CN109009871A - 一种上肢康复训练机器人 - Google Patents

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何雷
陈煜�
武叶平
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Abstract

本发明公开了一种上肢康复训练机器人，包括操作平台(3)、放置在所述操作平台(3)上且能够在所述操作平台(3)上运动的机器人本体(2)，所述机器人本体(2)包括基座(23)和安装于所述基座(23)上的上肢康复训练装置，所述基座(23)的底部安装有多个与所述操作平台(3)接触的全向轮，所述基座(23)的内部设置有多个用于驱动所述万向轮(26)运动的电机(25)，所述机器人本体(2)还包括与所述电机(25)连接用于控制所述电机(25)运作的控制器，所述控制器与显示器(1)连接。该上肢康复训练机器人有效地解决了一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题。

Description

一种上肢康复训练机器人
技术领域
本发明涉及康复训练设备技术领域，特别是涉及一种上肢康复训练机器人。
背景技术
现有的上肢康复训练机器人产品在技术实现上大都需要外骨骼似的机械臂以及笨重的支撑座；或者对于较简易的关节训练器等仅用传感器来反馈关节位置，但却不能依靠电机控制等技术来实现复杂的康复训练要求。
常规外骨骼上肢康复机器人产品的缺点在于：外骨骼机械臂尺寸大，训练关节数越多长度方向尺寸就越大。机械臂的安装和固定的支撑座在尺寸上和重量上都很大和很重。常规的关节训练器的缺点在于：关节训练的驱动很少是由电机进行驱动和进行位置控制来完成的，使得一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求。
综上所述，如何有效地解决一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题，是目前本领域技术人员急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种上肢康复训练机器人，该上肢康复训练机器人有效地解决了一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题。
为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：
一种上肢康复训练机器人，包括操作平台、放置在所述操作平台上且能够在所述操作平台上运动的机器人本体，所述机器人本体包括基座和安装于所述基座上的上肢康复训练装置，所述基座的底部安装有多个与所述操作平台接触的全向轮，所述基座的内部设置有多个用于驱动所述万向轮运动的电机，所述机器人本体还包括与所述电机连接用于控制所述电机运作的控制器，所述控制器与显示器连接。
优选地，一个所述控制器控制一个所述电机，一个所述电机通过减速装置驱动一个所述全向轮。
优选地，还包括与所述控制器连接的显示器，所述显示器用于显示所述控制器的训练游戏内容。
优选地，所述操作平台上布置有位置标识二维码，所述基座的底部设置有识别所述位置标识二维码的摄像头。
优选地，所述操作平台为可升降平台。
优选地，所述上肢康复训练装置包括前臂固定装置、腕关节训练装置以及手部训练装置，所述前臂固定装置、所述腕关节训练装置以及所述手部训练装置固定在一根纵梁上，在训练开始前患者可控制施加在所述纵梁上的力进行力的校准。
本发明所提供的上肢康复训练机器人，包括操作平台、机器人本体和控制器，机器人本体放置在操作平台上，且能够在操作平台上运动。机器人本体包括基座和上肢康复训练装置，上肢康复训练装置安装于基座上。基座的底部安装有多个全向轮，全向轮与操作平台接触，能够在操作平台移动。基座的内部设置有多个电机，电机用于驱动万向轮运动。控制器与电机连接，用于控制电机运作，控制器与显示器连接。
本发明所提供的上肢康复训练机器人，以实现上肢康复训练机器人的基座在水平面上任意方向的运动，使患者的上肢跟随互动训练游戏进行相应的关节的训练。该上肢康复训练机器人可以进行主动和被动方面的上肢的评估和训练，包括肩关节，肘关节，腕关节和指关节的评估和训练。在被动模式下，由控制器控制，电机驱动全向轮，带动全向轮，使患者的上肢跟随互动训练游戏进行相应的关节的训练。电机控制全向轮使机器人本体可以在操作平台内向任何方向移动。在主动模式下，由患者带动全向轮进行游戏训练进而达到对相应关节进行训练的效果。
上肢康复训练机器人将各关节辅助支架与基座相结合形成便携式可移动式的迷你型的上肢康复训练机器人，与一般的带独立机械臂支承座的上肢康复训练机器人和穿戴式的关节训练器在外形上截然不同，结构简单，易于控制，便于操作，有很高的辨识度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明中一种具体实施方式所提供的上肢康复训练机器人的结构示意图；
图2为图1中机器人本体的第一结构示意图；
图3为机器人本体的第二结构示意图；
图4为机器人本体的第三结构示意图；
图5为机器人本体的第四结构示意图；
图6为机器人本体和操作平台的结构示意图。
附图中标记如下：
1-显示器、2-机器人本体、3-操作平台、21-腕关节训练装置、22-手部训练装置、23-基座、24-前臂固定装置、25-电机、26-万向轮、27-摄像头、31-位置标识二维码。
具体实施方式
本发明的核心是提供一种上肢康复训练机器人，该上肢康复训练机器人有效地解决了一般的关节训练器无法满足复杂的康复训练要求等问题。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1至图6，图1为本发明中一种具体实施方式所提供的上肢康复训练机器人的结构示意图；图2为图1中机器人本体的第一结构示意图；图3为机器人本体的第二结构示意图；图4为机器人本体的第三结构示意图；图5为机器人本体的第四结构示意图；图6为机器人本体和操作平台的结构示意图。
