[发明专利]摇杆式上肢康复装置及利用该装置进行康复训练的方法

摘要

本发明公开了一种摇杆式上肢康复装置，该装置主要由机械部分和控制部分构成。机械部分主要包括底座、包括直线电机的伸缩摇杆、连接伺服电机的外弧形轨道和内弧形轨道，控制部分主要包括位置传感器、光电编码器，控制伺服电机驱动器和直线电机驱动器电压和电流的运动控制卡，显示器以及计算机组成。通过机械部分与控制部分的有机结合，伸缩摇杆能够在三维空间中沿任意轨迹运动，从而为不同程度丧失运动能力的患者提供包括被动训练模式、主动训练模式和助动训练模式的三种训练模式，因此是一种结构简单紧凑、适用患者人群广泛、训练模式多样化的低成本上肢康复装置，具有良好的应用前景。

主权项

一种摇杆式上肢康复装置，其特征是：包括机械部分和控制部分，所述的机械部分包括底座(1)、伸缩摇杆(2)、外弧形轨道(3)与内弧形轨道(4)；所述的外弧形轨道(3)通过轴承座(61)固定在底座(1)上，其一端通过第一减速机(71)连接第一伺服电机(51)；所述的内弧形轨道(4)通过轴承座(62)固定在底座(1)上，其一端通过第二减速机(72)连接第二伺服电机(52)；所述的外弧形轨道(3)，其半径略大于内弧形轨道(4)的半径，跨立在内弧形轨道(4)上方，并且与内弧形轨道(4)形成一定夹角；所述的伸缩摇杆(2)包括直线电机与设置在直线电机外部的摇杆壳(12)；所述的直线电机包括定子(17)，以及套接在定子(17)上的动子(16)；所述的动子(16)与摇杆壳(12)固定连接，所述的定子(17)相对动子(16)作直线运动；；所述的定子(17)一端通过六轴力传感器(9)与把手(10)相连接，所述的六轴力传感器(9)将来自把手(10)的力信号转换为电压号；所述的伸缩摇杆(2)垂直穿过外弧形轨道(3)与外弧形轨道(4)内部，其摇杆壳(12)底部通过万向球(11)与底座定点位置相连接；以垂直穿过底座定点位置的轴线为中心轴，所述的伸缩摇杆(2)能够沿外弧形轨道(3)与内弧形轨道(4)进行平面绕行运动；所述的控制部分包括位置传感器(13)、第一光电编码器(81)、第二光电编码器(82)、信号调理器(24)、驱动器(21、22、23)、运动控制卡(25)、计算机(9)以及与计算机(9)相连接的显示器(26)；所述的位置传感器(13)与定子(17)相连接、用于记录定子(17)相对动子(16)的位置变化；所述的第一光电编码器(81)与外弧形轨道(3)的另一端相连接，用于记录外弧形轨道(3)偏离中心轴的角度值；所述的第二光电编码器(82)与内弧形轨道(4)的另一端相连接，用于记录内弧形轨道(4)偏离中心轴的角度值；所述的信号调理器(24)与六轴力传感器(9)相连接、用于将六轴力传感器(9)输出的电压信号放大为适合采样的电压信号；所述的三个驱动器为：与第一伺服电机(51)相连接的第一伺服电机驱动器(21)，与第二服电机(52)相连接的第二伺服电机驱动器(22)，与直线电机相连接的直线电机驱动器(23)；所述的运动控制卡(25)通过PCI接口与计算机(19)相连接，用于控制三个驱动器(21、22、23)的输出电压和电流。