本發(fā)明涉及康復醫(yī)療器械領域，具體涉及一種輔助腕關節(jié)康復的自適應并聯(lián)康復訓練裝置。

背景技術：

腕關節(jié)是人體最復雜的關節(jié)之一，腕關節(jié)位于人體上肢，腕關節(jié)在人體上肢做支撐、推拉等運動過程中承受著很大的負荷，因此在日常生活中和體育運動中極易受損。在日?；顒又衅鹬鴺O其重要的作用。隨著自然災害的頻發(fā)以及意外事故的傷亡，腕關節(jié)的骨折發(fā)病率也隨之增高，此外社會老齡化的加劇使得中風偏癱的人數(shù)增多，使得腕關節(jié)失去活動能力。因此對于人體腕關節(jié)的治療顯得尤為重要。傳統(tǒng)的治療方式為康復治療師對患者進行一對一的訓練，這種治療不僅價格昂貴、耗費時長，而且在康復訓練的過程中既不能精確的控制訓練參數(shù)和記錄實時的訓練數(shù)據(jù)也不能反饋訓練的參數(shù)與指標，如果治療醫(yī)師經驗不足，甚至造成二次損傷。因此，在腕關節(jié)康復訓練過程中的使用腕關節(jié)康復機構，不僅可以提升康復訓練效率、減少昂貴的開銷、減輕康復醫(yī)師的工作量，而且可以通過實時記錄訓練參數(shù)來更好的反饋患者的康復效果。

目前人體腕關節(jié)康復機器人多是將人體腕關節(jié)模型看做軸線固定且相交的萬向節(jié)關節(jié)。而根據(jù)人體解剖學可知：腕關節(jié)是人體關節(jié)中結構最復雜的關節(jié)之一，腕關節(jié)運動不僅僅是簡單的尺/橈偏、屈/伸運動，也就是說腕關節(jié)做尺/橈偏、屈/伸運動的軸線是在空間內運動的。如果在設計康復裝置時仍把尺/橈偏、屈/伸運動的轉動中心看成固定不變，則在康復訓練過程中必會導致人機之間的不相容，嚴重時可能會導致腕關節(jié)的二次損傷。因此，設計一個不僅能夠較好的解決了人機的相容性問題，而且使人在康復訓練過程中更加舒適的腕關節(jié)康復機器人是非常有意義的。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是，發(fā)明一種能滿足腕關節(jié)康復運動需求(即腕關節(jié)的尺偏/橈偏，前屈/后伸運動)，且在康復的過程中自適應腕關節(jié)軸線的移動，使得患者在康復的過程中更加的舒適、自然。該裝置由手部支架，頂部支架，側面支架，第一支鏈，第二支鏈，前臂支撐架，前臂支座組成。該裝置本身具有有六個自由度，當穿戴到人體后，由于腕關節(jié)兩個廣義的轉動自由度限制了機構的四個自由度，使得整個機構穿戴到人體后只有腕關節(jié)的兩個廣義轉動自由度，人體穿戴后整個機構在運動過程中其轉動中心始終與人體腕關節(jié)轉動中心重合，因此本發(fā)明較好的解決了人機的相容性問題，使人在康復訓練過程中感到較好的舒適性。

本發(fā)明解決技術問題所采用的方案是：

一種腕關節(jié)康復訓練裝置，其特征在于：包括手部支架(1)、頂部支架(2)、側面支架(3)、第一支鏈(4)、第二支鏈(5)、前臂支撐架(6)、前臂支座(7)。

進一步地，所述手部支架(1)上開設第一螺紋孔(11)、第二螺紋孔(12)、手部綁縛孔(13)。

進一步地，所述頂部支架(2)上開設有頂部支架第一螺紋孔(21)、頂部支架第二螺紋孔(23)；側面支架(3)上開設有側面支架第一螺紋孔(31)、側面支架第二螺紋孔(33)。

