CN109173178A - 一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，包括奖品柜、限位器、控制器、三自由度操作器、跑步机。带轮‑蜗杆‑蜗轮传动，手动驱动想要剪断的奖品至指定位置，同时训练儿童上肢力量；跑步机非电动，用于训练儿童下肢力量和身体协调，需儿童站在上面跑步主动驱动，指针和激光发射、接收器负责计量跑步米数；限位器由带传动控制转位，用于限定特定形状的刀头通过，可训练儿童的空间感知及图形处理能力；三自由度操作器可操作刀架移动至指定位置，设跑步里程X米，则操作器可移动行程为aX（（0）＜a＜（1））米，系数a可人为设定；控制器用于控制换刀与三自由度操作器的操作，操作难度可调，增加难度，则可锻炼儿童敏捷性与注意力。
Description
技术领域
本发明涉康复器械技术领域，特别涉及一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪。
背景技术
儿童孤独症是广泛性发育障碍的一种亚型，以男性多见，起病于婴幼儿期，主要表现为不同程度的言语发育障碍、人际交往障碍、兴趣狭窄和行为方式刻板。约有3/4的患者伴有明显的精神发育迟滞，部分患儿在一般性智力落后的背景下某方面具有较好的能力。语言与交流障碍是孤独症的重要症状，是大多数儿童就诊的主要原因；患者不能与他人建立正常的人际关系；患者对于正常儿童所热衷的游戏、玩具都不感兴趣，而喜欢玩一些非玩具性的物品，如一个瓶盖，或观察转动的电风扇等，并且可以持续数十分钟、甚至几个小时而没有厌倦感；在孤独症儿童中，智力水平表现很不一致，少数患者在正常范围，大多数患者表现为不同程度的智力障碍。由于患儿缺乏运动，急需一种能够辅助医疗的康复体能训练装置。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，带轮-蜗杆-蜗轮传动，手动驱动想要剪断的奖品至指定位置，同时训练儿童上肢力量；跑步机非电动，用于训练儿童下肢力量和身体协调，需儿童站在上面跑步主动驱动，指针和激光发射、接收器负责计量跑步米数；限位器由带传动控制转位，用于限定特定形状的刀头通过，可训练儿童的空间感知及图形处理能力；三自由度操作器可操作刀架移动至指定位置，设跑步里程X米，则操作器可移动行程为aX（0＜a＜1）米，系数a可人为设定；控制器用于控制换刀与三自由度操作器的操作，操作难度可调，增加难度，则可锻炼儿童敏捷性与注意力。
本发明所使用的技术方案是：一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，包括奖品柜、限位器、控制器、三自由度操作器、跑步机，所述的三自由度操作器和跑步机分别固定安装在奖品柜前侧和右侧；限位器固定安装在奖品柜上；控制器固定安装在三自由度操作器上。
所述的奖品柜包括第一壳体、翻板、把手、第一支座、翻板轴、第二壳体、奖品盒、吊绳、转盘、蜗轮、第二支座、蜗杆、第一带轮、第一带、第二带轮、摇杆，所述的第二壳体固定安装在第一壳体上，第二壳体四面装有玻璃板；两个第一支座固定安装在第一壳体，其上通过翻板轴铰接有一个翻板，翻板上固定安装有一把手；所述的蜗轮铰接在第二壳体顶部，其下侧固定安装有一转盘，转盘下侧均布固定安装有六根吊绳，每根吊绳上固定安装有一奖品盒；两个第二支座固定安装在第二壳体顶部，其上铰接有一蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，且蜗杆外伸轴端固定安装有一第一带轮；所述的第二带轮铰接在第一壳体上，其上固定安装有一摇杆；第一带套在第一带轮和第二带轮上。
所述的限位器包括支架、限位板、第三带轮、第二带、第三支座、第一伺服电机，所述的限位板铰接在支架上，其上有四个均布的多边形限位孔；第三支座固定安装在支架上，其上固定安装有一个第一伺服电机，第一伺服电机输出轴上固定安装有一个第三带轮；第二带套在第三带轮和限位板上。
