CN113208869A - 手部康复训练装置及全上肢康复机器人 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种手部康复训练装置及全上肢康复机器人，涉及外骨骼机器人技术领域，为解决现有手部康复机器人与手指的贴合效果较差的问题而设计。该手部康复训练装置包括穿戴部和安装于穿戴部的手指训练组件，手指训练组件至少为一组；手指训练组件包括安装座、伸缩管和流体充放管，安装座固定设置于穿戴部；伸缩管设置于安装座，且在手部康复训练装置的穿戴状态下，伸缩管跨越手指的一个关节；流体充放管与伸缩管连通，流体充放管被配置为对伸缩管充放流体，以控制伸缩管伸长或缩短；穿戴部至少在与伸缩管相对的位置处可弹性变形。该全上肢康复机器人包括上述手部康复训练装置。本发明能够与患者的手指进行较好的贴合。

Description

手部康复训练装置及全上肢康复机器人

技术领域

本发明涉及外骨骼机器人技术领域，具体而言，涉及一种手部康复训练装置及全上肢康复机器人。

背景技术

脑卒中俗称中风，是由于脑血管堵塞或破裂而造成的急性脑血管循环障碍疾病，具有高发病率、高死亡率、高致残率和高复发率等特点。在中风患者中只有少数轻微患者可以自然恢复，大部分中风患者都会遗留下残疾。对于中风患者来说，术后的康复训练至关重要，在传统的中风康复治疗中，医师通常以徒手方式对患者进行一对一的康复治疗，医师个人的治疗手段、经验差异、主观意识以及疲劳程度会直接影响治疗效果，并且，治疗过程劳动强度大，护理成本高昂，医师和患者的比例严重失衡，已难以满足日益增长的医疗需求。

近年来，康复机器人已经成为中风康复治疗领域的研究热点，它可以辅助甚至替代医师为患者提供更加持续、有效以及更加具有针对性的康复训练治疗，以缓解康复医疗人力资源紧缺的问题。而且，康复机器人还可以实时记录患者达到治疗数据，为病情评估和方案改进提供客观依据。

目前，已经有很多上肢康复机器人被研制出来，并实际应用于脑卒中患者的康复训练中。由于脑卒中患者的手部力量较小，因而，需要利用手部康复机器人对其手部进行康复训练。

然而，现有的手部康复机器人多采用刚性手掌，这就导致其在使用过程中难以做到与患者的手部很好贴合，而且，这种采用刚性手掌的手部康复机器人结构复杂、控制困难、使用安全性较差。

发明内容

本发明的第一个目的在于提供一种手部康复训练装置，以解决现有手部康复机器人与手指的贴合效果较差的技术问题。

本发明提供的手部康复训练装置，包括穿戴部和安装于所述穿戴部的手指训练组件，所述手指训练组件至少为一组；所述手指训练组件包括安装座、伸缩管和流体充放管，其中，所述安装座固定设置于所述穿戴部；所述伸缩管设置于所述安装座，且在所述手部康复训练装置的穿戴状态下，所述伸缩管跨越手指的一个关节；所述流体充放管与所述伸缩管连通，所述流体充放管被配置为对所述伸缩管充放流体，以控制所述伸缩管伸长或缩短；所述穿戴部至少在与所述伸缩管相对的位置处可弹性变形。

进一步地，每组所述手指训练组件中，所述伸缩管的数量为多个，多个所述伸缩管分别与手指的多个关节一一对应。

进一步地，所述手指训练组件还包括若干连接管，每组手指训练组件中，任意相邻两个所述伸缩管之间通过所述连接管连通，所述流体充放管和与其邻近的所述伸缩管之间通过所述连接管连通。

进一步地，所述手指训练组件还包括手指动力源模块，所述手指动力源模块包括流体泵、进流阀和排流阀，其中，所述流体泵被配置为向所述流体充放管中的流体提供动力，所述流体泵具有流体进入口和流体排出口，所述流体进入口连接所述排流阀，所述流体排出口连接所述进流阀。

