【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机器人技术、人体生物力学、康复医学及康复工程领域，尤其涉及一种外骨骼式上肢康复训练机器人。
技术介绍
外骨骼式机器人是一种能够穿戴于人体，辅助或扩展人体运动能力的机电装置。外骨骼式机器人的应用范围是非常广泛的，包括远程操控、人体机能增强、人体机能补偿以及肢体康复训练。目前在全球范围内，已经研制出了数款用于脑卒中患者肢体康复训练的机器人。使用机器人进行脑卒中的肢体康复训练，有望缩短患者恢复的时间、提升恢复的效果并降低总的治疗花费。在外骨骼式机康复训练器人的设计中，机械关节运动轴与人体关节运动轴的匹配性是非常重要的。失配时，外骨骼式康复训练机器人就会在患者关节连接处产生非预期的作用力。这不仅会造成关节疼痛，对患者造成损伤，也会限制患者肢体的运动空间，降低康复训练的效果。所以为了避免上述不利结果，外骨骼康复训练机器人的设计必须使得机械关节运动轴与人体关节运动轴尽可能的相匹配。然而，目前的外骨骼式上肢康复机器人在这方面仍有较大缺陷。以肩部的运动为例，早期的外骨骼式康复训练机器人使用球窝关节来提供肩部的三个自由度运动，但这是因为当时人们仅仅认为肩部仅由盂肱关节组成。然而，肩部是由肩关节（盂肱关节）以及肩胛带组成的复合体。肩胛带包含胸锁关节、肩锁关节以及肩胛胸壁关节（非通常关节）。盂肱关节的旋转中心会随着肩胛带的运动沿着肱骨的方向有滑移，所以外骨骼式康复训练机器人的运动学结构必须考虑肩胛带的运动。这三个关节的运动正是造成盂肱关节中心（CGH）滑移的原因。这三个关节共同组成了运动链，所以任意单个关节都无法独立运动。...
【技术保护点】
一种外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：包括基座、机械肩胛带组件、机械肩关节组件、机械肘关节组件、机械前臂组件、机械腕关节组件、机械手部组件及电机驱动组件；所述的基座支撑整个外骨骼式上肢康复训练机器人，所述的机械肩胛带组件与所述的基座连接，所述的机械肩关节组件与所述的机械肩胛带组件连接，所述的机械肘关节组件与所述的机械肩关节组件连接，所述的机械前臂组件与所述的机械肘关节组件连接，所述的机械腕关节组件与所述的机械前臂组件连接，所述的机械手部组件与所述的机械腕关节组件连接，所述的电机驱动组件作为整个外骨骼式上肢康复训练机器人的动力源。
【技术特征摘要】
1.一种外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：包括基座、机械肩胛
带组件、机械肩关节组件、机械肘关节组件、机械前臂组件、机械腕关节
组件、机械手部组件及电机驱动组件；所述的基座支撑整个外骨骼式上肢
康复训练机器人，所述的机械肩胛带组件与所述的基座连接，所述的机械
肩关节组件与所述的机械肩胛带组件连接，所述的机械肘关节组件与所述
的机械肩关节组件连接，所述的机械前臂组件与所述的机械肘关节组件连
接，所述的机械腕关节组件与所述的机械前臂组件连接，所述的机械手部
组件与所述的机械腕关节组件连接，所述的电机驱动组件作为整个外骨骼
式上肢康复训练机器人的动力源。
2.根据权利要求1所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：所
述的基座包括移动组件、升降组件及支架，所述的移动组件通过脚轮整体
移动所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，并在移动后进行锁定，使所述
的外骨骼式上肢康复训练机器人保持固定；所述的升降组件通过电动升降
台调节所述的外骨骼式上肢康复训练机器人的高度。
3.根据权利要求2所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：所
述的机械肩胛带组件包括有第一关节组件及第二关节组件，并通过所述的
