[发明专利]一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置

说明书

本发明公开了一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置，包括机箱支架组件、肩胛带外展组件、对侧互换组件以及机械臂联接件；机箱支架组件包括机架和升降单元，升降单元安装于机架上；肩胛带外展组件安装于升降单元上，由升降单元带动升降；对侧互换组件可旋转地连接肩胛带外展组件和机械臂联接件，机械臂联接件用于安装机械臂并带动机械臂随各组件的转动关节转动，并可通过安装在对侧互换组件上的上锁合组件及下锁合组件与肩胛带外展组件和机械臂联接组件保持固定或者转动，从而实现机械臂的人机匹配及对侧互换。

技术领域

本发明属于医疗康复训练设备技术领域，更具体地，涉及一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置。

背景技术

我国正在步入老龄化社会，老龄人群中存在着大量因脑卒中为代表的心脑血管疾病与意外事故导致的肢体运动功能丧失的患者，这部分人群对康复医疗的需求日渐增大，寻求一个高效、安全的康复治疗手段已经成为我国康复医疗领域亟待解决的问题与考验。

针对偏瘫的患者，常规康复治疗一般是由康复医师对患者进行长时间的一对一单独训练或使用功能单一的医疗器械来实施。这种重复性训练效率低下、人力成本高昂，且不易控制训练的强度。

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、大臂、肘、小臂和手，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。

为了解决上述难题，不少高校和企业都研发了针对上肢运动功能障碍的康复训练装置。在中国发明专利说明书CN102499857B中，公开了一种便携式的上肢外骨骼康复机器人用于治疗上肢运动功能障碍。它除去手部共有五个自由度，分别是肩关节两个自由度、肘关节两个自由度和腕关节一个自由度。在中国发明专利说明书CN104473752A中，公开了一种基于分组耦合驱动的上肢康复训练装置。它具有两个主动自由度和五个被动自由度，在五个被动自由度中有三个被动自由度布置在肩关节以适应肩关节在空间中的运动。在中国发明专利说明书CN103070756A中，公开了一种具有人-机运动相容性的上肢康复外骨骼机构。它具有七个自由度，能改善患者使用时的舒适性。

在这三种上肢外骨骼康复训练装置中，由于装置的自由度数少于人体上肢的自由度数，运动时会导致患者上肢关节和对应的装置关节错位。CN103070756A中发明的装置虽然能允许患者关节轴线与装置关节运动轴线的偏差，改善了患者穿戴装置的舒适程度，但是仍然无法控制患者上肢的姿态，无法做到人-机运动匹配，这无疑对患者上肢的康复训练效果有不良影响。以上三种上肢康复训练装置都没有考虑对侧互换，因此在医院应用时必须备有左侧康复装置和右侧康复装置，直接造成成本昂贵。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置，通过设计多个旋转自由度，实现机械臂的对侧互换，与患者上肢运动匹配性良好，能供左或右侧偏瘫的患者使用。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种人机运动匹配且能对侧互换的上肢外骨骼康复装置，用于机械臂的人机匹配及对侧互换，其特征在于，包括：机箱支架组件、肩胛带外展组件、对侧互换组件以及机械臂联接件；

机箱支架组件包括机架和升降单元，升降单元安装于机架上；

肩胛带外展组件包括肩胛带转动关节和肩胛带平移关节；肩胛带转动关节包括上转动关节、肩胛带转轴、下转动关节和钢管；上转动关节和下转动关节之间通过肩胛带转轴联接，并可沿肩胛带转轴转动；上转动关节安装于升降单元上，以由升降单元带动升降；

对侧互换组件包括上转动关节、上锁合组件、下转动关节和下锁合组件；上转动关节包括上转动关节支撑件、上转动关节转轴；上锁合组件用于锁定及释放上转动关节转轴；下转动关节包括下转动关节支撑件、下转动关节转轴；下锁合组件用于锁定及释放下转动关节转轴；