专利名称：一种上肢康复机器人的制作方法
技术领域：
本发明涉及医疗康复器械技术领域，特别涉及一种上肢康复机器人。
背景技术：
康复医学是20世纪中期出现的新兴学科，其目的在于通过物理疗法、运动疗法、生活训练、技能训练、言语训练和心理咨询等多种手段减轻和消除患者的功能障碍，使身体残留部分的功能得到最充分的发挥，弥补和重建患者的功能缺失，达到最大可能的生活自理，劳动和工作的能力。据统计，目前我国由于中风、脊髓损伤以及各种事故引起的肢体功能障碍患者有877万人，而其中半数以上可以通过训练改善肢体功能。传统的康复训练首先是在专业医生手把手的指导下开始，而后由病人的健康上肢或其家属、护士人工对病人患肢进行反复牵引。随着科学技术的发展，医疗机器人技术得到快速发展，康复机器人就是机器人技术在康复医疗方面的新应用。由于机器人不存在疲倦问题，能够满足不同患者的训练强度要求，因此也更加适合于患者单独进行康复训练。通过对现有的技术文献检索发现
中国发明专利公开号CN1861031，名称上肢康复训练装置。该训练装置通过曲柄连杆机构给患者提供了 3自由度的活动；但是，该训练装置无法主动驱动进行康复训练。中国发明专利公开号CN102283761A，名称上肢康复机器人。该机器人使用了固定在所述底座上的直线导轨，提供了三个方向的驱动，进行康复训练。但是，该机器人自由度有限，引导人体的肩部、肘部、腕部运动。中国发明专利公开号CN202086733U，名称上肢康复机器人。该机器人提供了 5个方向的自由度，并且通过两个弹性橡胶提供了 I个自由度的辅助外力，但是，该机器人仍然无法提供各个关节的助力，并且无法进行移动，进行日常康复训练
发明内容
本发明的发明目的是针对现有医疗康复器械的技术不足，提供一种上肢康复机器人。为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为
提供一种上肢康复机器人，包括外骨骼支架与上肢外骨骼；所述外骨骼穿戴于患者上肢，该外骨骼与外骨骼支架相连，所述外骨骼支架的底座上设有跟随患者行走而移动的滚轮。优选地，所述外骨骼支架还包括设在底座上的支架立柱，支架立柱上设有支架上肢外骨骼连接件、支架把手与支架显示平台。优选地，所述上肢外骨骼包括肩关节外骨骼、上臂外骨骼、肘关节外骨骼、小臂外骨骼与腕关节外骨骼；肩关节外骨骼直接穿戴于患者肩部；上臂外骨骼与肩关节外骨骼相连，固定于患者上臂，上臂外骨骼能够无级调节长度；肘关节外骨骼与上臂外骨骼相连，固定于患者肘部；小臂外骨骼与肘关节外骨骼相连，固定于患者小臂，小臂外骨骼能够无级调节长度。优选地，所述肩关节外骨骼包括肩关节支架板、肩关节侧展电机、肩关节连接件、肩关节屈伸电机与肩关节上臂杆件；肩关节屈伸电机与肩关节侧展电机均使用盘式电机与谐波减速器，肩关节屈伸电机与肩关节侧展电机的输出均为内外两个法兰，驱动肩关节屈伸自由度与肩关节侧展自由度；肩关节支架板与外骨骼支架相连，另一侧与肩关节侧展电机的外法兰相连；肩关节连接件一侧与肩关节侧展电机的内法兰相连，另一侧与肩关节屈伸电机的外法兰相连；肩关节上臂杆件与肩关节屈伸电机的内法兰相连。优选地，所述上臂外骨骼包括肘关节上臂杆件与上臂固定板；肩关节上臂杆件与肘关节上臂杆件相连，肩关节上臂杆件能够无级调节长度；上臂固定板与肘关节上臂杆件相连，上臂固定板绑定于患者上臂。优选地，肘关节外骨骼包括肘关节屈伸电机、肘关节连接板、肘关节旋转电机与肘关节小臂杆件；肘关节屈伸电机与肘关节旋转电机均使用盘式电机与谐波减速器；肘关节 屈伸电机与肘关节旋转电机的输出均为内外两个法兰，驱动肘关节屈伸自由度与肘关节旋转自由度；肘关节上臂杆件与肘关节屈伸电机的外法兰相连；肘关节连接板的一端与肘关节屈伸电机的内法兰相连，肘关节连接板的另一端与肘关节旋转电机的外法兰相连；肘关节小臂杆件与肘关节旋转电机的内法兰相连。优选地，所述小臂外骨骼杆件包括肘腕关节小臂杆件；所述肘关节小臂杆件与腕关节小臂杆件相连，肘关节小臂杆件能够无级调节长度；腕关节小臂杆件绑定于患者小臂。优选地，所述腕关节外骨骼包括腕关节屈伸电机与手部固定板；所述腕关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器，该电机的输出为内外两个法兰；腕关节小臂杆件与腕关节屈伸电机的外法兰相连，供患者抓握固定的手部固定板27与腕关节屈伸电机的内法兰相连。本发明相对于现有技术，具有以下有益效果