所述的三自由度操作器包括第一支板、支柱、第一电动推杆、限位导杆、第二支板、第一动平台、第二伺服电机、第一丝杠、第一导杆、第二动平台、第二导杆、第二丝杠、第三动平台、第一齿轮、端盖、第二齿轮、第三伺服电机、刀架、第四伺服电机，所述的第二支板通过四根支柱固定安装在第一支板上；第一电动推杆固定安装在第二支板上；第一动平台固定安装在第一电动推杆的推杆端，且下侧固定安装有四根限位导杆，限位导杆穿过第二支板的限位孔；第二伺服电机固定安装在第一动平台上，其输出轴上固定安装有一第一丝杠；第一导杆固定安装在第一动平台上；第二动平台通过第一导杆和第一丝杠安装在第一动平台上；第四伺服电机固定安装在第二动平台上，其输出轴上固定安装有一第二丝杠；第二导杆固定安装在第二动平台上；第三动平台通过第二导杆和第二丝杠安装在第二动平台上；第一齿轮、第二齿轮分别铰接在第三动平台与固定安装在第三动平台上的端盖之间，且相互啮合；刀架固定安装在第一齿轮外伸轴端；第三伺服电机固定安装在端盖上，且输出轴与第二齿轮连接。
进一步的，所述的控制器包括操作板、换刀按钮、控向按钮，所述的换刀按钮有四个，安装在操作板上，分别对应四个剪刀；所述的控向按钮有六个，安装在操作板上，分别控制上下左右前后六个移动方向。
进一步的，所述的刀架包括十字架、固定夹、第二电动推杆、三角形限位块、固定剪、转动剪、操纵杆、滑块、六角形限位块、五角形限位块、四角形限位块，四个第二电动推杆通过八个固定夹固定安装在十字架上，且每个推杆端铰接有一个滑块；三角形限位块、四角形限位块、五角形限位块与六角形限位块分别固定安装在十字架四端；每个限位块上固定安装有一个固定剪，每个固定剪上铰接有一转动剪，每个转动剪上固定安装有一个操纵杆，且每个操纵杆穿过前述的一个滑块中形成移动副。
进一步的，所述的跑步机包括底板、平带、第四支座、栅栏、圆辊、指针、激光发射器、激光接收器，两个第四支座、一个栅栏与一个激光发射器固定安装在底板上；两个第四支座之间均布铰接有五根圆辊；圆辊上套有一个平带；最外侧圆辊轴端固定安装有一指针，可随圆辊转动，该侧第四支座上固定安装有一激光接收器。
由于本发明采用了上述技术方案，本发明具有以下优点：（1）可训练儿童的上肢、下肢力量及身体协调性；（2）可训练儿童的空间感知能力与图形识别能力；（3）带有奖品的奖励机制可调动儿童的积极性与好奇心；（4）儿童运动量与操作难度系数可调，难度系数通过操控时间限制和动平台移动速度设置来调节，操作难度增加可锻炼儿童的敏捷性和注意力；（5）该设备除应用于孤独症儿童康复训练外，还可加装收费装置，并加大操纵难度系数，用于各大电玩城或商场等场所作为剪娃娃机，需缴费且在跑步机上运动一定里程后，才可进行操作，既能娱乐又能健身。
附图说明
图1、图2为本发明的整体结构示意图。
图3为本发明的奖品柜结构示意图。
图4为本发明的限位器结构示意图。
图5为本发明的控制器结构示意图。
图6为本发明的三自由度操作器结构示意图。
图7为本发明的刀架结构示意图。
图8为本发明的跑步机结构示意图。
图9为本发明的转盘零件结构示意图。
附图标号：1-奖品柜；2-限位器；3-控制器； 4-三自由度操作器；5-跑步机；101-第一壳体；102-翻板；103-把手；104-第一支座；105-翻板轴；106-第二壳体；107-奖品盒；108-吊绳；109-转盘；110-蜗轮；111-第二支座；112-蜗杆；113-第一带轮；114-第一带；115-第二带轮；116-摇杆；201-支架；202-限位板；203-第三带轮；204-第二带；205-第三支座；206-第一伺服电机；301-操作板；302-换刀按钮；303-控向按钮；401-第一支板；402-支柱；403-第一电动推杆；404-限位导杆；405-第二支板；406-第一动平台；407-第二伺服电机；408-第一丝杠；409-第一导杆；410-第二动平台；411-第二导杆；412-第二丝杠；413-第三动平台；414-第一齿轮；415-端盖；416-第二齿轮；417-第三伺服电机；418-刀架；419-第四伺服电机；41801-十字架；41802-固定夹；41803-第二电动推杆；41804-三角形限位块；41805-固定剪；41806-转动剪；41807-操纵杆；41808-滑块；41809-六角形限位块；41810-五角形限位块；41811-四角形限位块；501-底板；502-平带；503-第四支座；504-栅栏；505-圆辊；506-指针；507-激光发射器；508-激光接收器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7、图8、图9所示的一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，包括奖品柜1、限位器2、控制器3、三自由度操作器4、跑步机5，三自由度操作器4和跑步机5分别固定安装在奖品柜1前侧和右侧。限位器2固定安装在奖品柜1上。控制器3固定安装在三自由度操作器4上。