进一步地，所述手部康复训练装置还包括IO控制卡，所述手指动力源模块中的所述流体泵、所述排流阀和所述进流阀均与所述IO控制卡电连接。

进一步地，所述伸缩管具有弹性。

进一步地，所述流体为气体。

进一步地，所述手指训练组件为五组，分别为小指训练组件、无名指训练组件、中指训练组件、食指训练组件和拇指训练组件。

本发明手部康复训练装置带来的有益效果是：

通过设置主要由穿戴部和至少一组手指训练组件组成的手部康复训练装置，其中，手指训练组件安装于穿戴部，用于辅助人体手指进行康复训练。手指训练组件包括固定设置于穿戴部的安装座、设置于安装座的伸缩管以及与伸缩管连通的流体充放管。在该手部康复训练装置的穿戴状态下，伸缩管跨越手指的一个关节；流体充放管用于对伸缩管充放流体，以控制伸缩管伸长或缩短；穿戴部至少在于伸缩管相对的位置处可发生弹性变形。

当需要对患者的手部进行康复训练时，可通过穿戴部将手部康复训练装置固定于患者的手部，并使手指训练组件的伸缩管跨越手指的一个关节；然后，控制流体充放管对伸缩管充放流体。其中，当需要进行手指的屈曲康复训练时，可以利用流体充放管向伸缩管充填流体，使伸缩管伸长，由于伸缩管是跨越手指的关节设置的，故随着伸缩管的逐渐伸长，手指的关节屈度将增大，从而实现手指的屈曲康复训练；当需要进行手指的伸展康复训练时，可以利用流体充放管将伸缩管中的流体放出，并使伸缩管内呈负压状态，使伸缩管缩短，此时，随着伸缩管的逐渐缩短，手指的关节屈度将减小，从而实现手指的伸展康复训练。

该手部康复训练装置通过设置跨越手指关节的伸缩管，利用流体充放管对伸缩管的充放流体操作，即可实现关节的屈曲、伸展康复训练，其中，伸缩管的伸长、缩短状态能够很好地适应手指关节的屈曲、伸展状态，使得二者的贴合效果较好，从而使得对患者手指的康复效果较好。

此外，该手部康复训练装置在使用过程中，还可以根据患者的手指康复情况对伸缩管中的流体流量进行控制，使得其能够对不同手指的康复情况更加全面地适应。并且，该手部康复训练装置无需设置复杂的连杆机构，结构简单，便于控制。

本发明的第二个目的在于提供一种全上肢康复机器人，以解决现有手部康复机器人与手指的贴合效果较差的技术问题。

本发明提供的全上肢康复机器人，包括支撑座、手臂外骨骼和上述手部康复训练装置，所述手臂外骨骼安装于所述支撑座，所述手臂外骨骼被配置为辅助人体手臂进行康复训练；所述手部康复训练装置安装于所述手臂外骨骼，所述手部康复训练装置被配置为辅助人体手部进行康复训练。

进一步地，所述手臂外骨骼包括肩关节外摆/内收模块、肩关节前屈/后伸模块、肩关节旋内/旋外模块、肘关节屈曲/伸展模块、前臂旋前/旋后模块和腕关节背屈/掌屈模块，所述腕关节背屈/掌屈模块连接有固定座，所述固定座具有容纳空间，所述手部康复训练装置的手指动力源模块位于所述容纳空间。

进一步地，所述腕关节背屈/掌屈模块包括腕关节背屈/掌屈电机，所述腕关节背屈/掌屈电机安装于所述固定座，其中，所述腕关节背屈/掌屈电机的输出轴固定连接有驱动支架，所述手部康复训练装置的穿戴部通过过载分离结构与所述驱动支架连接，所述过载分离结构被配置为在所述腕关节背屈/掌屈的辅助力超过设定值时，断开所述穿戴部与所述驱动支架的连接。

进一步地，所述过载分离结构包括魔术贴。

进一步地，所述支撑座包括外壳、高度调节装置和连接杆，所述高度调节装置安装于所述外壳，所述连接杆安装于所述高度调节装置，其中，所述肩关节外摆/内收模块安装于所述连接杆，所述高度调节装置被配置为调节所述连接杆的高度。

进一步地，所述外壳具有安装腔，所述安装腔设置有工控主机和电源模块，所述工控主机被配置为控制所述手臂外骨骼和所述手部康复训练装置的动作，所述电源模块被配置为向所述手臂外骨骼和所述手部康复训练装置中的用电部件供电。

