可穿戴式腕部扭摆助力康复装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及医疗康复器械，具体地说是一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，包括腕部掌屈/背屈运动组件、前臂内旋/外旋运动组件、前臂固定组件、基座及套索驱动单元组件；所述的腕部掌屈/背屈运动组件与所述的前臂内旋/外旋运动组件连接，所述的前臂内旋/外旋运动组件与所述的前臂固定组件连接，所述的基座与前臂内旋/外旋运动组件连接，所述的套索驱动单元组件为可穿戴式腕部扭摆助力康复装置提供驱动力。本实用新型专利技术可实现多模式下腕部及前臂复合动作助力与康复运动，主要用于中风、偏瘫患者腕部及前臂的日常复合动作助力与康复训练，利于重塑脑功能，达到最佳助力/康复效果。

Wearable wrist torsion-assisted rehabilitation device

The utility model relates to a medical rehabilitation device, in particular to a wearable wrist torsion rehabilitation device, which comprises a wrist flexion/dorsiflexion motion component, a forearm internal rotation/external rotation motion component, a forearm fixing component, a base and a sling driving unit component; the wrist palm flexion/dorsiflexion motion component is connected with the forearm internal rotation/external rotation motion component, and the forearm internal rotation/external rotation motion component is connected. The rotary/external rotation motion component is connected with the forearm fixing component, the base is connected with the forearm internal rotation/external rotation motion component, and the cable driving unit component provides driving force for wearable wrist torsion rehabilitation device. The utility model can realize multi-mode wrist and forearm compound action assistance and rehabilitation movement, mainly for daily compound action assistance and rehabilitation training of wrist and forearm of stroke and hemiplegia patients, and is beneficial to remodeling brain function and achieving the best aid/rehabilitation effect.

【技术实现步骤摘要】
可穿戴式腕部扭摆助力康复装置
本技术涉及医疗康复器械，具体地说是一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置。
技术介绍
随着生活节奏和人口老龄化加快、生活压力增大，心脑血管及神经系统疾病造成的中风偏瘫患者逐年增加，其中约3/4患者有不同程度的神经损伤和功能运动障碍；特别是由于无法平衡腕部肌张力，造成患肢长期处于腕部掌屈及内旋状态，无法完成日常动作，严重影响生活质量。研究表明，这类患者除了早期的手术治疗和必要的药物治疗外，科学的康复训练对于患肢运动功能的改善和恢复起到非常重要的作用。传统的康复训练是理疗师通过人力协调患者完成一系列的腕部背屈、外旋等康复训练运动，存在诸多局限，如康复效率低，劳动强度大；治疗效果受医生经验和水平影响较大，无法精确控制训练参数，无法对康复训练进行客观评价等。