CN107928976A - 一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构 - Google Patents

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Abstract

发明提供一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，包括支撑架、两自由度滑台导轨、旋转装置、悬挂装置、肘部护具、腕部护具和座椅。所述两自由度滑台导轨从上至下依次为横向滑轨、横向滑台、纵向滑轨和纵向滑台。所述旋转装置包括旋转盘、电机Ⅲ和基座。所述悬挂装置包括固定座、支撑杆Ⅰ、支撑杆Ⅱ、悬挂绳和磁力保护装置。工作时，所述悬挂绳与穿戴在患者手臂上的腕部护具和肘部护具连接。本发明的技术效果是毋庸置疑的，柔性连接不会给患者带来二次伤害，满足患者训练的要求，能实现患者主动和被动训练要求。该训练机构可以客观记录训练过程中所产生的客观数据，供治疗师分析和评价治疗效果；使得远程治疗和集中治疗成为可能。

Description

一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构
技术领域
本发明涉及医疗康复器械，具体涉及一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构。
背景技术
脑瘁中是全球第二大，中国第一大致死疾病，不仅死亡率高，而且致残率也高。偏瘫和运动障碍是脑卒中后遗症的主要临床表现之一。脑卒中后偏瘫的治疗和康复已经成为现代康复医学和康复工程的研究热点。上肢是人体在生活中的主要运动肢体，能够完成大部分复杂的运动，其运动功能的好坏直接决定着人们的自主生活能力。偏瘫康复训练的传统方法是治疗师对患者进行手把手的训练。通常治疗师要握住患者的患肢，通过各种手法辅助患者进行运动。这种训练方式存在如下一些问题：一名治疗师只能同时对一名患者进行动作训练，训练效率低下；由于治疗师自身的原因，可能无法保证患者得到足够的训练强度；训练会受到不同治疗师自身因素的影响，治疗效果多取决于治疗师的经验和水平；不能精确控制和记录训练参数(运动速度、轨迹、强度等)，康复评价指标不够客观，不利于治疗方案的确定和改进，也不利于偏瘫患者神经康复规律的深入研究；不能向患者提供实时直观的反馈信息；训练过程不具吸引力，患者被动接受治疗，参与治疗的主动性不够。
可以看出，单纯依靠治疗师进行康复训练，无疑会制约康复训练效率的提高和方法的改进。
发明内容
本发明的目的是为了提供一种能够帮助患者主动参与康复治疗的上肢康复训练机构，该机构采用了柔性结构，更具有安全性。而且能够精确的控制患者上肢的运动幅度，达到较佳的治疗效果。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，包括肘部护具、腕部护具、座椅、支撑架以及安装于支撑架上的两自由度滑台导轨、旋转装置和悬挂装置。
所述两自由度滑台导轨包括电机、横/纵向滑轨以及安装于横/纵向滑轨上的横/纵向滑台。所述横向滑轨包括横向滑轨Ⅰ和横向滑轨Ⅱ，所述横向滑轨Ⅰ和横向滑轨Ⅱ平行放置，所述横向滑轨Ⅰ和横向滑轨Ⅱ上均安装有横向滑台，所述纵向滑轨与横向滑台固定连接，所述纵向滑轨上安装有纵向滑台。工作时，所述纵向滑轨在横向滑台的带动下整体作横向移动，所述纵向滑台在纵向滑轨上作纵向移动。所述两自由度滑台导轨上安装两个电机，分别是电机Ⅰ和电机Ⅱ。所述电机Ⅰ提供横向滑台在横向滑轨上横向移动所需的动力，所述电机Ⅱ提供纵向滑台在纵向滑轨上纵向移动所需的动力。
所述两自由度滑台导轨从上至下依次为横向滑轨、横向滑台、纵向滑轨和纵向滑台。
所述旋转装置包括旋转盘、电机Ⅲ和基座。所述基座内安装有蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆由电机Ⅲ驱动，所述旋转盘与蜗轮同轴安装，所述旋转盘在蜗轮的作用下被动旋转。所述旋转盘位于基座外部，所述旋转盘可以在水平面内做旋转运动。所述旋转装置位于两自由度滑台导轨下方，所述旋转装置通过基座安装于纵向滑台上。所述基座与纵向滑台的安装面为安装旋转盘的对立面。
所述悬挂装置包括固定座、支撑杆Ⅰ、支撑杆Ⅱ、悬挂绳和磁力保护装置。所述悬挂装置通过固定座与旋转装置的旋转盘固定连接，所述支撑杆Ⅰ的一端固定安装于固定座上，另一端连接支撑杆Ⅱ，所述支撑杆Ⅰ和支撑杆Ⅱ在水平面内构成“T”形结构。所述支撑杆Ⅱ的两端均连接有悬挂绳，所述固定座上也连接有悬挂绳。所述悬挂绳上安装有磁力保护装置，所述磁力保护装置会在拉力过大的情况下断开，避免上肢承受过大的拉力。