进一步地，所述支撑座还包括底座，所述底座安装于所述外壳的底部，所述底座被配置为承载所述外壳；其中，所述底座包括座体和设置于所述座体的底部的滚轮，所述外壳固定设置于所述座体。

本发明全上肢康复机器人带来的有益效果是：

通过在全上肢康复机器人中设置上述手部康复训练装置，相应地，该全上肢康复机器人具有上述手部康复训练装置的所有优势，在此不再一一赘述。

此外，通过在全上肢康复机器人中设置手臂外骨骼，使得该全上肢康复机器人能够满足对患者手部和手臂进行康复训练的要求，其中，对于手部的康复训练和对于手臂的康复训练既可以单独进行，也可以组合进行，具有较高的实用性。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的手部康复训练装置的局部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的手部康复训练装置在另一视角下的局部结构示意图；

图3为本发明实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之一；

图4为本发明实施例提供的全上肢康复机器人的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之二；

图6为本发明实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之三。

附图标记说明：

10-手部康复训练装置；20-手臂外骨骼；30-支撑座；

101-小指训练组件；102-无名指训练组件；103-中指训练组件；104-食指训练组件；105-拇指训练组件；106-穿戴部；

1011-伸缩管；1012-连接管；1013-安装座；1014-流体充放管；

1061-穿戴魔术贴；

201-肩关节外摆/内收模块；202-肩关节前屈/后伸模块；203-肩关节旋内/旋外模块；204-肘关节屈曲/伸展模块；205-前臂旋前/旋后模块；206-腕关节背屈/掌屈模块；

2031-第一绑缚结构；2032-第一长度调节装置；

2051-第二绑缚结构；2052-第二长度调节装置；

2061-腕关节背屈/掌屈电机；2062-固定座；2063-驱动支架；2064-从动支架；2065-过载分离结构；

2071-小指动力源模块；2072-无名指动力源模块；2073-中指动力源模块；2074-食指动力源模块；2075-拇指动力源模块；2076-IO控制卡；

20711-小指进流阀；20712-小指流体泵；20713-小指排流阀；

301-连接杆；302-高度调节装置；303-外壳；304-工控主机；305-电源模块；306-配重块；307-底座。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1为本实施例提供的手部康复训练装置10的局部结构示意图，图2为本实施例提供的手部康复训练装置10在另一视角下的局部结构示意图。如图1和图2所示，本实施例提供了一种手部康复训练装置10，包括穿戴部106和安装于穿戴部106的手指训练组件，手指训练组件至少为一组。具体地，手指训练组件包括安装座1013、伸缩管1011和流体充放管1014，其中，安装座1013固定设置于穿戴部106；伸缩管1011设置于安装座1013，且在手部康复训练装置10的穿戴状态下，伸缩管1011跨越手指的一个关节；流体充放管1014与伸缩管1011连通，流体充放管1014被配置为对伸缩管1011充放流体，以控制伸缩管1011伸长或缩短；穿戴部106至少在与伸缩管1011相对的位置处可弹性变形。

当需要对患者的手部进行康复训练时，可通过穿戴部106将手部康复训练装置10固定于患者的手部，并使手指训练组件的伸缩管1011跨越手指的一个关节；然后，控制流体充放管1014对伸缩管1011充放流体。其中，当需要进行手指的屈曲康复训练时，可以利用流体充放管1014向伸缩管1011充填流体，使伸缩管1011伸长，由于伸缩管1011是跨越手指的关节设置的，故随着伸缩管1011的逐渐伸长，手指的关节屈度将增大，从而实现手指的屈曲康复训练；当需要进行手指的伸展康复训练时，可以利用流体充放管1014将伸缩管1011中的流体放出，并使伸缩管1011内呈负压状态，使伸缩管1011缩短，此时，随着伸缩管1011的逐渐缩短，手指的关节屈度将减小，从而实现手指的伸展康复训练。

该手部康复训练装置10通过设置跨越手指关节的伸缩管1011，利用流体充放管1014对伸缩管1011的充放流体操作，即可实现关节的屈曲、伸展康复训练，其中，伸缩管1011的伸长、缩短状态能够很好地适应手指关节的屈曲、伸展状态，使得二者的贴合效果较好，从而使得对患者手指的康复效果较好。