因此，将机器人及相关技术引入临床康复医学领域替代医生完成患者康复训练尤为重要，不仅可对腕部进行准确、持续、有效的康复训练治疗，延缓肌肉萎缩和关节挛缩，提高患者腕部运动能力，改善患者生活质量，同时通过感知系统可对人机交互力信息、人体运动学和生理学数据实时记录，实时定量评估康复训练效果，为改进和优化康复方案提供客观依据。而目前开发出的腕部康复器械仅能完成腕部掌屈/背屈的被动训练，训练方法单一枯燥，不能根据患者实际肌力等级给予对应助力；同时，目前的腕部康复器械无法实现腕部掌屈/背屈、内旋/外旋复合康复运动，无法辅助患者实现完整训练动作，训练过程中患者认知能力参与性较差，不利于脑功能重塑。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种适用于中风、偏瘫等运动功能障碍患者腕部日常动作助力与康复训练的可穿戴式腕部扭摆助力康复装置。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术包括腕部掌屈/背屈运动组件、前臂内旋/外旋运动组件、前臂固定组件、基座及套索驱动单元，其中前臂固定组件可相对移动地连接于基座上，所述前臂内旋/外旋运动组件安装在该基座上、具有负责动力输出的套索驱动轮B，该套索驱动轮B通过传动装置与所述腕部掌屈/背屈运动组件连接，带动该腕部掌屈/背屈运动组件进行前臂的内外旋转；所述腕部掌屈/背屈运动组件具有负责动力输出的套索驱动轮A及由该套索驱动轮A带动的手背靠板，通过所述手背靠板带动患者手掌进行掌屈或背屈；所述套索驱动轮A及套索驱动轮B分别通过一个套索驱动单元控制，该腕部扭摆助力康复装置通过各套索驱动单元的驱动控制具有前臂内旋/外旋及腕部掌屈/背屈两个自由度；其中：所述腕部掌屈/背屈运动组件包括软体束缚带B、软体束缚带C、手背靠板、腕部摆动板、腕部摆动支撑架、多维力传感器、腕部掌屈/背屈安装座、角度编码器A、角度编码器支撑板A、套索安装定位块A、套索安装定位板、腕部掌屈/背屈限位板、同步带A、拉线、套索驱动轮A及驱动轮转轴A，该手背靠板的一侧与所述软体束缚带B和软体束缚带C分别连接，另一侧通过多维力传感器与腕部摆动板相连；所述腕部摆动支撑架的一端与腕部摆动板的一端转动连接，该腕部摆动板的另一端与所述套索驱动轮A连动、且与所述驱动轮转轴A固接，所述腕部摆动支撑架的另一端与该驱动轮转轴A转动连接；所述腕部摆动支撑架上安装有套索安装定位板，角度编码器A通过角度编码器支撑板A安装在该套索安装定位板上，所述角度编码器A通过同步带A与驱动轮转轴A相连，所述套索驱动轮A通过拉线与所述套索驱动单元相连，该拉线分别由套索安装定位板及安装在套索安装定位板上的套索安装定位块A穿过；所述套索驱动轮A由套索驱动单元驱动旋转，进而通过所述腕部摆动板带动手背靠板进行掌屈/背屈；所述腕部摆动支撑架与所述前臂内旋/外旋运动组件相连；所述腕部摆动支撑架上安装有腕部掌屈/背屈限位板，该腕部掌屈/背屈限位板的一端固定在腕部摆动支撑架上，另一端位于所述套索驱动轮A的下方；所述套索驱动轮A上分别开设有腕部掌屈/背屈限位螺纹孔及用于固定拉线的拉线安装孔，该腕部掌屈/背屈限位螺纹孔上安装有随套索驱动轮A转动的螺栓，所述螺栓在转动过程中通过腕部掌屈/背屈限位板的另一端进行限位；所述手背靠板与手掌接触的一侧安装有软体靠模，所述软体束缚带B与软体束缚带C的两端分别固定于该软体靠模的上下边缘；所述手背靠板上分别安装有末端辅助手柄及软体束缚带A，该末端辅助手柄安装在所述手背靠板的末端，所述软体束缚带A的两端均固定于手背靠板的背侧，并对所述软体束缚带B、末端辅助手柄及患者五个手指进行包络；所述多维力传感器通过在手背靠板上开设有槽型孔实现位置可调，进而实现该手背靠板与腕部摆动板之间相对距离的调整，并在调整好后锁紧于所述手背靠板；所述角度编码器支撑板A通过其上开设的槽型孔实现在套索安装定位板上的安装位置可调，进而实现所述角度编码器A与驱动轮转轴A之间中心距的调整，并在调整好后锁紧于所述套索安装定位板；所述腕部摆动支撑架安装有腕部掌屈/背屈安装座，所述腕部掌屈/背屈运动组件通过该腕部掌屈/背屈安装座与前臂内旋/外旋运动组件连接；所述前臂内旋/外旋运动组件包括同步带轮转接件、同步带轮A、同步带B、同步带轮B、同步带轮调整杆、同步带轮轴、连杆A、连杆B、连杆C、连杆D、内旋/外旋保持架、套索驱动轮B、驱动轮转轴B、角度编码器B及角度编码器支撑板B，该内旋/外旋保持架的一端位置可调地安装在所述基座上，另一端分别固接有连杆D和角度编码器支撑板B，所述连杆A为“T”形，该“T”形一条边的一端与连杆B转动连接，该连杆B的另一端与所述连杆D的一端转动连接，所述同步带轮B和连杆C的一端固定连接，并与所述“T”形一条边的另一端转动连接，该连杆C的另一端及套索驱动轮B分别固接于驱动轮转轴B上，该驱动轮转轴B与所述连杆D的另一端转动连接；所述同步带轮转接件与腕部掌屈/背屈运动组件连接，该同步带轮转接件和同步带轮A分别固定安