[发明专利]一种人机相容型肘腕康复机器人

说明书

本发明涉及康复训练领域，具体为一种人机相容型肘腕康复机器人。肘处屈\伸主动运动单元的顶部通过法兰盘一与肘处内旋\外旋主动运动单元的前臂架传动连接，肘处内旋\外旋主动运动单元通过右臂内侧与肘处被动运动单元的限位块一连接，肘处内旋\外旋主动运动单元分别通过左臂、右臂与腕处外展\内收主动运动单元的左伸缩板、右伸缩板连接，腕处外展\内收主动运动单元通过安装孔与腕处屈\伸主动运动单元的转动轴传动连接，腕处屈\伸主动运动单元通过转动轴与腕处被动运动单元的限位块二传动连接。本发明通过在人机连接处增加一些被动运动副，通过被动自由副的运动使得机器关节与人体关节不须严格对齐就能满足人机相容型要求。

技术领域

本发明涉及康复训练领域，具体为一种人机相容型肘腕康复机器人。

背景技术

近年来，人口老龄化问题日益严重。随着年龄的增长，肢体各方面机能开始明显下降，身体的灵活性不断降低。此外，许多疼痛和意外伤害会损伤人体关节和肌肉组织，很多患者需要借助手术进行治疗。医学研究表明，术后科学的康复训练有利于肢体损伤患者运动功能的恢复。然而，现阶段专业的护理人员十分缺乏。一方面，护理人员需要为多名术后患者进行康复训练，因此花在同一患者身上的时间十分有限。另一方面，护理人员很容易因为重复的康复操作产生疲劳，影响康复效果。康复机器人可以长时间准确地重复预设运动轨迹，并在辅助训练的过程中不需要医师和护理人员的过多参与。因此，使用机器人进行康复辅助训练可以有效地解决人工辅助训练过程中存在的诸多问题。

然而，如何正确的穿戴康复机器人一直是一个问题。文献表明，康复机器人穿戴不恰当，在康复过程中，机器人会对人体造成二次损伤，也就是人机运动不相容，这是由超定问题产生的不可控力造成的。一些研究人员认为让机器人运动轴线和人体骨骼运动轴线严格意义对齐就能解决问题，事实上，二者轴线不对齐是不可避免的。

不可避免的原因有以下三方面。原因一：从机器人方面考虑，人体骨骼运动复杂，目前人体骨骼运动没有统一模型，机器无法精确模仿骨骼运动；原因二：从人体方面考虑：患者体态差异大；原因三：人体与机器人连接并不是简单的刚体连接，人机接合面处的变形不可避免。

发明内容

针对上述人机不相容问题，本发明的目的在于提供一种人机相容型肘腕康复机器人，通过在人机连接处增加一些被动运动副，通过被动自由副的运动使得机器关节与人体关节不须严格对齐就能满足人机相容型要求，解决目前很多外骨骼康复机器人需要严格准确穿戴保证轴线严格对齐的问题。

本发明的技术方案是：

一种人机相容型肘腕康复机器人，主要包括：肘处屈\伸主动运动单元、肘处内旋\外旋主动运动单元、肘处被动运动单元、腕处外展\内收主动运动单元、腕处屈\伸主动运动单元、腕处被动运动单元，具体结构如下：

肘处屈\伸主动运动单元的顶部通过法兰盘一与肘处内旋\外旋主动运动单元的前臂架传动连接，肘处内旋\外旋主动运动单元通过右臂内侧与肘处被动运动单元的限位块一连接，肘处内旋\外旋主动运动单元分别通过左臂、右臂与腕处外展\内收主动运动单元的左伸缩板、右伸缩板连接，腕处外展\内收主动运动单元通过安装孔与腕处屈 \伸主动运动单元的转动轴传动连接，腕处屈\伸主动运动单元通过转动轴与腕处被动运动单元的限位块二传动连接。

所述的人机相容型肘腕康复机器人，肘处屈\伸主动运动单元包括：轴承一、蜗杆、蜗轮、轴承二、基座、步进电机一、联轴器、电机固定座、输出轴、法兰盘一，具体结构如下：