此外，该手部康复训练装置10在使用过程中，还可以根据患者的手指康复情况对伸缩管1011中的流体流量进行控制，使得其能够对不同手指的康复情况更加全面地适应。并且，该手部康复训练装置10无需设置复杂的连杆机构，结构简单，便于控制。

本实施例中，穿戴部106整体均可发生弹性变形。如此设置，一方面，能够实现穿戴部106与手掌的更好固定，另一方面，穿戴部106可以由同一种材质制成，制作成本较低。

优选地，本实施例中，穿戴部106采用弹性布料缝制成手掌的形状，并且，在手掌靠近手腕的部位设置穿戴魔术贴1061。

如此设置，使得该手部康复训练装置10在使用时，能够固定于患者的手掌，稳定性较好，而且，通过穿戴魔术贴1061实现穿戴部106的闭合，一方面，能够适应不同大小的手掌，通用化程度较高，另一方面，在穿戴时只需操作穿戴部106即可，无需反复移动患肢，减少了对患肢造成的负担甚至是二次损伤，并且，穿戴魔术贴1061进行固定的形式，便于单手进行操作。

在其他实施例中，也可以将穿戴部106设置为与人体的手指相对应，以将穿戴部106固定于人体的手指。

请继续参照图1和图2，本实施例中，手指训练组件为五组，分别为小指训练组件101、无名指训练组件102、中指训练组件103、食指训练组件104和拇指训练组件105。其中，小指训练组件101用于对人体的小指进行康复训练，无名指训练组件102用于对人体的无名指进行康复训练，中指训练组件103用于对人体的中指进行康复训练，食指训练组件104用于对人体的食指进行康复训练，拇指训练组件105用于对人体的拇指进行康复训练。

通过将手指训练组件设置为五组，能够提供五个手指的屈伸自由度，从而实现对患者小指、无名指、中指、食指和拇指五个手指的单独或组合康复训练，在进行五个手指的组合康复训练时，小指训练组件101、无名指训练组件102、中指训练组件103、食指训练组件104和拇指训练组件105可以同时工作，从而大大提高患者手部的康复训练效率。

需要说明的是，本实施例中，小指训练组件101、无名指训练组件102、中指训练组件103、食指训练组件104和拇指训练组件105的结构相似，工作原理相同，故下述文字中，仅以小指训练组件101为例进行示例性说明，无名指训练组件102、中指训练组件103、食指训练组件104和拇指训练组件105的结构及工作原理不再进行赘述。

本实施例中，用于控制伸缩管1011伸长和缩短的流体为气体。气体来源广泛，成本较低，而且，在气体排出后，无需对其进行额外的收集处理，对环境污染较小。

在其他实施例中，用于控制伸缩管1011伸长和缩短的流体也可以为液体。

具体地，本实施例中，伸缩管1011具有弹性。

弹性的伸缩管1011的设置形式，利于伸缩管1011的伸长和缩短。具体地，在伸缩管1011中没有流体的状态下，伸缩管1011处于中间状态，小指表现为自然状态；在向伸缩管1011中充入流体的状态下，伸缩管1011处于伸长状态，小指表现为屈曲状态；在利用流体充放管1014将伸缩管1011中的流体排出的状态下，伸缩管1011处于缩短状态，小指表现为伸展状态。通过充入流体和排出流体，能够很好地辅助小指完成屈曲和伸展动作。

请继续参照图1，本实施例中，小指训练组件101中，伸缩管1011的数量为多个，多个伸缩管1011分别与小指的多个关节一一对应。

通过上述设置，使得小指训练组件101能够同时对小指的多个关节进行康复训练，效率较高。

请继续参照图1，本实施例中，小指训练组件101还包括若干连接管1012，具体地，小指训练组件101中，任意相邻的两个伸缩管1011之间通过连接管1012连通，流体充放管1014和与其邻近的伸缩管1011之间通过连接管1012连通。

通过设置连接管1012，实现了流体充放管1014与多个伸缩管1011的同时连通，使得在利用流体充放管1014充入和排出流体时，多个伸缩管1011能够同时伸长和缩短，省去了需要为每个伸缩管1011单独设置流体充放管1014的繁琐步骤，不仅降低成本，而且，避免了管路过多导致的缠绕问题，还使得装置整体的结构更加紧凑化，从而有利于本实施例手部康复训练装置10的小型化设计。