第一关节组件与所述的基座连接；所述的第一关节组件通过所述的第一关
节移动轴在竖直平面内升降，所述的第二关节组件与所述的第一关节组件
连接，所述的第二关节组件通过第二关节旋转轴在水平面内伸缩；所述的
第一关节组件包括肩宽调节杆、第一关节导轨及第一关节滑块，所述的肩
宽调节杆与所述的支架连接组成肩宽调节移动副，并可在所述的支架内的
滑槽中移动，所述的第一关节导轨固定于所述的肩宽调节杆上，并与所述
的第一关节滑块组成第一关节移动副，所述的第一关节移动副上设有第一
关节移动轴，且所述的肩宽调节移动副的轴线与第一关节移动副的轴线之
间的夹角为80°-90°；所述的第二关节组件包括固定端连杆、前摆动杆、
\t运动端连杆及后摆动杆，形成了一组平行四边形机构，所述的固定端连杆
固定于所述的第一关节滑块上。
4.根据权利要求3所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：
所述的机械肩关节组件包括第三关节组件、第四关节组件及第五关节组
件，并通过所述的第三关节组件与所述的第二关节组件连接，所述的第三
关节组件上设有第三关节旋转轴；所述的第三关节旋转轴的轴线通过人体
盂肱关节的运动中心，并与所述的第二关节旋转轴的轴线互相平行；所述
的第四关节组件与所述的第三关节组件连接，所述的第四关节组件上设有
第四关节旋转轴，所述的第四关节旋转轴的轴线通过人体盂肱关节的运动
中心，并与所述的第三关节旋转轴的轴线成90°的夹角；所述的第五关节
组件与所述的第四关节组件连接，所述的第五关节组件通过旋转运动偏移
机构旋转，所述的第五关节组件上设有第五关节旋转轴，所述的第五关节
旋转轴的轴线通过人体盂肱关节的运动中心，并在活动范围内保持与人体
肩关节内旋/外旋的轴线重合。
5.根据权利要求4所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：所
述的旋转运动偏移机构包括第一旋转臂、第二旋转臂、第一Y型连杆、第
二Y型连杆、固定臂、旋转臂、固定套位置调节件及肢体固定套，所述的
固定臂的一端与所述的第四关节组件连接，所述的固定臂分别与所述的第
一旋转臂连接形成第一旋转轴，并与所述的第二旋转臂连接形成第二旋转
轴；所述的第一旋转臂分别与所述的第一Y型连杆连接形成第三旋转轴，
并与所述的第二Y型连杆连接形成第四旋转轴；所述的第二旋转臂分别与
所述的第一Y型连杆连接形成第五旋转轴，并与所述的第二Y型连杆连接
形成第六旋转轴；所述的旋转臂分别与所述的第一Y型连杆连接形成第七
旋转轴，并与所述的第二Y型连杆连接形成第八旋转轴；所述的第一旋转
轴、第二旋转轴、第四旋转轴及第六旋转轴共同组成了第一平行四边形的
\t四条转轴，所述的第一平行四边形的四条转轴与所述的第一旋转臂及第二
旋转臂所在的平面相交；所述的第三旋转轴、第四旋转轴、第七旋转轴及
第八旋转轴共同组成了第二平行四边形的四条转轴，所述的第二平行四边
形的四条转轴与所述的第一旋转臂及第二旋转臂所在的平面相交；所述的
固定套位置调节件调节所述的肢体固定套距离所述的第五关节旋转轴的
间距，并保持所述的第五关节旋转轴与人体上臂内外/旋轴线重合。
6.根据权利要求4所述的外骨骼式上肢康复训练机器人，其特征在于：所
述的机械肘关节组件与所述的第五关节组件连接，所述的机械肘关节组件
上设有第六关节旋转轴，所述的第六关节旋转轴的轴线垂直于所述的第五
关节旋转轴的轴线，并通过人体肘关节的旋转中心；所述的机械肘关节组
件通过所述的电机驱动组件作为执行器输出动力，并控制所述的机械肘关
节组件绕所述的第六关节旋转轴旋转。
7.根据权利要求1所述的外骨骼式上肢...
【专利技术属性】
技术研发人员：简卓，李继才，王道雨，李彬彬，卢美铭，
申请(专利权)人：上海卓道医疗科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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