具体实施方式
结合图1~18,本发明的一种上肢康复训练器包括底座1,立柱2,上肢康复训练机构左右位置调整装置3、悬梁4、座椅5和上肢康复训练机构。按照人坐于座椅时的方位定义左右方向,以便于描述本申请。
所述的上肢康复训练机构包括横梁100、大臂左右摆动组件200、大臂上下摆动组件300、肘关节摆动组件400、小臂上下摆动组件500、手部运动组件600,上肢康复训练机构所包括的各部分以串联形式连接。
所述的底座1下侧安装有带刹车的万向轮11,以方便上肢康复训练器的移动,所述的立柱2包括下端的电动升降立柱21和固定在其上端方梁22,可根据患者的舒适度调节上肢康复训练机构的高度。
所述的上肢康复训练机构左右位置调整装置3包括立柱2上方固定的支撑板31,支撑板上表面固定的沿左右方向水平设置的直线导轨32,直线导轨32上装配有滑块35,滑块35上表面固定有悬梁固定块33,手轮一34其螺杆部分与悬梁固定块33形成螺旋配合,手轮一34其螺杆部分下方伸出端以转动连接的方式安装有压紧靴35,通过旋转手轮一34与悬梁固定块33螺旋配合作用,手轮一34带着其下方螺杆下移,使压紧靴35压紧在直线导轨32的上表面,以此固定滑块36位置。
所述的悬梁4下端固定在上肢康复训练机构左右位置调整装置3的梁固定块33上,其上端向前方伸出,其伸出末端固接有竖直方向的圆柱45,圆柱45内孔安装有与之形成转动连接的转轴一44,转轴一44下端固定横梁100的一端,转轴一44上安装有旋转编码器一42,用以检测患者左右两侧上肢中的哪一侧进行康复训练,圆柱45两侧左右方向对称安装有弹簧销一41和弹簧销二43,横梁100开设有一圆孔100a,横梁100转动至左侧或者右侧时,控制弹簧销一41或弹簧销二43活动部件与圆孔100a作用来固定横梁100。
所述的弹簧销一41包括外壳41d、活动销41b、压簧41c、拉环41a、挡销41e,所述外壳41d与活动销41b形成同轴转动配合,活动销41b上固定有挡销41e,并且后端与拉环41a形成转动连接,所述的压簧41c一端顶在活动销41b凸台上,另一端顶在外壳41d内凹台阶上,外壳41d后端设置有浅凹槽41d-01和圆周方向相隔90度的深凹槽41d-02使挡销可在其凹槽内前后移动,通过拉动拉环41a使挡销41e离开外壳41d后端的凹槽并转动,使挡销41e回落在浅凹槽41d-01或者深凹槽41d-02内,控制活动销41b前端缩回或者伸出。
大臂左右摆动组件200包括摆动架201,所述的横梁100的另一端固定有竖直方向设置的转轴二102,并且该端还安装有弹簧销三101,转轴二102下方与大臂左右摆动组件200中的摆动架201形成转动连接,摆动架201上端设置有圆盘,圆盘与转轴二102同轴,圆盘圆周上均匀分布有八个圆孔201a,弹簧销三101与圆盘上的圆孔201a相作用,调节弹簧销三101的活动销的缩回或者伸出,使摆动架201自由转动或者在八个圆孔201a的相对位置固定。
大臂上下摆动组件300包括带301、带轮一302、转轴三303、转轴四、锥齿轮一304、锥齿轮二、带轮二305、移动杆一306、套管一307、套管二311、调整杆一308、调整杆二、移动杆二315、锥齿轮三309、锥齿轮四、定滑轮一310、托架一312、铰接轴一313、铰接轴二316、铰接轴四319、L型支架一317、托架二318、托架板320、大臂绑缚装置321、销轴323、铰接轴三324、拉线一325、弹性拉力装置一、铰接轴五331、锁紧扣件332所述的弹性拉力装置一包括导向螺栓一326、调整螺栓一327、圆形螺母一328、弹簧支架一329、弹簧一330。
所述的转轴二102下端安装有旋转编码器二202,所述的摆动架201下端呈叉形,其叉形两个平行边与转轴三303两端形成转动连接,转轴三303上固定有锥齿轮一304,转轴三303右端固定有带轮一302,转轴三303下端以同样方式设置有转轴四,锥齿轮二、带轮二305,带轮一302通过带301与带轮一302形成带传动,带轮一302与带轮二305齿数为1:1,所述的转轴三303与转轴四平行。
所述的锥齿轮一304与锥齿轮三309啮合,锥齿轮三309固定在调整杆一308的后端,调整杆一308前端设置有螺纹,并与移动杆一306后端设置的内螺纹306a旋合,所述的移动杆一306后部为中空以容纳调整杆一308前端的螺杆部分。所述的移动杆一306与套管一307形成滑动配合。