装在同步带轮轴上，并与所述同步带轮调整杆的一端转动连接，该同步带轮调整杆的另一端与“T”形连杆A的另一条边相连，所述同步带B安装在同步带轮A和同步带轮B上；所述套索驱动轮B通过拉线与所述套索驱动单元相连，该套索驱动轮B由套索驱动单元驱动旋转，进而通过连杆A、连杆B、连杆C、连杆D形成的平行四边形机构和同步带轮A、同步带B、同步带轮B形成的同步带传动机构带动同步带轮转接件进行内旋/外旋，进而带动所述腕部掌屈/背屈运动组件实现内旋/外旋自由度；所述角度编码器B安装在角度编码器支撑板B上，并与所述驱动轮转轴B连接；所述平行四边形机构与同步带传动机构串联，带动所述同步带轮转接件绕前臂内旋/外旋转轴中心线同步转动，所述前臂内旋/外旋转轴中心线与人体前臂内旋/外旋转轴中心线在运动范围内重合，且所述前臂内旋/外旋转轴中心线与腕部掌屈/背屈轴线转动垂直相交于点O；所述同步带轮调整杆的另一端通过开设的槽型孔实现与“T”形连杆A的另一条边位置可调，进而调整所述同步带轮A与同步带轮B之间的中心距离；“T”形所述连杆A的另一条边上开设导向槽，所述同步带轮调整杆的另一端在该导向槽内移动，并在移动到位后锁紧；所述内旋/外旋保持架上安装有前臂内旋/外旋限位板，该前臂内旋/外旋限位板的一端固定在内旋/外旋保持架上，另一端位于所述套索驱动轮B的下方；所述套索驱动轮B上分别开设有前臂内旋/外旋限位螺纹孔及用于固定拉线的拉线本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，其特征在于：包括腕部掌屈/背屈运动组件(100)、前臂内旋/外旋运动组件(200)、前臂固定组件(300)、基座(400)及套索驱动单元，其中前臂固定组件(300)可相对移动地连接于基座(400)上，所述前臂内旋/外旋运动组件(200)安装在该基座(400)上、具有负责动力输出的套索驱动轮B(212)，该套索驱动轮B(212)通过传动装置与所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)连接，带动该腕部掌屈/背屈运动组件(100)进行前臂的内外旋转；所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)具有负责动力输出的套索驱动轮A(119)及由该套索驱动轮A(119)带动的手背靠板(106)，通过所述手背靠板(106)带动患者手掌进行掌屈或背屈；所述套索驱动轮A(119)及套索驱动轮B(212)分别通过一个套索驱动单元控制，该腕部扭摆助力康复装置通过各套索驱动单元的驱动控制具有前臂内旋/外旋及腕部掌屈/背屈两个自由度；所述前臂内旋/外旋运动组件(200)包括同步带轮转接件(201)、同步带轮A(202)、同步带B(203)、同步带轮B(204)、同步带轮调整杆(205)、同步带轮轴(206)、连杆A(207)、连杆B(208)、连杆C(209)、连杆D(210)、内旋/外旋保持架(211)、套索驱动轮B(212)、驱动轮转轴B(213)、角度编码器B(215)及角度编码器支撑板B(216)，该内旋/外旋保持架(211)的一端位置可调地安装在所述基座(400)上，另一端分别固接有连杆D(210)和角度编码器支撑板B(216)，所述连杆A(207)为“T”形，该“T”形一条边的一端与连杆B(208)转动连接，该连杆B(208)的另一端与所述连杆D(210)的一端转动连接，所述同步带轮B(204)和连杆C(209)的一端固定连接，并与所述“T”形一条边的另一端转动连接，该连杆C(209)的另一端及套索驱动轮B(212)分别固接于驱动轮转轴B(213)上，该驱动轮转轴B(213)与所述连杆D(210)的另一端转动连接；所述同步带轮转接件(201)与腕部掌屈/背屈运动组件(100)连接，该同步带轮转接件(201)和同步带轮A(202)分别固定安装在同步带轮轴(206)上，并与所述同步带轮调整杆(205)的一端转动连接，该同步带轮调整杆(205)的另一端与“T”形连杆A(207)的另一条边相连，所述同步带B(203)安装在同步带轮A(202)和同步带轮B(204)上；所述套索驱动轮B(212)通过拉线(118)与所述套索驱动单元相连，该套索驱动轮B(212)由套索驱动单元驱动旋转，进而通过连杆A(207)、连杆B(208)、连杆C(209)、连杆D(210)形成的平行四边形机构和同步带轮A(202)、同步带B(203)、同步带轮B(204)形成的同步带传动机构带动同步带轮转接件(201)进行内旋/外旋，进而带动所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)实现内旋/外旋自由度；所述角度编码器B(215)安装在角度编码器支撑板B(216)上，并与所述驱动轮转轴B(213)连接。...

