[发明专利]一种针对腕关节的多气动驱动型康复机器人装置

说明书

本发明公开了一种针对腕关节的多气动驱动型康复机器人装置，包括椅子、T字环形轨道上的整体装置、T字环形轨道的支架结构，小车位于T字环形轨道上，并且可以在T字环形轨道上的任意位置实现启停。小车上的卷线滚筒连接拉力传感器的一端，然后气动人工肌肉的一端与拉力传感器相连接，另一端与多功能手套相连接。气动控制系统驱动的气动人工肌肉可以实现腕关节的康复运动。气动控制系统控制水平方向的气动人工肌肉伸缩，可以实现腕关节的外展/内收运动；控制垂直方向的气动人工肌肉伸缩，可以实现腕关节内屈/外伸运动；而采用水平与垂直方向的复合运动可以实现腕关节的还转运动，解决腕关节康复模式单一的问题。

技术领域

本发明涉及康复训练机器人技术领域，特别是涉及一种针对腕关节的多气动驱动型康复机器人装置。

背景技术

随着人口老龄化的加剧、自然灾害增多，腕关节损伤的发病率也逐年增加，传统的人工康复训练需要有经验的专业治疗人员进行一对一治疗，存在着医生的劳动强度大，成本髙昂、效率低下等缺点。

所以随着电子元器件和控制技术的不断发展，使用器械甚至是机器人来进行康复训练慢慢成为现在康复训练的主流，但是此类康复器存在结构复杂、价格昂贵等缺点，并不适合大多数人应用；为了克服这些问题，迫切需要一种能够满足价格适中、柔顺性、轻巧性的新型手腕康复装置，一种针对腕关节的多气动驱动型康复机器人装置被提出。

腕关节由桡腕关节、腕间关节和下尺桡关节等组成，目前市面上可做的腕关节康复的机器人装置可做外展/内收、内屈/外伸和环转运动，大多存在柔性不足、结构复杂、成本高昂、容易二次伤害、不能在有效的时间内提升治疗的效率的问题。

发明内容

本发明的目的是：为了解决上述技术问题，提出一种针对腕关节的多气动驱动型康复机器人装置，通过对于腕关节实现气动驱动性的康复训练，促使患者在多种康复模式下，能够对腕关节进行外展/内收、内屈/外伸和环转运动康复，从而最终实现患者腕关节的康复。

为了实现上述的目的，本发明提供了如下的技术方案：相对与T字型环形轨道水平方向，小车11位于T字型环形轨道23上，并且T字型环形轨道连接在支架8上，为了满足支架的稳定性，所以支架的下方安装基座10。其中小车11是靠轮毂电机来实现在该T字型环形轨道23上运动。在小车11上面安装有电机11-1，并且电机11-1的电机轴连接着卷线滚筒11-3，在两者之间通过可以实现共同旋转并且传递扭矩的联轴器11-2来连接卷线滚筒11-3和电机11-1。在小车下面安装靠电机11-4带动的主驱动轴11-8和从动轴11-7分别通过弹簧11-5连接，对T字型环形轨道进行夹持，在轮子11-6的带动下，从而可以保持小车11在任何位置保持停止和运动的状态。拉力传感器16的一端通过绳索连接着卷线滚筒11-3，另一端连接着气动人工肌肉20，同样地，绳索的伸缩也可以通过借助于气动控制系统来驱动气动人工肌肉20实现伸缩运动。其中拉力传感器8在整体装置开始运动时起到预紧绳索的目的，一方面如果拉力传感器8接受到的拉力信号数值大于绳索预紧力规定值时，小车11上的轮毂电机11-1停止转动的同时，卷线滚筒11-3停止收紧绳索，保持预紧力；另一方面如果拉力传感器8接受到的拉力信号数值小于预紧力规定值时，小车11上的轮毂电机11-1转动带动卷线滚筒11-3继续收紧绳索，一直到拉力信号数值等于预紧力规定值时，轮毂电机停止转动，拉力保持。同时气动人工肌肉20的另一端通过绳索连接在多功能手套22的一侧的四个指关节处，针对不同的患者患病特征，患者的手部可以不分左右手和正反面深入手套中，减少了穿戴的麻烦，更加人性化。同样地，相对与T字型环形轨道右侧，小车13位于T字形环形轨道23上，小车的上面的装置及安装连接方法和T字型环形轨道左侧相同。卷线滚筒13-3的另一端通过绳索连接着气动人工肌肉18的一端，其中气动人工肌肉18通过另一个气动控制系统，一方面实现绳索的伸缩，另一方面通过气动人工肌肉18的充放气实现多功能手套22的位移和角度的变化。气动人工肌肉18的另一端与多功能手套22的另一侧的四个指关节相连。