奖品柜1包括第一壳体101、翻板102、把手103、第一支座104、翻板轴105、第二壳体106、奖品盒107、吊绳108、转盘109、蜗轮110、第二支座111、蜗杆112、第一带轮113、第一带114、第二带轮115、摇杆116，第二壳体106固定安装在第一壳体101上，第二壳体106四面装有玻璃板。两个第一支座104固定安装在第一壳体101，其上通过翻板轴105铰接有一个翻板102，翻板102上固定安装有一把手103。蜗轮110铰接在第二壳体106顶部，其下侧固定安装有一转盘109，转盘109下侧均布固定安装有六根吊绳108，每根吊绳108上固定安装有一奖品盒107。两个第二支座111固定安装在第二壳体106顶部，其上铰接有一蜗杆112，蜗杆112与蜗轮110啮合，且蜗杆112外伸轴端固定安装有一第一带轮113。第二带轮115铰接在第一壳体101上，其上固定安装有一摇杆116。第一带114套在第一带轮113和第二带轮上115。
限位器2包括支架201、限位板202、第三带轮203、第二带204、第三支座205、第一伺服电机206，限位板202铰接在支架201上，其上有四个均布的多边形限位孔。第三支座205固定安装在支架201上，其上固定安装有一个第一伺服电机206，第一伺服电机206输出轴上固定安装有一个第三带轮203。第二带204套在第三带轮203和限位板202上。
三自由度操作器4包括第一支板401、支柱402、第一电动推杆403、限位导杆404、第二支板405、第一动平台406、第二伺服电机407、第一丝杠408、第一导杆409、第二动平台410、第二导杆411、第二丝杠412、第三动平台413、第一齿轮414、端盖415、第二齿轮416、第三伺服电机417、刀架418、第四伺服电机419，第二支板405通过四根支柱402固定安装在第一支板上401。第一电动推杆403固定安装在第二支板405上。第一动平台406固定安装在第一电动推杆403的推杆端，且下侧固定安装有四根限位导杆404，限位导杆404穿过第二支板405的限位孔。第二伺服电机407固定安装在第一动平台406上，其输出轴上固定安装有一第一丝杠408。第一导杆409固定安装在第一动平台406上。第二动平台410通过第一导杆409和第一丝杠408安装在第一动平台406上。第四伺服电机419固定安装在第二动平台410上，其输出轴上固定安装有一第二丝杠412。第二导杆411固定安装在第二动平台410上。第三动平台413通过第二导杆411和第二丝杠412安装在第二动平台410上。第一齿轮414、第二齿轮416分别铰接在第三动平台413与固定安装在第三动平台413上的端盖415之间，且相互啮合。刀架418固定安装在第一齿轮414外伸轴端。第三伺服电机417固定安装在端盖415上，且输出轴与第二齿轮416连接。
控制器3包括操作板301、换刀按钮302、控向按钮303，换刀按钮302有四个，安装在操作板301上，分别对应四个剪刀。控向按钮303有六个，安装在操作板301上，分别控制上下左右前后六个移动方向。
刀架418包括十字架41801、固定夹41802、第二电动推杆41803、三角形限位块41804、固定剪41805、转动剪41806、操纵杆41807、滑块41808、六角形限位块41809、五角形限位块41810、四角形限位块41811，四个第二电动推杆41803通过八个固定夹41802固定安装在十字架41801上，且每个推杆端铰接有一个滑块41808。三角形限位块41804、四角形限位块41811、五角形限位块41810与六角形限位块41809分别固定安装在十字架41801四端。每个限位块上固定安装有一个固定剪41805，每个固定剪41805上铰接有一转动剪41806，每个转动剪41806上固定安装有一个操纵杆41807，且每个操纵杆41807穿过前述的一个滑块41808中形成移动副。
跑步机5包括底板501、平带502、第四支座503、栅栏504、圆辊505、指针506、激光发射器507、激光接收器508，两个第四支座503、一个栅栏504与一个激光发射器507固定安装在底板501上。两个第四支座503之间均布铰接有五根圆辊505。圆辊505上套有一个平带502。最外侧圆辊505轴端固定安装有一指针506，可随圆辊505转动，该侧第四支座503上固定安装有一激光接收器508。