工作时，所述悬挂绳与穿戴在患者手臂上的腕部护具和肘部护具连接，所述连接于支撑杆Ⅱ两端的悬挂绳均连接在腕部护具上，所述连接于固定座上的悬挂绳连接在肘部护具上。
进一步，所述电机电机Ⅰ、电机Ⅱ和电机Ⅲ均采用伺服步进电机。
进一步，所述两自由度滑台导轨的传动机构为滚珠丝杆传动。
进一步，所述腕部护具和肘部护具均至少连接有一根悬挂绳。
本发明的技术效果是毋庸置疑的，首先，柔性连接不会给患者带来二次伤害，满足了患者上肢的肩、肘关节在三维空间内进行大范围和大幅度训练的要求，并且能实现患者主动和被动训练要求，达到康复效果最大化。其次，该训练机构可以客观记录训练过程中患者受损肢体的位置、方向、速度以及所产生的力等客观数据，供治疗师分析和评价治疗效果；最后，使用康复训练器械，使得远程治疗和集中治疗(一名治疗师同时为几名患者提供指导)成为可能。
附图说明
图1为本发明的示意图；
图2为两自由度滑台导轨示意图；
图3为旋转装置示意图；
图4为旋转装置示意图；
图5为悬挂装置示意图；
图6为悬挂装置示意图。
图中：两自由度滑台导轨1，横向滑轨Ⅰ101，横向滑轨Ⅱ102，横向滑台103，纵向滑轨104，纵向滑台105，电机Ⅰ106，电机Ⅱ107，旋转装置 2，旋转盘201，电机Ⅲ202，基座203,悬挂装置 3,固定座301，支撑杆Ⅰ302，支撑杆Ⅱ303，悬挂绳304,传感器305，磁力保护装置3041,肘部护具4，腕部护具5，支撑架6，座椅7。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，包括肘部护具4、腕部护具5、座椅7、支撑架6以及安装于支撑架6上的两自由度滑台导轨1、旋转装置2和悬挂装置3。所述支撑架6上安装的部件从上到下依次为两自由度滑台导轨1、旋转装置2和悬挂装置3。
所述两自由度滑台导轨1包括电机、横/纵向滑轨以及安装于横/纵向滑轨上的横/纵向滑台。所述横向滑轨包括横向滑轨Ⅰ101和横向滑轨Ⅱ102，所述横向滑轨Ⅰ101和横向滑轨Ⅱ102平行放置，所述横向滑轨Ⅰ101和横向滑轨Ⅱ102上均安装有横向滑台103，所述纵向滑轨104与横向滑台103固定连接，所述纵向滑轨104上安装有纵向滑台105。工作时，所述纵向滑轨104在横向滑台103的带动下整体作横向移动，所述纵向滑台105在纵向滑轨104上作纵向移动。所述两自由度滑台导轨1上安装两个电机，分别是电机Ⅰ106和电机Ⅱ107。所述电机Ⅰ106提供横向滑台103在横向滑轨上横向移动所需的动力，所述电机Ⅱ107提供纵向滑台105在纵向滑轨104上纵向移动所需的动力。
所述两自由度滑台导轨1从上至下依次为横向滑轨、横向滑台103、纵向滑轨104和纵向滑台105。
所述旋转装置2包括旋转盘201、电机Ⅲ202和基座203。所述基座203内安装有蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆由电机Ⅲ202驱动，所述旋转盘201与蜗轮同轴安装，所述旋转盘201在蜗轮的作用下被动旋转。所述旋转盘201位于基座203外部，所述旋转盘201可以在水平面内做旋转运动。所述旋转装置2位于两自由度滑台导轨1下方，所述旋转装置2通过基座203安装于纵向滑台105上。所述基座203与纵向滑台105的安装面为安装旋转盘201的对立面。
所述悬挂装置3包括固定座301、支撑杆Ⅰ302、支撑杆Ⅱ303、悬挂绳304和磁力保护装置3041。所述悬挂装置3通过固定座301与旋转装置2的旋转盘201固定连接，所述支撑杆Ⅰ302的一端固定安装于固定座301上，另一端连接支撑杆Ⅱ303，所述支撑杆Ⅰ302和支撑杆Ⅱ303在水平面内构成“T”形结构。所述支撑杆Ⅱ303的两端均连接有悬挂绳304，所述固定座301上也连接有悬挂绳304。所述悬挂绳304上安装有磁力保护装置3041，所述磁力保护装置3041会在拉力过大的情况下断开，避免上肢承受过大的拉力。
工作时，所述悬挂绳304与穿戴在患者手臂上的腕部护具5和肘部护具4连接，所述连接于支撑杆Ⅱ303两端的悬挂绳304均连接在腕部护具5上，所述连接于固定座301上的悬挂绳304连接在肘部护具4上。
所述电机电机Ⅰ106、电机Ⅱ107和电机Ⅲ202均采用伺服步进电机。
所述两自由度滑台导轨1的传动机构为滚珠丝杆传动。
所述腕部护具5和肘部护具4均至少连接有一根悬挂绳304。

