[发明专利]一种四自由度肘腕关节康复机器人

说明书

本发明公开一种四自由度肘腕关节康复机器人，属于康复医疗器械领域，包括：高度调节组件、手腕组件，小臂组件，上臂组件；高度调节组件包括底座、升降柱；上臂组件包括上臂固定座、第一电机、上臂机架、上臂伸缩架、第一电动推杆、上臂支撑架以及第一六维力传感器；小臂组件包括第二电机、小臂机架、小臂伸缩架、第二电动推杆；手腕关节组件包括第三电机、第二六维力传感器、手腕支架、第四电机、环形支撑架、手把。该康复机器人可实现上臂、小臂的屈曲/伸展运动及腕关节的背屈/掌屈、内旋/外旋四个自由度的被动训练、主动训练和各关节的单独及耦合训练。两个六维力传感器可对人机交互力觉信息进行精准感知，使康复运动更加柔顺。

技术领域

本发明涉及康复医疗设备技术领域，特别是涉及一种四自由度肘腕关节康复机器人。

背景技术

最新的统计数据显示，我国现有脑卒中患者7000万人，每年新发脑卒中200万人，每年脑卒中死亡人数165万人，存活者中约75％致残，丧失了肢体动作能力。2017年我国60岁以上老人数量已超过2.3亿，日趋严重的人口老龄化又会导致肢体残障者数量的增加。对于脑卒中、中风和截瘫肢体残障患者，生活质量的高低取决于残障肢体功能的恢复程度。运用先进康复治疗技术，改善患者肢体运动功能，使患者在最短时间内达到最令人满意的康复治疗效果并最终脱离病残的折磨，一直是康复工作者的目标。

康复机器人作为一种神经康复类高端医疗器械，可以帮助患者进行高强度、重复性、针对性和互动性的康复训练，具有以下优点：(1)机器人更适合做一些重复性工作，而且速度、力量会更加稳定；(2)在康复训练过程中，可以依靠一些传感器来实时记录患者的身体信息，康复机器人会根据这些信息给患者制定适合的训练计划。(3)使用方便，可以在患者家中进行康复训练。因此，研究智能康复机器人具有重要的理论意义和实用价值。

目前，现有的肘腕关节康复训练机器人多数缺乏人机交互信息的精确感知，以致于康复训练的柔顺性太差。很多利用生物电信号实现辅助和主动柔顺康复训练的装置也由于生物电信号的不稳定性，使得训练效果大打折扣。

另外，现有的上肢康复机器人大多采用单臂设计，只对单臂患肢进行康复训练，无法满足双臂协调康复训练的需求。

发明内容

本发明目的在于克服现有技术中存在的大多数上肢康复机器人对人体主动运动无法精确感知、只可完成单臂康复训练的缺陷，提供一种可精确感知患者主动运动意图的四自由度肘腕关节康复机器人，为患者提供一种更为柔顺的主被动康复训练，避免因康复机器人较差的运动柔顺性对患者造成二次伤害，并且本发明康复机器人可以多系统信息互联，进行双臂协调的康复训练，可以通过患者的健肢带动患肢进行主从康复训练。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种四自由度肘腕关节康复机器人，包括高度调节组件、上臂组件、小臂组件以及手腕关节组件。所述高度调节组件包括底座以及设置在所述底座上的升降柱。

所述上臂组件包括上臂固定座、固定连接在所述上臂固定座上的第一电机、与所述第一电机的输出轴相连的上臂机架、设置于所述上臂机架上的第一直线滑轨、滑动连接在所述第一直线滑轨上的第一滑块、固定连接在所述第一滑块上的上臂伸缩架、用来调节所述上臂伸缩架伸出长度的第一电动推杆、用来支撑人体上臂的上臂支撑架以及第一六维力传感器；所述第一六维力传感器的一侧通过传感器安装板与所述上臂伸缩架连接，另一侧和所述上臂支撑架连接。所述第一电动推杆的一端与所述上臂机架连接，另一端与上臂伸缩架连接。

所述小臂组件包括安装在所述上臂伸缩架上的第二电机、安装在所述第二电机输出轴上的小臂机架、固定连接在所述小臂机架上的第二直线滑轨、滑动连接在所述第二直线滑轨上的第二滑块、与所述第二滑块固定连接的小臂伸缩架、用来调节小臂伸缩架伸出长度的第二电动推杆，所述第二电动推杆一端与所述小臂伸缩架连接，另一端与小臂机架连接。