图3为本实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之一。如图3所示，小指训练组件101还可以包括小指动力源模块2071，具体地，小指动力源模块2071包括小指流体泵20712、小指进流阀20711和小指排流阀20713，其中，小指流体泵20712被配置为向流体充放管1014中的流体提供动力，小指流体泵20712具有流体进入口和流体排出口，流体进入口连接小指排流阀20713，流体排出口连接小指进流阀20711。

当需要使小指进行屈曲康复训练时，可以使小指进流阀20711打开、小指排流阀20713关闭，使得小指流体泵20712可以通过流体排出口向伸缩管1011输入流体，以使伸缩管1011伸长，从而控制小指屈伸；当需要使小指进行伸展康复训练时，可以使小指进流阀20711关闭、小指排流阀20713打开，使得伸缩管1011中的流体可以通过小指流体泵20712的流体进入口排出，以使伸缩管1011缩短，从而控制小指伸展。

通过在小指训练组件101中设置小指动力源模块2071，提高了小指屈伸康复训练的自动化程度，进一步减轻劳动强度、降低劳动成本。

需要说明的是，本实施例中，小指流体泵20712采用微型直流无刷隔膜气泵，它是根据容积式泵的原则设计而成的，由电机转动提供动力，通过电机上的偏心轮驱动橡胶循环往复运动，在腔体内形成吸排动作，通过配合小指进流阀20711和小指排流阀20713的闭合打开，从而达到吸入排出气体的功能，并且，可以通过调节电机的转速来控制吸入排出气体的速度。

请继续参照图3，本实施例中，该手部康复训练装置10还可以包括IO控制卡2076，其中，小指动力源模块2071中的小指流体泵20712、小指排流阀20713和小指进流阀20711均与IO控制卡2076电连接。

通过设置IO控制卡2076，能够实现对小指流体泵20712、小指排流阀20713和小指进流阀20711的控制，具体地，实现对小指流体泵20712的电机的转速的调节，以及实现小指排流阀20713和小指进流阀20711的闭合、打开。

需要说明的是，IO控制卡2076是工业级远程采集与控制模块，该模块提供了无源节点的开关量输入采集，继电器输出，高频计数器等功能，可将系列内多个模块进行总线组网，使得IO点数得到灵活扩展，模块可以由远程命令进行控制。

本实施例中，IO控制卡2076通过蓝牙通信接收来自工控主机304的指令，以控制流体的充填和排放。其中，如何利用工控主机304对IO控制卡2076进行控制为本领域技术人员所熟知的现有技术，本实施例并未对此进行改进，故不再赘述。

图4为本实施例提供的全上肢康复机器人的结构示意图。如图4所示，本实施例还提供了一种全上肢康复机器人，包括支撑座30、手臂外骨骼20和上述手部康复训练装置10，具体地，手臂外骨骼20安装于支撑座30，手臂外骨骼20被配置为辅助人体手臂进行康复训练；手部康复训练装置10安装于手臂外骨骼20，手部康复训练装置10被配置为辅助人体手部进行康复训练。

通过在全上肢康复机器人中设置上述手部康复训练装置10，相应地，该全上肢康复机器人具有上述手部康复训练装置10的所有优势，在此不再一一赘述。

此外，通过在全上肢康复机器人中设置手臂外骨骼20，使得该全上肢康复机器人能够满足对患者手部和手臂进行康复训练的要求，其中，对于手部的康复训练和对于手臂的康复训练既可以单独进行，也可以组合进行，具有较高的实用性。

图5为本实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之二。请继续参照图4，并结合图5，本实施例中，手臂外骨骼20包括肩关节外摆/内收模块201、肩关节前屈/后伸模块202、肩关节旋内/旋外模块203、肘关节屈曲/伸展模块204、前臂旋前/旋后模块205和腕关节背屈/掌屈模块206，其中，腕关节背屈/掌屈模块206连接有固定座2062，固定座2062具有容纳空间，手部康复训练装置10的手指动力源模块位于容纳空间。