本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种移动式可穿戴上肢康复机器人，能够对于患者上肢进行康复训练；本发明借助于其可以动的特性，外骨骼可以跟随患者的步行移动，提供移动能力和保护；并可以进行抓取、触碰、按按钮等日常运动；同时带动患者上肢进行康复训练。
图1是上肢康复机器人的结构示意 图2是外骨骼支架的结构示意 图3是上肢外骨骼的结构示意 图4是肩关节外骨骼的结构示意 图5是上臂外骨骼的结构示意 图6是肘关节外骨骼的结构示意 图7是小臂外骨骼杆件的结构示意 图8是腕关节外骨骼的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。除非特别说明，本发明采用的材料和加工方法为本技术领域常规材料和加工方法。如图1所示，上肢康复机器人包括外骨骼支架I与上肢外骨骼2。其中，外骨骼穿戴于患者上肢，与外骨骼支架相连。外骨骼支架带有支架滚轮，可以跟随患者的行走而移动。如图2所示，外骨骼支架包括底座3、滚轮4、支架立柱5、支架上肢外骨骼连接件6、支架把手7与支架显示平台8。其中滚轮4可以在地面上移动；底座3与支架滚轮4相连，构成支架的底面；支架立柱5与底座3相连；支架下肢外骨骼连接件6与支架立柱5相连；支架把手7与支架立柱5相连；支架显示平台8与支架立柱5相连。
如图3所示，上肢外骨骼2包括肩关节外骨骼9、上臂外骨骼10、肘关节外骨骼11、小臂外骨骼12与腕关节外骨骼13。其中肩关节外骨骼9直接穿戴于患者肩部，带动患者肩部运动；上臂外骨骼10与肩关节外骨骼9相连，上臂外骨骼10固定于患者上臂，且上臂外骨骼10可以无级调节长度；肘关节外骨骼11与上臂外骨骼10相连，带动患者肘部屈伸与旋转；小臂外骨骼12与肘关节外骨骼11相连，小臂外骨骼12固定于患者小臂，且小臂外骨骼12可以无级调节长度。如图4所示，肩关节外骨骼9包括肩关节支架板14、肩关节侧展电机15、肩关节连接件16、肩关节屈伸电机17与肩关节上臂杆件18。其中肩关节屈伸电机17与肩关节侧展电机15使用盘式电机与谐波减速器，肩关节屈伸电机17与肩关节侧展电机15的输出为内外两个法兰，驱动肩关节屈伸自由度与肩关节侧展自由度；肩关节支架板14与外骨骼支架I相连，另一侧与肩关节侧展电机15的外法兰相连；肩关节连接件16 —侧与肩关节侧展电机15的内法兰相连，另一侧与肩关节屈伸电机17的外法兰相连；肩关节上臂杆件18与肩关节屈伸电机17的内法兰相连。如图5所示，上臂外骨骼10包括肘关节上臂杆件19与上臂固定板20。其中肩关节上臂杆件18与肘关节上臂杆件19相连，肩关节上臂杆件18可以无级调节长度；上臂固定板20与肘关节上臂杆件19，绑定于患者上臂。如图6所示，肘关节外骨骼包括肘关节屈伸电机21、肘关节连接板22、肘关节旋转电机23与肘关节小臂杆件24。其中肘关节屈伸电机21与肘关节旋转电机23使用盘式电机与谐波减速器，肘关节屈伸电机21与肘关节旋转电机23的输出为内外两个法兰，驱动肘关节屈伸自由度与肘关节旋转自由度；肘关节上臂杆件19与肘关节屈伸电机21的外法兰相连；肘关节连接板22与肘关节屈伸电机21的内法兰相连另一端与肘关节旋转电机23的外法兰相连；肘关节小臂杆件24与肘关节旋转电机23的内法兰相连。如图7所示，小臂外骨骼杆件包括腕关节小臂杆件25。其中肘关节小臂杆件24与腕关节小臂杆件25相连，肘关节小臂杆件24可以无级调节长度；腕关节小臂杆件25绑定于患者小臂。如图8所示，腕关节外骨骼包括腕关节屈伸电机26与手部固定板27。其中腕关节屈伸电机26使用盘式电机与谐波减速器，腕关节屈伸电机26输出也为内外两个法兰，驱动腕关节屈伸自由度；腕关节小臂杆件25与腕关节屈伸电机26的外法兰相连；手部固定板27与腕关节屈伸电机26的内法兰相连，供患者抓握固定。
