向上取整；DEF_CRT为默认运动量调整值；所述默认运动量调整值设置为和患者运动阶段性感受相关的运动量值，通过不断的增加软件控制系统给予的补偿，实现补偿随着用户感受不断的进行实时调整。