[实用新型]基于路径规划的个性化上肢康复训练机器人系统

说明书

本实用新型公开了基于路径规划的个性化上肢康复训练机器人系统，包括底座支撑模块、多体位座椅模块、康复训练与评估系统模块、肩关节自适应移动模块及设置于所述肩关节自适应移动模块上的上肢康复训练机械臂。本实用新型适用于因中枢神经、周围神经、脊髓、肌肉或骨骼疾病引起的上肢功能障碍或功能受限的患者，能够为患者提供一个广泛的上肢三维训练空间；能够辅助患者进行患侧上肢肩关节、肘关节以及腕关节，七个自由度的、更全面的、以及个性化的上肢康复训练；能够在被动康复训练模式下提供个性化轨迹规划的功能，完成患者个性化的路径规划，由上肢康复训练机器人实现既定康复轨迹的准确还原。

技术领域

本实用新型涉及训练型康复器械领域，特别涉及一种基于路径规划的个性化上肢康复训练机器人系统。

背景技术

由于人类年龄的增长、交通事故的增多、体育运动性质关节损伤的逐渐增加、中风偏瘫发病率的增加，以及其他一些因素所导致的肢体损伤的患者都呈增加的趋势，这极大地影响着人类的身体健康和日常生活。医学理论和临床医学都证明，这类肢体损伤的患者除了进行早期药物治疗和手术治疗外，还有必要进行科学、准确、适当的肢体康复训练。

传统的肢体康复训练多是由护士或康复理疗师辅助患者去完成关节、肌肉及韧带的康复训练，以维持患者关节和肌肉的活动度，并促进患者关节运动功能的早日康复。但是传统的康复训练方法存在康复效果不能得到及时反馈、康复效果受到医师自身经验水平等因素影响、康复成本高等问题。

在专利号为CN102961235B的实用新型专利中，公开了一种上肢康复训练机器人，包括底座、支撑架、座椅、悬臂梁和上肢训练机构，可以实现4～6个自由度的转动。但是由于人体上肢具有7个自由度，所以该上肢康复训练机器人不能满足患者上肢所有自由度的康复训练；该上肢康复训练机器人的肩关节模块的中心不能保证在康复训练过程中与人体盂肱关节旋转中心相重合，关节位置偏差会带来牵扯感，导致对患者的二次伤害；该上肢康复训练机器人智能进行上肢的康复训练，不能进行康复效果的评估以及康复效果的数据存储，不便于患者自身和康复理疗师知道康复效果。

在专利号为CN201743884U的实用新型专利中，公开了一种上肢康复训练机器人，包括底座、人体工学座椅、康复机械臂和人机交互控制柜。该上肢康复训练机器人的肩关节模块的中心不能保证在康复训练过程中与人体盂肱关节旋转中心相重合，关节位置偏差会带来牵扯感，导致对患者的二次伤害。

在专利号为CN104873360B的实用新型专利中，公开了一种基于套索驱动的上肢康复外骨骼机器人，包括腕部外摆/内收关节、前屈/后伸关节、旋内/旋外关节、肘部前屈/后伸关节、肩部前屈/后伸关节、外摆/内收关节、旋内/旋外关节、以及套索驱动装置，可以实现患者上肢7个自由度的转动，但是该基于套索驱动的上肢康复外骨骼机器人的肩关节模块的中心不能保证在康复训练过程中与人体盂肱关节旋转中心相重合，导致对患者的二次伤害。同时该上肢康复外骨骼机器人的前臂和上臂的尺寸调节是通过滑动槽口和锁紧螺母进行人工调节，效率低，而且不能记录每位患者的尺寸数据，不能实现快速的初始状态还原。

在专利号为CN102151215B的实用新型专利中，公开了一种上肢外骨骼式康复机械臂，由肩部C型外轨道支座、轨道滑块、肩头连接杆、上臂连接杆、前臂连接杆、手腕环形外轨道支座、手腕摆动连杆和手柄构成，可实现7个自由度的运动。但由于该实用新型没有设置驱动元件，因此无法独立对患者进行康复训练治疗。

在专利号为CN103948485A的实用新型专利中，公开了一种外骨骼式上肢康复机器人，该康复机器人由驱动部分、传动部分、执行部分构成，能模拟运动疗法进行康复训练。但是该康复机器人只能完成肘关节前屈/后伸和前臂旋内/旋外两种运动，不利于上肢其他关节的康复训练。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新型的上肢康复训练机器人系统，以克服上述缺陷。

实用新型内容