進一步地，所述頂部支架(2)與手部支架(1)通過頂部支架緊固螺釘(22)連接；側面支架(3)與手部支架(1)通過側面支架緊固螺釘(32)連接。

進一步地，所述第一支鏈(4)包括第一緊固螺釘(41)、第一支鏈S副組件一(42)、第一支鏈S副組件二(43)、第一支鏈S副組件三(44)、S副連桿一(45)、第一直線電機(46)、U副連桿一(47)、第一支鏈U副組件一(48)、第一支鏈U副組件二(49)。

進一步地，第一支鏈S副組件一(42)通過第一緊固螺釘(41)與頂部支架(2)固定連接，第一支鏈S副組件一(42)、第一支鏈S副組件二(43)、第一支鏈S副組件三(44)組成球副與S副連桿一(45)連接，第一支鏈U副組件一(48)、第一支鏈U副組件二(49)組成胡克副與U副連桿一(47)連接，其中S副連桿一(45)、U副連桿一(47)之間連接第一直線電機(46)。

進一步地，所述第二支鏈(5)包括第二緊固螺釘(51)、第二支鏈S副組件一(52)、第二支鏈S副組件二(53)、第二支鏈S副組件三(54)、S副連桿二(55)、第二直線電機(56)、U副連桿二(57)、第二支鏈U副組件一(58)、第二支鏈U副組件二(59)。

進一步地，第二支鏈S副組件一(52)通過第一緊固螺釘(51)與側面支架(3)固定連接，第二支鏈S副組件一(52)、第二支鏈S副組件二(53)、第二支鏈S副組件三(54)組成球副與S副連桿二(55)連接，第二支鏈U副組件一(58)、第二支鏈U副組件二(59)組成胡克副與U副連桿二(57)連接，其中S副連桿二(55)、U副連桿二(57)之間連接第二直線電機(56)。

進一步地，所述前臂支撐架(6)上開設有前臂綁縛孔(61)、前臂支架第一螺紋孔(62)、前臂支架第一軸承孔(63)、前臂支架第二螺紋孔(64)前臂支架第二軸承孔(65)。

進一步地，所述前臂支架第一軸承孔(63)內安放第一轉動軸承(103)、第一支鏈U副組件二(49)，通過第一軸承端蓋(101)固定在前臂支撐架(6)上，前臂支架第二軸承孔(65)內安放第二轉動軸承(111)、第二支鏈U副組件二(59)，通過第二軸承端蓋(115)固定在前臂支撐架(6)上。

進一步地，所述第一軸承端蓋(101)上開設有第一軸承端蓋螺紋孔(104)，通過第一軸承端蓋緊固螺釘(105)固定到前臂支架第一螺紋孔(62)處，所述第二軸承端蓋(112)上開設有第一軸承端蓋螺紋孔(115)，通過第二軸承端蓋緊固螺釘(117)固定到前臂支架第二螺紋孔(63)處。

進一步地，所述第一支鏈U副組件一(48)與第一支鏈U副組件二(49)用U副第一緊固螺釘(107)通過U副第一組件螺紋孔一(106)、U副第二組件螺紋孔二(102)連接，第二支鏈U副組件一(58)與第一支鏈U副組件二(59)用U副第二緊固螺釘(114)通過U副第一組件螺紋孔三(113)、U副第二組件螺紋孔四(116)連接。

本發(fā)明采用以上技術方案，創(chuàng)新設計出了一種自適應的并聯(lián)腕關節(jié)康復機器人。該裝置不僅能完全滿足腕關節(jié)康復運動需要，而且有結構簡單、安裝緊湊、使用方便、驅動平穩(wěn)，制造成本低的優(yōu)點。此外，人體穿戴后整個機構在運動過程中其轉動中心始終與人體腕關節(jié)轉動中心重合，較好的解決了人機的相容性問題，由于該康復裝置采用了并聯(lián)機構，與串聯(lián)的手腕康復裝置相比有著較好的剛度和運動學性能。