所述的套管一307前端设置成叉形307a,其叉形307a两平行边与转轴三303形成转动连接,定滑轮一310与转轴三303的左侧形成转动连接。转轴三303中间位置设置有成轴对称的两个平行平面303a,用以扳手卡紧摆动转轴三303。所述的锥齿轮一304位于套管一307后端叉形307a的两平行边的之间。所述的套管一下端同样设置有相同安装结构的调整杆二、移动杆二315,套管二311、锥齿轮四,所述的锥齿轮一304和锥齿轮三309的齿数比与锥齿轮二和锥齿轮四的齿数比相等,通过调整转轴三303转动,使锥齿轮一304带动锥齿轮三309转动,使调整杆一308转动,通过其螺纹旋合作用,使移动杆一306向前移动,转轴三303转动同时,带轮一302带动带轮二305转动,转轴四转动,以同样的方式使移动杆二315同步等长地向前伸出,以调整大臂上下摆动组件300的长度。
所述的移动杆一306通过铰接轴一313与L型支架一317竖直边形成铰链连接,移动杆二315通过铰接轴二316与L型支架一317竖直边形成铰链连接,铰接轴二316上安装有旋转编码器三314,摆动架201下边的叉形部分、套管一307、调整杆一308、移动杆一306、 L型支架一317、套管二311、调整杆二、移动杆二315形成平行四杆机构。所述的套管一307前端固定有托架一312,套管二311前端同样固定有托架二318,托架板320一端通过铰接轴三324与托架一312形成铰链连接,托架板320另一端通过铰接轴四319与托架二318形成铰链连接,托架板320与销轴323形成转动连接,销轴323右端固定有大臂绑缚装置321,托架板320、套管一307、移动杆一306、L型支架一317、套管二311、移动杆二315形成平行四杆机构。
所述的托架一312固定在其上方有弹簧支架一329,其内部设置成空腔形状,调整螺栓一327与弹簧支架一329前端形成转动连接,调整螺栓一327与圆形螺母一328形成螺旋配合,圆形螺母一328外圆表面固定有导向螺栓一326,导向螺栓一326可在弹簧支架一329所开设的长槽329a内滑动,圆形螺母一328固定在弹簧一330的前端,通过旋转调整螺栓一327,导向螺栓一326导向作用下,使圆形螺母一328在导向螺栓一326的导向作用下,使弹簧一330固定位置前后可调,弹簧一330另一端固定在拉线一325的一端,拉线一325绕过定滑轮一310固定在托架二318上,可根据患者舒适度,旋转调整螺栓一327,控制弹簧一330前端的固定位置,调节弹簧一330的松紧度,以此调整患者大臂上下摆动运动的初始位置,患者大臂向下摆动时,会使从定滑轮一310的回转中心至托架二318距离增大,而从定滑轮一310回转中心至弹簧支架一329的距离不变,所以弹簧一330被拉长,为患者提供运动阻力,患者大臂向上摆动时,会使从定滑轮一310的回转中心至托架二318距离减小,而从定滑轮一310回转中心至弹簧支架一329的距离保持不变,所以弹簧一330被放松,大臂上下摆动组件300及其前端连接的组件提供患者大臂向上运动的阻力。
所述的肘关节摆动组件400包括转轴五401、L型支架二403、圆柱销404。
所述的L型支架一317水平边向右方设置,其与L型支架二403向右方水平边通过转轴五401形成转动连接,转轴五401下端安装有旋转编码器四402,用以检测肘关节的角度变化,L型支架二403竖直边中间位置通过转轴六501与弹簧支架二502形成转动连接,转轴六上安装有旋转编码器五503,用以检测患者小臂相对于大臂的上下摆动角度变化。
所述的L型支架一317竖直边左侧面通过铰接轴五331使锁紧扣件332一端与之形成铰链连接,锁紧扣件332上设置有凹槽332a,L型支架二403竖直边对应设置有圆柱销404,使L型支架一317竖直边与L型支架二403竖直边贴合时,锁紧扣件332的凹槽332a部分卡在圆柱销404,可使L型支架一317与L型支架二403不发生相对转动。
小臂上下摆动组件500包括弹性拉力装置二、转轴六501、拉线二505、定滑轮二506、小臂托511、手轮二512、手轮三513。
所述的弹性拉力装置二包括弹簧支架二502、弹簧二507、调整螺栓二508、圆形螺母二510、导向螺栓二509。
所述的弹簧支架二502上与大臂减重及阻力装置以同样方式安装有小臂减重及阻力装置,与弹性拉力装置一同样设置有调整弹簧二507、调整螺栓二508、圆形螺母二510、导向螺栓二509,不同的是拉线二505一端固定在弹簧二507上,拉线二505绕过安装在弹簧支架二502上的定滑轮二506,另一端固定在L型支架二403竖直边的顶端,用以调节并支撑患者小臂的重量和提供小臂上下运动阻力。
所述的弹簧支架二502下表面设置有倒置的T型导轨502a,小臂托511一端上表面设置成与导轨502a相配合的滑块511a,小臂托511其滑块511a位置的下表面设置的贯穿的螺纹孔,与手轮二512上的螺杆旋合,使手轮二512螺杆端部压紧导轨502a的下表面以此来固定小臂托511。