Claims (4)

1.一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，包括肘部护具(4)、腕部护具(5)、座椅(7)、支撑架(6)以及安装于支撑架(6)上的两自由度滑台导轨(1)、旋转装置(2)和悬挂装置(3)；
所述两自由度滑台导轨(1)包括电机、横/纵向滑轨以及安装于横/纵向滑轨上的横/纵向滑台；所述横向滑轨包括横向滑轨Ⅰ(101)和横向滑轨Ⅱ(102)，所述横向滑轨Ⅰ(101)和横向滑轨Ⅱ(102)平行放置，所述横向滑轨Ⅰ(101)和横向滑轨Ⅱ(102)上均安装有横向滑台(103)，所述纵向滑轨(104)与横向滑台(103)固定连接，所述纵向滑轨(104)上安装有纵向滑台(105)；工作时，所述纵向滑轨(104)在横向滑台(103)的带动下整体作横向移动，所述纵向滑台(105)在纵向滑轨(104)上作纵向移动；所述两自由度滑台导轨(1)上安装两个电机，分别是电机Ⅰ(106)和电机Ⅱ(107)；所述电机Ⅰ(106)提供横向滑台(103)在横向滑轨上横向移动所需的动力，所述电机Ⅱ(107)提供纵向滑台(105)在纵向滑轨(104)上纵向移动所需的动力；
所述旋转装置(2)包括旋转盘(201)、电机Ⅲ(202)和基座(203)；所述基座(203)内安装有蜗轮蜗杆机构，所述蜗杆由电机Ⅲ(202)驱动，所述旋转盘(201)与蜗轮同轴安装，所述旋转盘(201)在蜗轮的作用下被动旋转；所述旋转盘(201)位于基座(203)外部；所述旋转装置(2)位于两自由度滑台导轨(1)下方，所述旋转装置(2)通过基座(203)安装于纵向滑台(105)上；
所述悬挂装置(3)包括固定座(301)、支撑杆Ⅰ(302)、支撑杆Ⅱ(303)、悬挂绳(304)和磁力保护装置(3041)；所述悬挂装置(3)通过固定座(301)与旋转装置(2)的旋转盘(201)固定连接，所述支撑杆Ⅰ(302)的一端固定安装于固定座(301)上，另一端连接支撑杆Ⅱ(303)，所述支撑杆Ⅰ(302)和支撑杆Ⅱ(303)在水平面内构成“T”形结构；所述支撑杆Ⅱ(303)的两端均连接有悬挂绳(304)，所述支撑杆Ⅱ(303)的两端还安装有传感器(305)，所述传感器(305)包括拉力传感器和陀螺仪传感器；所述拉力传感器和陀螺仪传感器可以检测悬挂绳(304)所受拉力以及运动的角度；所述固定座(301)上也连接有悬挂绳(304)；所述悬挂绳(304)上安装有磁力保护装置(3041)，所述磁力保护装置(3041)会在拉力过大的情况下断开，避免上肢承受过大的拉力；
工作时，所述悬挂绳(304)与穿戴在患者手臂上的腕部护具(5)和肘部护具(4)连接，所述连接于支撑杆Ⅱ(303)两端的悬挂绳(304)均连接在腕部护具(5)上，所述连接于固定座(301)上的悬挂绳(304)连接在肘部护具(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，所述电机电机Ⅰ(106)、电机Ⅱ(107)和电机Ⅲ(202)均采用伺服步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，所述两自由度滑台导轨(1)的传动机构为滚珠丝杆传动。
4.根据权利要求1所述的一种新型悬臂绳驱动的上肢康复训练机构，其特征在于，所述腕部护具(5)和肘部护具(4)均至少连接有一根悬挂绳(304)。
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