通过在手臂外骨骼20中设置肩关节外摆/内收模块201、肩关节前屈/后伸模块202、肩关节旋内/旋外模块203、肘关节屈曲/伸展模块204、前臂旋前/旋后模块205和腕关节背屈/掌屈模块206，使得该手臂外骨骼20能够完成肩关节的外摆和内收动作、肩关节的前屈和后伸动作、肩关节的旋内和旋外动作、肘关节的屈曲和伸展动作、前臂的旋前和旋后动作以及腕关节的背屈和掌屈动作，即：对上肢提供六个自由度的康复训练，训练全面，康复效果好。

通过在腕关节背屈/掌屈模块206设置固定座2062，利用固定座2062的容纳空间实现对小指动力源模块2071的容纳，能够大大缩短流体充放管1014的长度，一方面，能够避免管路之间的缠绕，另一方面，还能够避免流体充放管1014因弯折过度而导致供流、排流不稳定的情形，并提高流体的充放效率。

需要说明的是，本实施例中，无名指动力源模块2072、中指动力源模块2073、食指动力源模块2074和拇指动力源模块2075也容纳于上述容纳空间中，相应地，如此设置，能够达到将小指动力源模块2071设置于容纳空间时同样的技术效果。

请继续参照图5，具体地，本实施例中，肩关节外摆/内收动作通过肩关节外摆/内收电机实现，肩关节前屈/后伸动作通过肩关节前屈/后伸电机实现，肩关节旋内/旋外动作通过肩关节旋内/旋外电机实现，肘关节屈曲/伸展动作通过肘关节屈曲/伸展电机实现，前臂旋前/旋后动作通过前臂旋前/旋后电机实现，腕关节背屈/掌屈动作通过腕关节背屈/掌屈电机2061实现。如此设置，能够为上肢关节运动提供较大的辅助力矩。

请继续参照图5，本实施例中，肩关节旋内/旋外模块203在上臂位置设置有第一绑缚结构2031和第一长度调节装置2032，其中，第一绑缚结构2031用于将手臂外骨骼20固定于患者的上臂，第一长度调节装置2032能够根据患者上臂的长度进行调节，以适应患者上臂的长度；前臂旋前/旋后模块205在前臂位置设置有第二绑缚结构2051和第二长度调节装置2052，其中，第二绑缚结构2051用于将手臂外骨骼20固定于患者的前臂，第二长度调节装置2052能够根据患者前臂的长度进行调节，以适应患者前臂的长度。

请继续参照图3和图5，本实施例中，腕关节背屈/掌屈模块206包括腕关节背屈/掌屈电机2061，具体地，腕关节背屈/掌屈电机2061安装于固定座2062，腕关节背屈/掌屈电机2061的输出轴固定连接有驱动支架2063，手部康复训练装置10的穿戴部106通过过载分离结构2065与驱动支架2063连接，过载分离结构2065被配置为在腕关节背屈/掌屈的辅助力超过设定值时，断开穿戴部106与驱动支架2063的连接。

在进行腕关节背屈/掌屈动作时，腕关节背屈/掌屈电机2061的输出轴转动，使得驱动支架2063摆动，在过载分离结构2065的连接作用下，穿戴部106连同小指训练组件101同步摆动，实现腕关节背屈/掌屈。其中，腕关节背屈/掌屈的辅助力是通过过载分离结构2065传递给患者手部的，当辅助力超过设定值后，过载分离结构2065将断开穿戴部106与驱动支架2063的连接，从而使得手部康复训练装置10的主体部分与手臂外骨骼20脱离，避免对患者手部造成伤害。如此设置，提高了本实施例全上肢康复机器人的使用安全性。

优选地，本实施例中，过载分离结构2065包括魔术贴。如此设置，不仅过载分离可靠，而且成本较低。

请继续参照图3，本实施例中，该手部康复训练装置10还包括从动支架2064，具体地，从动支架2064与驱动支架2063沿手掌的宽度方向间隔设置，手掌的两侧通过魔术贴分别与驱动支架2063和从动支架2064连接；从动支架2064还与固定座2062转动连接，且从动支架2064的转动轴线与驱动支架2063的转动轴线共线。如此设置，保证了手掌两侧受力的平衡性。

图6为本实施例提供的全上肢康复机器人的局部结构示意图之三。如图6所示，支撑座30包括外壳303、高度调节装置302和连接杆301，其中，高度调节装置302安装于外壳303，连接杆301安装于高度调节装置302，肩关节外摆/内收模块201安装于连接杆301，高度调节装置302被配置为调节连接杆301的高度。