【技术特征摘要】
1.一种可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，其特征在于：包括腕部掌屈/背屈运动组件(100)、前臂内旋/外旋运动组件(200)、前臂固定组件(300)、基座(400)及套索驱动单元，其中前臂固定组件(300)可相对移动地连接于基座(400)上，所述前臂内旋/外旋运动组件(200)安装在该基座(400)上、具有负责动力输出的套索驱动轮B(212)，该套索驱动轮B(212)通过传动装置与所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)连接，带动该腕部掌屈/背屈运动组件(100)进行前臂的内外旋转；所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)具有负责动力输出的套索驱动轮A(119)及由该套索驱动轮A(119)带动的手背靠板(106)，通过所述手背靠板(106)带动患者手掌进行掌屈或背屈；所述套索驱动轮A(119)及套索驱动轮B(212)分别通过一个套索驱动单元控制，该腕部扭摆助力康复装置通过各套索驱动单元的驱动控制具有前臂内旋/外旋及腕部掌屈/背屈两个自由度；所述前臂内旋/外旋运动组件(200)包括同步带轮转接件(201)、同步带轮A(202)、同步带B(203)、同步带轮B(204)、同步带轮调整杆(205)、同步带轮轴(206)、连杆A(207)、连杆B(208)、连杆C(209)、连杆D(210)、内旋/外旋保持架(211)、套索驱动轮B(212)、驱动轮转轴B(213)、角度编码器B(215)及角度编码器支撑板B(216)，该内旋/外旋保持架(211)的一端位置可调地安装在所述基座(400)上，另一端分别固接有连杆D(210)和角度编码器支撑板B(216)，所述连杆A(207)为“T”形，该“T”形一条边的一端与连杆B(208)转动连接，该连杆B(208)的另一端与所述连杆D(210)的一端转动连接，所述同步带轮B(204)和连杆C(209)的一端固定连接，并与所述“T”形一条边的另一端转动连接，该连杆C(209)的另一端及套索驱动轮B(212)分别固接于驱动轮转轴B(213)上，该驱动轮转轴B(213)与所述连杆D(210)的另一端转动连接；所述同步带轮转接件(201)与腕部掌屈/背屈运动组件(100)连接，该同步带轮转接件(201)和同步带轮A(202)分别固定安装在同步带轮轴(206)上，并与所述同步带轮调整杆(205)的一端转动连接，该同步带轮调整杆(205)的另一端与“T”形连杆A(207)的另一条边相连，所述同步带B(203)安装在同步带轮A(202)和同步带轮B(204)上；所述套索驱动轮B(212)通过拉线(118)与所述套索驱动单元相连，该套索驱动轮B(212)由套索驱动单元驱动旋转，进而通过连杆A(207)、连杆B(208)、连杆C(209)、连杆D(210)形成的平行四边形机构和同步带轮A(202)、同步带B(203)、同步带轮B(204)形成的同步带传动机构带动同步带轮转接件(201)进行内旋/外旋，进而带动所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)实现内旋/外旋自由度；所述角度编码器B(215)安装在角度编码器支撑板B(216)上，并与所述驱动轮转轴B(213)连接。2.根据权利要求1所述的可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，其特征在于：所述腕部掌屈/背屈运动组件(100)包括软体束缚带B(102)、软体束缚带C(103)、手背靠板(106)、腕部摆动板(107)、腕部摆动支撑架(109)、多维力传感器(110)、腕部掌屈/背屈安装座(111)、角度编码器A(112)、角度编码器支撑板A(113)、套索安装定位块A(114)、套索安装定位板(115)、腕部掌屈/背屈限位板(116)、同步带A(117)、拉线(118)、套索驱动轮A(119)及驱动轮转轴A(120)，该手背靠板(106)的一侧与所述软体束缚带B(102)和软体束缚带C(103)分别连接，另一侧通过多维力传感器(110)与腕部摆动板(107)相连；所述腕部摆动支撑架(109)的一端与腕部摆动板(107)的一端转动连接，该腕部摆动板(107)的另一端与所述套索驱动轮A(119)连动、且与所述驱动轮转轴A(120)固接，所述腕部摆动支撑架(109)的另一端与该驱动轮转轴A(120)转动连接；所述腕部摆动支撑架(109)上安装有套索安装定位板(115)，角度编码器A(112)通过角度编码器支撑板A(113)安装在该套索安装定位板(115)上，所述角度编码器A(112)通过同步带A(117)与驱动轮转轴A(120)相连，所述套索驱动轮A(119)通过拉线(118)与所述套索驱动单元相连，该拉线(118)分别由套索安装定位板(115)及安装在套索安装定位板(115)上的套索安装定位块A(114)穿过；所述套索驱动轮A(119)由套索驱动单元驱动旋转，进而通过所述腕部摆动板(107)带动手背靠板(106)进行掌屈/背屈；所述腕部摆动支撑架(109)与所述前臂内旋/外旋运动组件(200)相连。3.根据权利要求2所述的可穿戴式腕部扭摆助力康复装置，其特征在于：所述腕部摆动支撑架(109)上安装有腕部掌屈/背屈限位板(116)，该腕部掌屈/背屈限位板(116)的一端固定在腕部摆动支撑架(109)上，另一端位于所述套索驱动轮A(119)的下方；所述套索驱动轮A(119)上分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘连庆，杨铁，于鹏，李宁，赵亮，常俊玲，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：新型
国别省市：辽宁,21