本发明工作原理： 本发明使用时,儿童需先摇动摇杆116，带动第二带轮115转动，第二带轮115通过第一带114带动第一带轮113转动，第一带轮113带动蜗杆112转动，蜗杆112带动蜗轮110转动，蜗轮110带动转盘109转动，最终，驱使奖品盒107至待剪位，该过程锻炼了儿童的上肢力量。然后，儿童上跑步机5跑步，手扶栅栏504用于起步和停止，指针506和激光发射器507及激光接收器508会自动记录圆辊505转动的圈数并换算成跑的里程数，设跑了X米，该过程锻炼了儿童的下肢力量和身体协调能力。接着启动操作器3，此时限位器2动作，在第一伺服电机206的驱动下，第三带轮203通过第二带204带动限位板202随机转动一个位置，儿童需根据限位板202最上侧的限位孔形状，按换刀按钮302，通过第三伺服电机417驱动第二齿轮416，进一步驱动与第一齿轮414连接的刀架418，换上对应形状的刀。进而，通过按控向按钮303（按住移动，松开停止移动），由第一电动推杆403驱动刀架418上下移动，由第二伺服电机407控制刀架418左右移动，由第四伺服电机419控制刀架418前后移动，刀架行动总行程为aX米，系数a大于0小于1，由人为设定，儿童需跑步达到一定的里程数X，才能最终驱使刀头穿过限位板202到达吊绳108处，且该过程，锻炼了儿童的手眼协调能力和注意力。最后，同时按住上下两个换刀按钮302，控制第二电动推杆41803，拉动滑块41808带动操纵杆41807，进而带动转动剪41806向固定剪41805转动，从而剪断吊绳108，这时礼品盒107会掉落到第一壳体101内，手拉把手103掀开翻板102，即可取出礼品盒107。
该设备难度系数可调，调节方式有：（1）增加摇杆116驱动阻尼和跑步机5的跑步里程数X；（2）设定六个方向的控向按钮303只能按一次，按住驱动，松开停止，则每个控向按钮303控制的移动量不可逆，超量加大误差，累计误差到一定量，刀头则不能通过限位板202的限位孔，则游戏失败，只能重新开始；（3）在第二条的基础上，增加三自由度操作器4驱动下的刀架418的移动速度，速度越快，则越需要儿童有高的敏捷性和注意力；（4）在第二条与第三条的基础上，加增操作时间限制。
该设备可增设收费装置，然后放置于电玩城或商场等人流量大的公共场合，将礼品盒107替换为布娃娃，从而充当剪娃娃机，因为面向成人，故此时通过前述四点的难度系数调节方式，将整机难度系数调节至一个合适的值，从而使该设备可盈利。
Claims (4)
1.一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，包括奖品柜（1）、限位器（2）、控制器（3）、三自由度操作器（4）、跑步机（5），其特征在于：所述的三自由度操作器（4）和跑步机（5）分别固定安装在奖品柜（1）前侧和右侧；限位器（2）固定安装在奖品柜（1）上；控制器（3）固定安装在三自由度操作器（4）上；
所述的奖品柜（1）包括第一壳体（101）、翻板（102）、把手（103）、第一支座（104）、翻板轴（105）、第二壳体（106）、奖品盒（107）、吊绳（108）、转盘（109）、蜗轮（110）、第二支座（111）、蜗杆（112）、第一带轮（113）、第一带（114）、第二带轮（115）、摇杆（116），所述的第二壳体（106）固定安装在第一壳体（101）上，第二壳体（106）四面装有玻璃板；两个第一支座（104）固定安装在第一壳体（101），其上通过翻板轴（105）铰接有一个翻板（102），翻板（102）上固定安装有一把手（103）；所述的蜗轮（110）铰接在第二壳体（106）顶部，其下侧固定安装有一转盘（109），转盘（109）下侧均布固定安装有六根吊绳（108），每根吊绳（108）上固定安装有一奖品盒（107）；两个第二支座（111）固定安装在第二壳体（106）顶部，其上铰接有一蜗杆（112），蜗杆（112）与蜗轮（110）啮合，且蜗杆（112）外伸轴端固定安装有一第一带轮（113）；所述的第二带轮（115）铰接在第一壳体（101）上，其上固定安装有一摇杆（116）；第一带（114）套在第一带轮（113）和第二带轮上（115）；