上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围。即凡依 本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。
权利要求
1.一种上肢康复机器人，其特征在于包括外骨骼支架与上肢外骨骼；所述外骨骼穿戴于患者上肢，该外骨骼与外骨骼支架相连，所述外骨骼支架的底座上设有跟随患者行走而移动的滚轮。
2.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于所述外骨骼支架还包括设在底座上的支架立柱，支架立柱上设有支架上肢外骨骼连接件、支架把手与支架显示平台。
3.根据权利要求1所述的上肢康复机器人，其特征在于所述上肢外骨骼包括肩关节外骨骼、上臂外骨骼、肘关节外骨骼、小臂外骨骼与腕关节外骨骼；肩关节外骨骼直接穿戴于患者肩部；上臂外骨骼与肩关节外骨骼相连，固定于患者上臂，上臂外骨骼能够无级调节长度；肘关节外骨骼与上臂外骨骼相连，固定于患者肘部；小臂外骨骼与肘关节外骨骼相连，固定于患者小臂，小臂外骨骼能够无级调节长度。
4.根据权利要求3所述的上肢康复机器人，其特征在于所述肩关节外骨骼包括肩关节支架板、肩关节侧展电机、肩关节连接件、肩关节屈伸电机与肩关节上臂杆件；肩关节屈伸电机与肩关节侧展电机均使用盘式电机与谐波减速器，肩关节屈伸电机与肩关节侧展电机的输出均为内外两个法兰，驱动肩关节屈伸自由度与肩关节侧展自由度；肩关节支架板与外骨骼支架相连，另一侧与肩关节侧展电机的外法兰相连；肩关节连接件一侧与肩关节侧展电机的内法兰相连，另一侧与肩关节屈伸电机的外法兰相连；肩关节上臂杆件与肩关节屈伸电机的内法兰相连，且肩关节上臂杆件能够无级调节长度。
5.根据权利要求4所述的上肢康复机器人，其特征在于所述上臂外骨骼包括肘关节上臂杆件与上臂固定板；肩关节上臂杆件与肘关节上臂杆件相连；上臂固定板与肘关节上臂杆件相连，上臂固定板绑定于患者上臂。
6.根据权利要求5所述的上肢康复机器人，其特征在于肘关节外骨骼包括肘关节屈伸电机、肘关节连接板、肘关节旋转电机与肘关节小臂杆件；肘关节屈伸电机与肘关节旋转电机均使用盘式电机与谐波减速器；肘关节屈伸电机与肘关节旋转电机的输出均为内外两个法兰，驱动肘关节屈伸自由度与肘关节旋转自由度；肘关节上臂杆件与肘关节屈伸电机的外法兰相连；肘关节连接板的一端与肘关节屈伸电机的内法兰相连，肘关节连接板的另一端与肘关节旋转电机的外法兰相连；肘关节小臂杆件与肘关节旋转电机的内法兰相连。
7.根据权利要求6所述的上肢康复机器人，其特征在于所述小臂外骨骼杆件包括腕关节小臂杆件；所述肘关节小臂杆件与腕关节小臂杆件相连，肘关节小臂杆件能够无级调节长度；腕关节小臂杆件绑定于患者小臂。
8.根据权利要求7所述的上肢康复机器人，其特征在于所述腕关节外骨骼包括腕关节屈伸电机与手部固定板；所述腕关节屈伸电机使用盘式电机与谐波减速器，该电机的输出为内外两个法兰；腕关节小臂杆件与腕关节屈伸电机的外法兰相连，供患者抓握固定的手部固定板27与腕关节屈伸电机的内法兰相连。
全文摘要
本发明公开了一种上肢康复机器人，包括外骨骼支架与上肢外骨骼；所述外骨骼穿戴于患者上肢，该外骨骼与外骨骼支架相连，所述外骨骼支架的底座上设有跟随患者行走而移动的滚轮。本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种移动式可穿戴上肢康复机器人，能够对于患者上肢进行康复训练。借助于其可以动的特性，外骨骼可以跟随患者的步行移动，提供保护，并可以进行抓取、触碰、按按钮等日常运动，同时带动患者上肢进行康复训练。
文档编号A61H1/02GK103006414SQ20121055449
公开日2013年4月3日 申请日期2012年12月20日 优先权日2012年12月20日
发明者李智军, 叶雯珺 申请人:华南理工大学