[实用新型]一种外骨骼式上肢康复训练机器人

说明书

本实用新型公开了一种外骨骼式上肢康复训练机器人，包括基座部件，肩胛带部件，肩关节部件，上臂部件和前臂部件；本实用新型的肩胛带部件能够完全匹配人体盂肱关节的运动规律，满足人体上肢在三维空间内康复训练的自由度需求。自由度配置方式可将患者躯干与座椅进行一定程度的固定，并可将患者上肢与机械臂贴紧佩戴，减少训练过程中的躯干代偿，使患者上肢得到正确的训练动作。利用一种旋转轴偏移机构使机械部件远离病患头部，减轻病患的压迫感；还可通过控制所述的肩胛带部件、肩关节部件、所述的上臂部件和所述的前臂部件运动，实现所述的外骨骼式上肢康复训练机器人左右上肢的训练模式初始佩带位的快速切换，避免现有机器人繁琐调节程序。

技术领域

本实用新型涉及机器人技术、生物力学、康复医学及康复工程领域，尤其涉及一种外骨骼式上肢康复训练机器人。

背景技术

外骨骼式机器人可以用于辅助或扩展人体的运动能力和肢体康复训练，目前世界上已有多款用于脑卒中患者肢体康复训练的机器人。使用外骨骼式机器人进行肢体康复训练，具有恢复时间快，效果好，费用低等优势。

现有的外骨骼式上肢康复训练机器人在肩关节的运动实现上，大多没有配合肩胛带运动的机构，在训练过程中必定存在人机关节轴的失配。此种训练情形下，治疗师不会将患者上肢与机器人的机械臂贴紧佩戴，也不会将患者躯干固定，人机关节轴的失配依靠患者上肢或躯干的代偿运动弥补。这种代偿运动会导致某些关节未得到训练或者未达到治疗师设定的训练范围和强度，训练效果显然会受到一定程度的影响。然而若将患者上肢贴紧佩戴或将躯干固定后再进行训练，人机关节轴的失配极易造成患者上肢二次损伤。此外，现有的外骨骼式上肢康复训练机器人控制肩部运动的机械部件大多集中在患者头部两侧很近的位置，会使患者产生强烈的压迫感。大多数患者在训练过程中会偏头或侧身远离机械部件，会使患者偏离正确佩戴位或坐位，导致人机关节轴的进一步失配，影响训练效果，严重时也会造成患者上肢二次损伤。另外，现有外骨骼式上肢康复训练机器人在实现左右上肢训练模式切换上，步骤较复杂繁琐，耗时长。

实用新型内容

本实用新型的目的：提供一种外骨骼式上肢康复训练机器人，能用于辅助人体任意一侧上肢在三维空间内运动，进行康复训练。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种外骨骼式上肢康复训练机器人，包括基座部件、肩胛带部件、肩关节部件、上臂部件及前臂部件；所述的基座部件包含可锁定脚轮、基座底板及电动升降柱；所述的基座底板支撑整个外骨骼式上肢康复训练机器人，所述的可锁定脚轮安装于所述的基座底板底面，所述的升降柱设置在所述的基座底板上；所述的肩胛带部件与所述的电动升降柱固定连接，是一个直角坐标系运动部件，包括Z向运动组件、X向运动组件及Y向运动组件，所述的Z向运动组件、X向运动组件及Y向运动组件联合运动；所述的肩关节部件与所述的Y向滑板固定连接，所述的肩关节部件包括相互连接的肩关节内收外展组件和肩关节屈伸组件；所述的上臂部件与所述的肩关节部件连接，所述的上臂部件包括相互连接的肩关节内旋外旋组件和肘关节屈伸组件；所述的前臂部件与所述的上臂部件连接，所述的前臂部件包括相互连接的前臂旋前旋后组件和把手组件。

上述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其中，所述的Z向运动组件包含Z向底板、Z向电机架、Z向联轴器、Z向旋转电机、Z向滚珠丝杠副、Z向直线导轨副及ZX向共用板；所述的Z向底板与所述的电动升降柱固定连接；所述的Z向电机架与所述的Z向底板固定连接；所述的Z向旋转电机与所述的Z向电机架固定连接；所述的ZX向共用板通过所述的Z向直线导轨副与所述的Z向底板滑动连接；所述的Z向底板和所述的ZX向共用板分别与所述的Z向滚珠丝杠副连接；所述的Z向旋转电机通过所述的Z向联轴器与所述的Z向滚珠丝杠副连接。