下面結合附圖對本發(fā)明一種基于自適應的并聯(lián)腕關節(jié)康復機器人作進一步說明。

附圖說明

圖1為腕關節(jié)人體模型運動示意圖；

圖2為本發(fā)明一種腕關節(jié)康復機器人的總體結構圖；

圖3為本發(fā)明一種腕關節(jié)康復裝置的手部支架模塊的連接示意圖；

圖4為本發(fā)明一種腕關節(jié)康復裝置的第一支鏈、第二支鏈連接示意圖；

圖5為本發(fā)明一種腕關節(jié)康復裝置的前臂支撐架模塊的連接示意圖；

圖6為本發(fā)明一種腕關節(jié)康復裝置的前臂支座結構示意圖；

圖1—圖5中：J1-尺偏/橈偏軸線，J2-屈/伸軸線，1-手部支架，11—第一螺紋孔，12—第二螺紋孔，13-手部綁縛孔，2—頂部支架，21—頂部支架第一螺紋孔，22—頂部支架緊固螺釘，23—頂部支架第二螺紋孔，24—S副第一緊固螺釘，3—側面支架，31—側面支架第二螺紋孔，32-側面支架緊固螺釘，33—側面支架第二螺紋孔，34—S副第二緊固螺釘，4-第一支鏈，41—第一緊固螺釘，42—第一支鏈S副組件一，43—第一支鏈S副組件二，44—第一支鏈S副組件三，45-S副連桿一，46-第一直線電機，47-第一支鏈U副連桿一，48-第一支鏈U副組件一，49-第一支鏈U副組件二，5-第二支鏈，51-第二緊固螺釘，52—第二支鏈S副組件一，53—第二支鏈S副組件二，54—第二支鏈S副組件三，55-S副連桿二，56-第二直線電機，57-U副連桿二，58-第二支鏈U副組件一，59-第二支鏈U副組件二，6-前臂支撐架，61-前臂綁縛孔，62-前臂支架第一螺紋孔，63-前臂支架第一軸承孔，64-前臂支架第二螺紋孔，65-前臂支架第二軸承孔，7-前臂支座，101-第一軸承端蓋，102-第一U副螺紋孔一，103-第一滾動軸承，104-第一軸承端蓋螺紋孔，105-第一軸承端蓋緊固螺釘，106-第一U副螺紋孔二，107-U副第一緊固螺釘，111-第二滾動軸承，112-第二軸承端蓋，113-第二U副螺紋孔一，114-U副第二緊固螺釘，115-第二軸承端蓋螺紋孔，116-第二U副螺紋孔二，117-第二軸承端蓋緊固螺釘。

具體實施方式

如圖1—圖5所示，本發(fā)明為一種種基于自適應的并聯(lián)腕關節(jié)康復機器人，具有兩個轉動自由度，采用并聯(lián)的結構形式：即采用兩個驅動支鏈UPS的并聯(lián)機構。該裝置主要包括手部支架(1)、頂部支架(2)、側面支架(3)、第一支鏈(4)、第二支鏈(5)前臂支撐架(6)、前臂支座(7)。在進行康復訓練過程中，首先用彈性綁帶將患者的前臂與前臂支架(6)進行綁縛，將患者的手部與手部支架(1)進行綁縛，然后將手臂置于前臂支座(7)上，在進行綁縛之前要盡量調整好患者前臂與手掌的位姿，防止人機之間出現(xiàn)較大位移，在康復的過程中使患者感到不適，造成二次損傷。

當康復裝置與人體綁縛后，將前臂置于前臂支架(7)上便可以進行康復訓練，對兩個驅動支鏈(4、5)上的直線電機(46、56)進行驅動便可以使該裝置進行兩個方向的旋轉運動，即實現(xiàn)了該裝置繞J1、J2軸線的轉動；由于該機構在康復運動的過程中可以時刻保持腕關節(jié)的轉動軸線與機構轉動軸線的動態(tài)重合，所以較好的解決了人機的相容性問題，使人在康復訓練過程中感到更加的舒適。

綜上可知，此腕關節(jié)康復機器人可以實現(xiàn)繞J1、J2軸線的轉動，即手腕的尺/橈偏，屈/伸運動，由于保證了腕關節(jié)的轉動中心與機構轉動中心的動態(tài)重合。故此腕關節(jié)康復機器人能夠有效地實現(xiàn)腕關節(jié)的康復訓練。