[发明专利]一种双臂康复训练机器人系统

摘要

本发明提供一种双臂康复训练机器人系统，包括机械系统，硬件控制系统和软件控制系统；本发明能够把患者作为运动的决策者添加到系统中，而不是程式化的机械和程序；双臂同时参与训练，增加患者康复效果；患者可以成为主动者，康复训练根据自身情况可以个性定制，增加能动性，以及康复后迅速回归自身的生活；康复训练过程是独立的，不需要执行统一的路径规划，使康复运动更加符合自身的运动习惯；通过让患者自身来感受运动极限位置，而非设置统一的设定值，从而避免活动中不必要的拉伤和运动不到位的情况；在运动过程中患者出现疼痛等不适感，能够可以立即取消动作，避免程序式的机械操作强制性带动患肢运动。

主权项

一种双臂康复训练机器人系统，其特征在于：包括机械系统，硬件控制系统和软件控制系统；所述机械系统包括双臂康复训练机器人本体，控制柜，升降柱,和滑台；双臂康复训练机器人本体包括主动臂和被动臂；其中：主动臂包括依次连接的腕关节屈/伸结构，腕关节屈/伸角度传感器，前臂旋前/旋后角度传感器，前臂旋前/旋后结构，肘关节屈/伸结构，肘关节屈/伸角度传感器，肩关节水平内收/外展结构，肩关节水平内收/外展角度传感器，肩关节屈/伸角度传感器，肩关节屈/伸结构，肩关节内旋/外旋结构，肩关节内旋/外旋角度传感器，主动支撑臂；伺服电机包括第一到第六伺服电机；被动臂包括依次连接的被动支撑臂，第一伺服电机，肩关节内旋/外旋结构，第二伺服电机，肩关节屈/伸结构，第三伺服电机，肩关节水平内收/外展结构，第六伺服电机，肘关节屈/伸结构，第五伺服电机，前臂旋前/旋后结构，第四伺服电机，腕关节屈/伸结构；控制柜用于放置和容纳硬件控制系统中的模块；升降柱用于调整双臂康复训练机器人本体高度；滑台可滑动的设置在升降柱上，用于支撑双臂康复训练机器人本体；所述主动臂和被动臂是不完全对称结构，将被动臂作用于患肢，以使得所述患肢在伺服电机的驱动下被动运动，此时伺服电机为动力源；用于健康肢的主动臂由患者自身手臂作为动力源；在进行康复训练之前，患者调整好姿势并进行机器人校准，运动过程由患者根据自身的感受和需求进行控制，患者通过移动健康侧手臂，带动主动臂运动，在硬件控制系统和软件控制系统的控制下，使得患肢关节实现和健康肢同样的动作；具体的：在康复训练前，患者调整到舒适的姿势，基于患者的姿势进行升降柱的升降调整，以使得双臂康复训练机器人本体的高度和患者身体高度相适应；使得双臂康复训练机器人本体在滑台上左右滑动，调整主动臂和被动臂之间的距离，从而使得双臂康复训练机器人本体和患者的姿势和体型相适应；患者启动运动过程，运动过程由患者根据自身的感受和需求进行控制，移动健康侧手臂，硬件控制系统采集主动臂关节处角度传感器数据，并将所述角度传感器数据发送给软件控制系统，所述软件控制系统对所述角度传感器数据进行数据转换以得到目标数值，并将包含所述目标数值的驱动命令发送给硬件控制系统，硬件控制系统驱动患肢关节处的伺服电机使得患肢关节运动以实现和健康肢同样的动作；采用延迟渐进策略进行数据转换。