[实用新型]带力控制功能的手臂康复训练机器人

说明书

技术领域

本实用新型涉及医疗设备领域，具体涉及到用于手臂康复训练的手臂康复训练机器人。

背景技术

将机器人辅助治疗技术引入到肢体康复训练中，这一热门课题已逐渐得到国内外研究人员的重视，发展为热门课题，并已在临床上得到不错的康复成效。其中手臂康复训练机器人是一种用于因偏瘫、外伤等造成手臂运动障碍的患者的辅助康复训练机器人，其作为一种自动化康复医疗设备，以医学理论为依据，运用计算机技术模拟人体手臂的运动规律，帮助患者进行科学而又有效的康复训练，从而使患者的运动机能得到更好地恢复。

目前临床使用的手臂康复训练机器人，其结构包括：伸缩臂运动机构，所述的伸缩臂运动机构支承在旋转驱动装置中的旋转轴上，在旋转驱动装置的驱动下伸缩臂运动机构能绕旋转轴在平面内转动，旋转驱动装置支承在翻转驱动装置中的翻转轴上，在翻转驱动装置的驱动下伸缩臂运动机构和旋转驱动装置能绕翻转轴共同翻转，所述的翻转驱动装置安装在可升降的支撑柱的顶部，支撑柱的底部固定安装在底部支座上，底部支座上还设置有控制伸缩臂运动机构、旋转驱动装置和翻转驱动装置的控制装置。其中伸缩臂运动机构的结构主要包括：伸缩臂外套筒，伸缩臂外套筒内设置有丝杆，丝杆上设置有与丝杆配合使用的丝杆螺母，丝杆的尾部活动支承在伸缩臂外套筒后端的丝杆轴承座中，伸缩臂外套筒中设置有伸缩臂内套筒，伸缩臂内套筒的后端从伸缩臂外套筒的前端伸入至伸缩臂外套筒内并套装在丝杆外、且与丝杆螺母固定连接，伸缩臂外套筒的后端固定连接有电机座，电机座内安装有伸缩电机，伸缩电机的输出轴与丝杆的尾部相连接。在上述的伸缩臂内套筒的前端设置有供患者恢复训练时手握持用的握把装置，其结构为普通的把手。

上述手臂康复训练机器人中的控制装置通常由PC机或单片机、驱动系统、输入键盘和显示器等几部分组成，由PC机或单片机为主组成的控制系统与驱动系统共同对翻转驱动装置、旋转驱动装置以及伸缩臂运动机构进行运动控制。康复训练时，患者只需握住把手即可进行康复训练，在伸缩电机的驱动下，伸缩臂内套筒向外伸长或向内缩进，从而对患者手臂进行水平训练平面内的屈伸康复训练；在旋转驱动装置的驱动下，整个伸缩臂运动机构能绕旋转轴转动，从而带动患者手臂进行水平训练平面内的摆动康复训练；在翻转驱动装置的驱动下，伸缩臂运动机构与旋转驱动装置共同翻转至不同的训练平面内，然后在旋转驱动装置和伸缩臂运动机构的驱动下，对患者手臂进行该训练平面内的手臂摆动康复训练和手臂屈伸康复训练。

康复训练过程中，手臂康复训练机器人不能实时感知患者实际所需的助力或阻力的变化，因此无法控制患者康复训练时实际所需的助力或阻力的大小，训练都是在控制装置预先设定的模式下进行训练，康复训练时的助力或阻力预先设定，阻力或助力的大小只能预估，即患者只能在预估设定的助力或阻力下进行手臂的康复训练。由于患病程度不同、以及患者本身的个体差异，预估设定的助力或者阻力不能完全适合患者，且在康复训练过程中患者所能承受的助力或阻力也会实时改变，而预先设定的助力或阻力的大小恒定，无法满足康复训练过程中患者实时所需的力的变化的需要。

实用新型内容

本实用新型需要解决的技术问题是：提供一种能对患者康复训练时的助力或阻力进行实时控制的带力控制功能的手臂康复训练机器人。

为解决上述问题，本实用新型采用的技术方案是：带力控制功能的手臂康复训练机器人，包括：伸缩臂运动机构，所述的伸缩臂运动机构支承在旋转驱动装置中的旋转轴上，在旋转驱动装置的驱动下伸缩臂运动机构能绕旋转轴在平面内转动，所述的旋转驱动装置支承在翻转驱动装置中的翻转轴上，在翻转驱动装置的驱动下伸缩臂运动机构和旋转驱动装置能绕翻转轴共同翻转，所述的翻转驱动装置安装在可升降的支撑柱的顶部，支撑柱的底部固定安装在底部支座上，底部支座上还设置有控制伸缩臂运动机构、旋转驱动装置和翻转驱动装置的控制装置，在伸缩臂运动机构上安装有感应式握把装置，其结构包括：固定安装在伸缩臂运动机构前端的握把组件安装座，握把组件安装座上固定设置有二维力传感器，二维力传感器的下端套装有手臂支撑座，所述的手臂支撑座与二维力传感器在两者变形量范围内不接触、且手臂支撑座固定安装在握把组件安装座上，在手臂支撑座上活动安装有手臂支撑板，位于手臂支撑板上方的二维力传感器上活动套装有握套，握套与手臂支撑座不接触，握套与二维力传感器之间设置有旋转轴套，旋转轴套套装在二维力传感器上；所述的二维力传感器的输出端与控制装置的输入端相连接。