该全上肢康复机器人在使用前，可以利用高度调节装置302对连接杆301所处的高度进行调节，以实现对整机高度的调节，使得手臂外骨骼20和手部康复训练装置10能够满足不同坐高患者的使用需求，进一步提高了本实施例全上肢康复机器人的通用化程度。

需要说明的是，高度调节装置302可以包括电推杆，利用电推杆的伸出和缩回实现连接杆301的高度升降。

请继续参照图6，本实施例中，外壳303具有安装腔，安装腔设置有工控主机304和电源模块305，工控主机304被配置为控制手臂外骨骼20和手部康复训练装置10的动作，电源模块305被配置为向手臂外骨骼20和手部康复训练装置10中的用电部件供电。

通过将工控主机304和电源模块305设置于外壳303的安装腔中，不仅使得本实施例全上肢康复机器人更加集成化，而且，还能够利用外壳303对工控主机304和电源模块305进行保护，延长了工控主机304和电源模块305的工作寿命。

本实施例中，工控主机304可以通过Ethercat通信发送指令以控制肩关节外摆/内收电机、肩关节前屈/后伸电机、肩关节旋内/旋外电机、肘关节屈曲/伸展电机、前臂旋前/旋后电机和腕关节背屈/掌屈电机2061动作，通过蓝牙通信发送指令给IO控制卡2076，利用IO控制卡2076实现对各个手指训练组件的控制。其中，如何通过工控主机304对上述各电机进行控制，为本领域技术人员所熟知的现有技术，本实施例并未对此进行改进，故不再进行赘述。

本实施例中，电源模块305可以为肩关节外摆/内收电机、肩关节前屈/后伸电机、肩关节旋内/旋外电机、肘关节屈曲/伸展电机、前臂旋前/旋后电机和腕关节背屈/掌屈电机2061进行供电，还可以为IO控制卡2076进行供电。

需要说明的是，本实施例中，电源模块305为直流电源。

请继续参照图6，本实施例中，外壳303的安装腔还可以设置配重块306。通过设置配重块306，能够提高本实施例全上肢康复机器人的稳定性，避免发生倾倒。

请继续参照图6，本实施例中，支撑座30还可以包括底座307，具体地，底座307安装于外壳303的底部，底座307被配置为承载外壳303。其中，底座307包括座体和设置于座体的底部的滚轮，外壳303固定设置于座体。如此设置，便于本实施例全上肢康复机器人的移动。

该全上肢康复机器人在使用时，可以先根据患者的身高/坐高对高度调节装置302进行调节，并根据患者的体形对第一长度调节装置2032和第二长度调节装置2052进行调节，使得手臂外骨骼20能够适应患者的上臂长度和前臂长度；然后，可以让患者坐在合适的位置处，将穿戴部106固定于患者的手部，并利用第一绑缚结构2031与患者的上臂进行固定，利用第二绑缚结构2051与患者的下臂进行固定；之后，在工控主机304上运行康复训练软件程序，根据设定好的康复训练方案，通过手部康复装置辅助单个或多个手指进行康复训练，通过手臂外骨骼20辅助肩、肘、腕等进行单关节或多关节进行康复训练。其中，手部和手臂可以单独或组合进行康复训练。

虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

上述实施例中，诸如“上”、“下”、“侧”等方位的描述，均基于附图所示。

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 (15)

1.一种手部康复训练装置，其特征在于，包括穿戴部(106)和安装于所述穿戴部(106)的手指训练组件，所述手指训练组件至少为一组；所述手指训练组件包括安装座(1013)、伸缩管(1011)和流体充放管(1014)，其中，所述安装座(1013)固定设置于所述穿戴部(106)；所述伸缩管(1011)设置于所述安装座(1013)，且在所述手部康复训练装置的穿戴状态下，所述伸缩管(1011)跨越手指的一个关节；所述流体充放管(1014)与所述伸缩管(1011)连通，所述流体充放管(1014)被配置为对所述伸缩管(1011)充放流体，以控制所述伸缩管(1011)伸长或缩短；所述穿戴部(106)至少在与所述伸缩管(1011)相对的位置处可弹性变形。

