[发明专利]一种新型六自由度手腕康复机器人治疗仪

摘要

本发明公开了一种新型六自由度手腕康复机器人治疗器，包括前端运动平台及训练手柄、六维力传感器、球铰联接、连杆、缸和活塞杆、后端固定支撑平台及控制系统等。本发明用于手腕关节疾病、运动损伤和手腕部术后的康复治疗，可以实现腕关节的屈伸运动、收展运动和环转运动。本发明具有被动和主动两种工作模式，可以实现腕关节的运动功能恢复和手腕力量训练。

主权项

一种六自由度的手腕康复机器人治疗器，其特征在于：该治疗器包括前端运动平台、训练手柄、三个六维力传感器、三根连杆、三根活塞杆、三个缸、后端固定支撑平台和控制系统，其中前端运动平台呈环状，训练手柄两端连接到前端运动平台，并在两端与前端运动平台接触处装有六维力传感器；每根所述连杆的一端分别通过球铰连接到前端运动平台，另一端也分别通过球铰连接到一根所述活塞杆；每根所述活塞杆套接于一个缸，每个缸都固定于后端固定支撑平台上，活塞杆可在缸中伸缩运动，活塞上安装有位移传感器，所述位移传感器可检测活塞杆的伸缩量；后端固定支撑平台呈环状，可套在病人的前臂上，病人的手穿过后端固定支撑平台，握住训练手柄，进行手腕康复训练；控制系统可以获取六维力传感器和位移传感器所检测到的力和位移，并且能够控制活塞杆的伸缩位移；该治疗器具有被动控制模式和主动控制模式两种模式；在所述被动控制模式下，病人手握住训练手柄，控制系统根据预先设定的康复方案，控制活塞杆伸缩，通过球铰带动连杆运动，进而实现前端运动平台的位姿变化，带动训练手柄和病人手的运动，其中由位移传感器检测活塞杆的伸缩位移，反馈给控制系统实现位姿的监控；在所述主动控制模式下，病人手握住训练手柄，主动用力旋转训练手柄，安装在手柄两端的六维力传感器检测到力信号，反馈给控制系统，然后控制系统产生驱动信号，控制活塞杆伸缩，进而使前端运动平台的位姿发生变化，实现对训练手柄的跟随，使病人的手腕得到力量训练；其中控制系统可以调节力反馈参数以改变输出的控制力，使得病人手腕得到不同力量的训练。