[发明专利]形状记忆合金绳索驱动的上肢康复训练装置及方法

摘要

本发明公开了一种形状记忆合金绳索驱动的上肢康复训练装置，包括形状记忆合金驱动器模块、肩关节运动模块、两组上臂杆、两组肘关节运动模块、前臂杆、腕关节运动模块，两组上臂杆套接于上臂位置，前臂杆套接于前臂位置，腕关节运动模块套接于腕部并供使用者手持，通过多个形状记忆合金驱动器和绳索带动肩关节运动模块、肘关节运动模块运动，进而实现上肢的动作。本发明可以辅助患者实现上肢肩关节前屈/后伸、外旋/内旋，肘关节伸展/屈曲，腕关节外展/内收，背屈/掌屈，足够满足主要的康复训练动作。

主权项

1.形状记忆合金绳索驱动的上肢康复训练装置，其特征在于：包括形状记忆合金驱动器模块、肩关节运动模块、两组上臂杆、两组肘关节运动模块、前臂杆、腕关节运动模块，其中：肩关节运动模块包括十字万向方块体，十字万向方块体其中两个相对侧面分别设有肩关节连接板，两肩关节连接板各自一端分别通过转轴转动连接于十字万向方块体对应侧面，每个肩关节连接板还分别紧贴固定连接有肩关节安装板，其中一个肩关节连接板的转轴的轴端还同轴固定连接有绳鼓，十字万向方块体另外两个相对侧面分别设有上臂连接板，两上臂连接板各自一端分别通过转轴转动连接于十字万向方块体对应侧面，两个上臂连接板板端延伸方向与肩关节安装板板端延伸方向相反，即上臂连接板板端向远离驱动器平板的方向延伸，其中一个上臂连接板的转轴轴端还同轴固定连接有绳鼓，每个绳鼓上均有两段旋向相反的螺纹，两绳鼓分别随各自连接的转轴共同转动；每组上臂杆分别包括上臂调节机构、上臂支撑杆、上臂托架，其中上臂支撑杆轴向一端穿入并连接于上臂调节机构，并由上臂调节机构调节上臂支撑杆的穿出长度，上臂托架通过卡箍套装固定于上臂支撑杆，所述肩关节运动模块中，两上臂连接板一一对应与两组上臂杆的上臂调节机构固定连接；每组肘关节运动模块分别包括一对肘关节支撑架，以及滑动轴承座、肘关节连接杆、肘关节转动架、肘关节连接架，每组肘关节运动模块中，两肘关节支撑架之间固定连接有导杆，滑动轴承座中心装配有自润滑轴承，且滑动轴承座通过自润滑轴承滑动安装于导杆上，滑动轴承座一侧侧面还连接有绳钩，肘关节连接杆一端固定连接滑动轴承座，肘关节连接杆另一端穿过其中一个肘关节支撑架，肘关节转动架一端通过转轴转动连接于肘关节连接杆另一端，肘关节转动架另一端连接肘关节连接架，每个肘关节支撑架对应于肘关节转动架另一端方向的侧面分别连接有夹持杆，每个夹持杆杆端分别连接有卡箍，其中供肘关节连接杆穿过的肘关节支架中与夹持杆所在侧面相邻的另一侧面安装有肘关节运动滑轮组，且肘关节运动滑轮组所在方向与绳钩所在方向相反；两组上臂杆中的上臂支撑杆轴向另一端一一对应固定连接两组肘关节运动模块中的肘关节连接架，且肘关节运动模块中夹持杆连接的卡箍套装固定于对应的上臂支撑杆；前臂杆包括一对相对设置的前臂支撑杆，以及前臂调节机构、前臂托架，两前臂支撑杆各自一端一一对应通过转轴转动连接于两组肘关节运动模块中的肘关节连接架，每个前臂支撑杆各自另一端与前臂调节机构之间分别固定连接有导杆，两个前臂支撑杆连接的导杆轴向相互平行，以前臂支撑杆彼此相对的一面为内侧面，每个前臂支撑杆内侧面靠近前臂调节机构位置分别固定连接有一对滚珠丝杆轴承座，每个前臂支撑杆上两滚珠丝杆轴承座之间分别转动连接有滚珠丝杆，滚珠丝杆的轴向分别平行于导杆，每个滚珠丝杆一端分别穿入并连接前臂调节机构，由前臂调节机构驱动滚珠丝杆转动，每个滚珠丝杆上分别螺合安装有滚珠丝杆螺母座，且滚珠丝杆螺母座同时滑动装配在滚珠丝杆对应前臂支撑杆连接的导杆上，前臂托架固定于两前臂支撑杆；腕关节运动模块包括一对同轴相对的分别呈环形的腕关节基座，两腕关节基座之间固定连接有多个双程形状记忆合金弹簧，每个双程形状记忆合金弹簧604轴向分别平行于腕关节基座轴向，其中一个腕关节基座周向侧面通过腕关节支架固定连接前臂杆中的两个滚珠丝杆螺母座，以该腕关节基座作为固定端，另一个腕关节基座作为自由端，自由端连接有一对手柄支架，两手柄支架分别平行于腕关节基座轴向，两手柄之间端部之间连接有握持手柄；形状记忆合金驱动器模块包括驱动器安装平板，驱动器平板一侧板面设有八个形状记忆合金驱动器，肩关节运动模块中每个肩关节安装板板端分别固定连接驱动器平板另一侧板面，驱动器平板的周向侧面设有多个分别与形状记忆合金驱动器一一对应配合的滑轮组，每个形状记忆合金驱动器分别由一对驱动器基座、多个滑块导杆、运动滑块、单程形状记忆合金弹簧构成，每个形状记忆合金驱动器中，两驱动器基座固定于驱动器安装平板并且彼此相对，多个滑块导杆平行固定连接于两个驱动器基座之间，运动滑块滑动装配在多个滑块导杆上，单程形状记忆合金弹簧固定连接于其中一个驱动器基座和该驱动器基座对应方向的运动滑块一端之间，且单程形状记忆合金弹簧轴向平行于滑块导杆，运动滑块另一端连接有绳索，绳索穿过运动滑块另一端对应方向的驱动器基座后再绕过该形状记忆合金驱动器对应的滑轮组；八个形状记忆合金驱动器均分为四组，其中：第一组中两个形状记忆合金驱动器的绳索分别延伸至肩关节运动模块中一个绳鼓位置，第一组中一个形状记忆合金驱动器的绳索从一个方向缠绕固定于该绳鼓的一段螺纹上，第一组中另一个形状记忆合金驱动器的绳索从另一个方向缠绕固定于该绳鼓的另一段螺纹上；第二组中两个形状记忆合金驱动器的绳索分别延伸至肩关节运动模块中另一个绳鼓位置，第二组中一个形状记忆合金驱动器的绳索从一个方向缠绕固定于该绳鼓的一段螺纹上，第二组中另一个形状记忆合金驱动器的绳索从另一个方向缠绕固定于该绳鼓的另一段螺纹上；第三组中两个形状记忆合金驱动器的绳索分别延伸至一组肘关节运动模块中滑动轴承座的绳钩位置，并在不同方向固定于该绳钩上；第四组中两个形状记忆合金驱动器的绳索分别延伸至另一组肘关节运动模块中滑动轴承座的绳钩位置，并在不同方向固定于该绳钩上。