在一种具体实施方式中，本发明所提供的上肢康复训练机器人，包括操作平台3、机器人本体2和控制器，机器人本体2放置在操作平台3上，且能够在操作平台3上运动。机器人本体2包括基座23和上肢康复训练装置，上肢康复训练装置安装于基座23上。基座23的底部安装有多个全向轮，全向轮与操作平台3接触，能够在操作平台3移动。基座23的内部设置有多个电机25，电机25用于驱动万向轮26运动。控制器与电机25连接，用于控制电机25运作，控制器与显示器1连接。
本发明所提供的上肢康复训练机器人，以实现上肢康复训练机器人的基座23在水平面上任意方向的运动，使患者的上肢跟随互动训练游戏进行相应的关节的训练。该上肢康复训练机器人可以进行主动和被动方面的上肢的评估和训练，包括肩关节，肘关节，腕关节和指关节的评估和训练。在被动模式下，由控制器控制，电机25驱动全向轮，带动全向轮，使患者的上肢跟随互动训练游戏进行相应的关节的训练。电机25控制全向轮使机器人本体2可以在操作平台3内向任何方向移动。在主动模式下，由患者带动全向轮进行游戏训练进而达到对相应关节进行训练的效果。
上肢康复训练机器人将各关节辅助支架与基座23相结合形成便携式可移动式的迷你型的上肢康复训练机器人，与一般的带独立机械臂支承座的上肢康复训练机器人和穿戴式的关节训练器在外形上截然不同，结构简单，易于控制，便于操作，有很高的辨识度。
上述上肢康复训练机器人仅是一种优选方案，具体并不局限于此，在此基础上可根据实际需要做出具有针对性的调整，从而得到不同的实施方式，一个控制器控制一个电机25，一个电机25通过减速装置驱动一个全向轮，一对一控制、驱动，多个万向轮26的运动相互独立，互不影响，减少故障，控制方便。
在上述具体实施方式的基础上，本领域技术人员可以根据具体场合的不同，对上肢康复训练机器人进行若干改变，还包括显示器1，显示器1与控制器连接，显示器1用于显示控制器的训练游戏内容，直观显示互动训练游戏界面以及选择过程，观察方便，较为直观。显示器1可以为液晶显示器，较为清晰。
显然，在这种思想的指导下，本领域的技术人员可以根据具体场合的不同对上述具体实施方式进行若干改变，操作平台3上布置有位置标识二维码31，基座23的底部设置有摄像头27，摄像头27能够识别位置标识二维码31，摄像头27与控制器连接，控制器控制摄像头27对位置标识二维码31位置进行读取和识别，以获得当前位置，并通过控制器控制电机25驱动全向轮使机器人本体2从一个点位置移动到下一个点位置，最终机器人本体2在控制器控制下带动上肢完成医生/治疗师设定的关节运动轨迹。位置标识二维码31和摄像头27实现上肢康复训练机器人的基座23在水平操作平台3运动的位置控制和位置反馈。
需要特别指出的是，本发明所提供的上肢康复训练机器人不应被限制于此种情形，操作平台3为可升降平台，高度可调节，可以根据患者高度要求调节操作平台3的高度，较为方便。操作平台3为可升降平台只是一种优选的实施方式，并不是唯一的，也可以不能升降，高度固定，结构更加简单，易于加工，成本较低。
本发明所提供的上肢康复训练机器人，在其它部件不改变的情况下，上肢康复训练装置包括前臂固定装置24、腕关节训练装置21以及手部训练装置22，前臂固定装置24、腕关节训练装置21以及手部训练装置22固定在一根纵梁上，在训练开始前患者可控制施加在纵梁上的力进行力的校准。前臂固定装置24固定手臂，可根据患者前臂的长度进行调节使用方便。腕关节训练装置21可对腕关节进行训练，手部训练装置22能够让患者进行拇指和其余四指进行训练。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种上肢康复训练机器人，其特征在于，包括操作平台(3)、放置在所述操作平台(3)上且能够在所述操作平台(3)上运动的机器人本体(2)，所述机器人本体(2)包括基座(23)和安装于所述基座(23)上的上肢康复训练装置，所述基座(23)的底部安装有多个与所述操作平台(3)接触的全向轮，所述基座(23)的内部设置有多个用于驱动所述万向轮(26)运动的电机(25)，所述机器人本体(2)还包括与所述电机(25)连接用于控制所述电机(25)运作的控制器，所述控制器与显示器(1)连接。
2.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，一个所述控制器控制一个所述电机(25)，一个所述电机(25)通过减速装置驱动一个所述全向轮。
3.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，还包括与所述控制器连接的显示器(1)，所述显示器(1)用于显示所述控制器的训练游戏内容。
4.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，所述操作平台(3)上布置有位置标识二维码(31)，所述基座(23)的底部设置有识别所述位置标识二维码(31)的摄像头(27)。
5.根据权利要求1所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，所述操作平台(3)为可升降平台。
6.根据权利要求1-5任一项所述的上肢康复训练机器人，其特征在于，所述上肢康复训练装置包括前臂固定装置(24)、腕关节训练装置(21)以及手部训练装置(22)，所述前臂固定装置(24)、所述腕关节训练装置(21)以及所述手部训练装置(22)固定在一根纵梁上，在训练开始前患者可控制施加在所述纵梁上的力进行力的校准。
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