2.根据权利要求1所述的手部康复训练装置，其特征在于，每组所述手指训练组件中，所述伸缩管(1011)的数量为多个，多个所述伸缩管(1011)分别与手指的多个关节一一对应。

3.根据权利要求2所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述手指训练组件还包括若干连接管(1012)，每组手指训练组件中，任意相邻两个所述伸缩管(1011)之间通过所述连接管(1012)连通，所述流体充放管(1014)和与其邻近的所述伸缩管(1011)之间通过所述连接管(1012)连通。

4.根据权利要求1所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述手指训练组件还包括手指动力源模块，所述手指动力源模块包括流体泵、进流阀和排流阀，其中，所述流体泵被配置为向所述流体充放管(1014)中的流体提供动力，所述流体泵具有流体进入口和流体排出口，所述流体进入口连接所述排流阀，所述流体排出口连接所述进流阀。

5.根据权利要求4所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述手部康复训练装置还包括IO控制卡(2076)，所述手指动力源模块中的所述流体泵、所述排流阀和所述进流阀均与所述IO控制卡(2076)电连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述伸缩管(1011)具有弹性。

7.根据权利要求1-5任一项所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述流体为气体。

8.根据权利要求1-5任一项所述的手部康复训练装置，其特征在于，所述手指训练组件为五组，分别为小指训练组件(101)、无名指训练组件(102)、中指训练组件(103)、食指训练组件(104)和拇指训练组件(105)。

9.一种全上肢康复机器人，其特征在于，包括支撑座(30)、手臂外骨骼(20)和权利要求1-8任一项所述的手部康复训练装置，所述手臂外骨骼(20)安装于所述支撑座(30)，所述手臂外骨骼(20)被配置为辅助人体手臂进行康复训练；所述手部康复训练装置安装于所述手臂外骨骼(20)，所述手部康复训练装置被配置为辅助人体手部进行康复训练。

10.根据权利要求9所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述手臂外骨骼(20)包括肩关节外摆/内收模块(201)、肩关节前屈/后伸模块(202)、肩关节旋内/旋外模块(203)、肘关节屈曲/伸展模块(204)、前臂旋前/旋后模块(205)和腕关节背屈/掌屈模块(206)，所述腕关节背屈/掌屈模块(206)连接有固定座(2062)，所述固定座(2062)具有容纳空间，所述手部康复训练装置的手指动力源模块位于所述容纳空间。

11.根据权利要求10所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述腕关节背屈/掌屈模块(206)包括腕关节背屈/掌屈电机(2061)，所述腕关节背屈/掌屈电机(2061)安装于所述固定座(2062)，其中，所述腕关节背屈/掌屈电机(2061)的输出轴固定连接有驱动支架(2063)，所述手部康复训练装置的穿戴部(106)通过过载分离结构(2065)与所述驱动支架(2063)连接，所述过载分离结构(2065)被配置为在所述腕关节背屈/掌屈的辅助力超过设定值时，断开所述穿戴部(106)与所述驱动支架(2063)的连接。

12.根据权利要求11所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述过载分离结构(2065)包括魔术贴。

13.根据权利要求10所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述支撑座(30)包括外壳(303)、高度调节装置(302)和连接杆(301)，所述高度调节装置(302)安装于所述外壳(303)，所述连接杆(301)安装于所述高度调节装置(302)，其中，所述肩关节外摆/内收模块(201)安装于所述连接杆(301)，所述高度调节装置(302)被配置为调节所述连接杆(301)的高度。

14.根据权利要求13所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述外壳(303)具有安装腔，所述安装腔设置有工控主机(304)和电源模块(305)，所述工控主机(304)被配置为控制所述手臂外骨骼(20)和所述手部康复训练装置的动作，所述电源模块(305)被配置为向所述手臂外骨骼(20)和所述手部康复训练装置中的用电部件供电。

15.根据权利要求13所述的全上肢康复机器人，其特征在于，所述支撑座(30)还包括底座(307)，所述底座(307)安装于所述外壳(303)的底部，所述底座(307)被配置为承载所述外壳(303)；其中，所述底座(307)包括座体和设置于所述座体的底部的滚轮，所述外壳(303)固定设置于所述座体。

Images