所述的限位器（2）包括支架（201）、限位板（202）、第三带轮（203）、第二带（204）、第三支座（205）、第一伺服电机（206），所述的限位板（202）铰接在支架（201）上，其上有四个均布的多边形限位孔；第三支座（205）固定安装在支架（201）上，其上固定安装有一个第一伺服电机（206），第一伺服电机（206）输出轴上固定安装有一个第三带轮（203）；第二带（204）套在第三带轮（203）和限位板（202）上；
所述的三自由度操作器（4）包括第一支板（401）、支柱（402）、第一电动推杆（403）、限位导杆（404）、第二支板（405）、第一动平台（406）、第二伺服电机（407）、第一丝杠（408）、第一导杆（409）、第二动平台（410）、第二导杆（411）、第二丝杠（412）、第三动平台（413）、第一齿轮（414）、端盖（415）、第二齿轮（416）、第三伺服电机（417）、刀架（418）、第四伺服电机（419），所述的第二支板（405）通过四根支柱（402）固定安装在第一支板上（401）；第一电动推杆（403）固定安装在第二支板（405）上；第一动平台（406）固定安装在第一电动推杆（403）的推杆端，且下侧固定安装有四根限位导杆（404），限位导杆（404）穿过第二支板（405）的限位孔；第二伺服电机（407）固定安装在第一动平台（406）上，其输出轴上固定安装有一第一丝杠（408）；第一导杆（409）固定安装在第一动平台（406）上；第二动平台（410）通过第一导杆（409）和第一丝杠（408）安装在第一动平台（406）上；第四伺服电机（419）固定安装在第二动平台（410）上，其输出轴上固定安装有一第二丝杠（412）；第二导杆（411）固定安装在第二动平台（410）上；第三动平台（413）通过第二导杆（411）和第二丝杠（412）安装在第二动平台（410）上；第一齿轮（414）、第二齿轮（416）分别铰接在第三动平台（413）与固定安装在第三动平台（413）上的端盖（415）之间，且相互啮合；刀架（418）固定安装在第一齿轮（414）外伸轴端；第三伺服电机（417）固定安装在端盖（415）上，且输出轴与第二齿轮（416）连接。
2.如权利要求1所述的一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，其特征在于：所述的控制器（3）包括操作板（301）、换刀按钮（302）、控向按钮（303），所述的换刀按钮（302）有四个，安装在操作板（301）上，分别对应四个剪刀；所述的控向按钮（303）有六个，安装在操作板（301）上，分别控制上下左右前后六个移动方向。
3.如权利要求1所述的一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，其特征在于：所述的刀架（418）包括十字架（41801）、固定夹（41802）、第二电动推杆（41803）、三角形限位块（41804）、固定剪（41805）、转动剪（41806）、操纵杆（41807）、滑块（41808）、六角形限位块（41809）、五角形限位块（41810）、四角形限位块（41811），其特征在于：四个第二电动推杆（41803）通过八个固定夹（41802）固定安装在十字架（41801）上，且每个推杆端铰接有一个滑块（41808）；三角形限位块（41804）、四角形限位块（41811）、五角形限位块（41810）与六角形限位块（41809）分别固定安装在十字架（41801）四端；每个限位块上固定安装有一个固定剪（41805），每个固定剪（41805）上铰接有一转动剪（41806），每个转动剪（41806）上固定安装有一个操纵杆（41807），且每个操纵杆（41807）穿过前述的一个滑块（41808）中形成移动副。
4.如权利要求1所述的一种精神科孤独症儿童康复体能训练仪，其特征在于：所述的跑步机5包括底板（501）、平带（502）、第四支座（503）、栅栏（504）、圆辊505、指针506、激光发射器（507）、激光接收器（508），两个第四支座（503）、一个栅栏（504）与一个激光发射器（507）固定安装在底板（501）上；两个第四支座（503）之间均布铰接有五根圆辊（505）；圆辊（505）上套有一个平带（502）；最外侧圆辊（505）轴端固定安装有一指针（506），可随圆辊（505）转动，该侧第四支座（503）上固定安装有一激光接收器（508）。
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