所述的小臂托511另一端下表面固定有方形滑槽511b,手部支架601后端可在滑槽511b内前后滑动,手部支架601后端滑动部分中间开有通槽601a,手轮三513前端螺杆部分旋合到小臂托511下表面上,手轮三513前端螺杆可在通槽601a内滑动,手轮三513中间设置有圆柱凸台513a,滑槽511b下方开设有贯穿切口以避让手轮三513,旋紧手轮三513,使其凸台513a压紧到手部支架601的下表面,所述的小臂托511上表面固定有小臂绑缚带514。
手部运动组件600包括手部支架601、握力传感器602、转轴七603、弹簧销四605、手掌转动架606。
所述的手部支架601前端呈U型,其U型前方竖直边通过水平的转轴七603与手掌转动架606形成转动配合,转轴七603上安装有旋转编码器六604,用以检测手腕关节的转动,手部支架601前端U型边上还装有弹簧销四605,手掌转动架606呈L型,手掌转动架606L型竖直边呈扇形,其扇形边以扇形几何中心为中心在圆周上中心角105度均匀设置有七个贯穿的通孔606a,使606a与弹簧销四605配合,控制弹簧销四605使手掌转动架606自由转动或者在相对应七个孔位的位置固定,提高患者的手部舒适度。手掌转动架606其L型水平边前后方向设置,其水平边上固定有握力传感器602。
所述的大臂绑缚装置321具体结构为:臂托321-03右侧固定绑带321-04,臂托321-03左侧安装有Ω型的弹性件321-01,其两端固定在臂托321-03上,扣件321-02固定在臂托321-03上,且位于弹性件321-01的左侧,扣件321-02开有上下方向的槽321-02a,销轴323开设的圆环槽323a可在槽321-02a内滑动,所述的弹性件321-01中间的圆孔与销轴323端部外圆相配。大臂绑缚装置321安装时,使其扣件321-02的槽321-02a沿销轴323的圆环槽323a相对应滑入,弹性件321-01的Ω型中间底部较窄,323端部外圆使其发生弹性变形而进入其中间的圆形被固定。
所述的弹簧销二43、弹簧销三101、弹簧销四605与弹簧销一41具有相同的结构。
所述的上肢康复训练器还包括互动多媒体,通过患者上肢运动,带动上肢康复训机构上一个或多个旋转编码器的检测,或者握力传感器602的力量检测,实现游戏娱乐互动。
所述的上肢康复训练器还包括有关于患者左右对称的肘关节摆动组件400和小臂上下摆动组件500,使横梁100转动至右侧,大臂绑缚装置321安装在销轴323左端,仅去掉原来肘关节摆动组件400和小臂上下摆动组件500,安装关于患者左右对称的肘关节摆动组件400和小臂上下摆动组件500,即实现右侧上肢的康复运动。
使用本发明进行训练时,患者坐在座椅5上,调整立柱2的高度,继而调整整个上肢康复运动机构的高度使患者更为舒适,使横梁100朝向患者左侧,使用弹簧销二43固定横梁100,转动摆动架201,使大臂左右摆动组件200与患者大臂较舒适的位置,使用弹簧销三101将其固定,患者大臂固定在大臂绑缚装置321上,旋转调整螺栓一327,调整患者大臂的上下摆动运动的初始位置,使用扳手转动转轴三303,使移动杆一306向前或向后移动,使转轴五401位于患者的肘关节正下方,转动L型支架二403使之与L型支架一317贴合,锁紧扣件332与圆柱销404扣合,调整小臂托511前后位置,患者小臂固定在小臂绑缚带514 上,调整手部支架601在小臂托511上的前后固定位置,使患者的手较舒适的握住握力传感器602,控制弹簧销四605,使手掌转动架606转至合适位置被固定,患者此时可进行大臂的上下摆动或小臂的上下摆动,旋转编码器三314、旋转编码器五503实时输出大臂或小臂转动角度,松开弹簧销二43,大臂可以左右摆动,旋转编码器二202实时输出大臂的转动角度,松开锁紧扣件332,患者肘关节可以自由转动,旋转编码器四402实时输出肘关节的转动角度,松开弹簧销四605,患者手部腕关节可以自由转动,通过握力传感器602实时输出患者手部握力,患者以上各关节运动可通过控制其锁紧固定机构独立运动或者多关节任意组合运动,输出患者各关节的运动角度、手部握力可对其康复状况进行评价,或者与多媒体连接进行互动娱乐。果患者右侧上肢需要康复,可使横梁100朝向患者右侧,大臂绑缚装置321安装在销轴323左端,仅去掉原来肘关节摆动组件400和小臂上下摆动组件500,安装关于患者左右对称的肘关节摆动组件400和小臂上下摆动组件500,实现右侧上肢的康复运动。