CN104958166A - 一种四肢协同运动康复训练器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种四肢协同运动康复训练器，它包括底座，底座上固定有支架，支架上固定的轴承轴承座二转动安装有竖直方向设置的转轴二，转轴二上端固定锥齿轮二，锥齿轮二与左右两侧锥齿轮一、锥齿轮三啮合，转轴二同时固定锥齿轮四，锥齿轮四与左右两侧锥齿轮五、锥齿轮六啮合，锥齿轮一、锥齿轮三分别连接有左、右手连接架，锥齿轮五、锥齿轮六分别连接有左、右脚连接架，与锥齿轮四啮合的锥齿轮七连接有电磁离合器，电磁离合器连接有伺服电机，实现患者四肢的主动、被动模式的协同运动。

Description

一种四肢协同运动康复训练器

一、技术领域

本发明涉及一种四肢协同运动康复训练器，属于康复医疗器械领域。

二、背景技术

随着人均生活水平的提高，偏瘫、部分肢体功能障碍的患者希望得到很好的康复治疗，以提高生活质量，传统的药物往往难于通过血脑屏障，效果多是不理想，且该类药物价格不菲，而康复医师治疗需要到专业康复医疗机构，排队等待时间比较长，久而久之患者失去耐心，目前采用康复训练器是保证患者四肢康复治疗效果的一个重要手段。

现有的四肢协同运动康复器械多依赖进口，控制系统复杂，造价较高，很多患者在经济上难以承受，机械、控制方面也存在一定的安全隐患，本四肢联动康复训练器通过电磁离合装置，实现主、被动模式切换，方便不同疾病程度的患者使用，四肢协同运动，结构简单、精巧，成本较低。

三、发明内容

本发明的目的在于：为四肢中有一个或一个以上肢体能够自主运动的患者提供一种自主运动肢体的运动带动其余不能自主运动肢体被动运动、或者实现伺服电机驱动下四肢同时被动的四肢联动康复训练器。

本发明的目的是这样实现的：

一种四肢协同运动康复训练器，包括底座1，座椅2、左手连接架6、右手连接架12、左脚连接架24、右脚连接架15，底座1上固定有竖直支架3，支架3上设置有轴承座一5、轴承座二14、轴承座三10、承座四22、轴承座五17，轴承座一5、轴承座三10、承座四22、轴承座五17的轴线呈水平方向布置，并且上述四个轴承座成矩形分布，轴承座二14的轴线呈竖直方向布置，并且轴承座二14位于上述矩形的中央，轴承座一5、轴承座三10、承座四22、轴承座五17内分别穿设有转轴一8、转轴三11、转轴四23、转轴五16，转轴一8、转轴三11、转轴四23、转轴五16朝向矩形内部的一侧均固设有四个锥齿轮(7、9、18、21)，上述四个锥齿轮水平方向两两相对且同轴设置，上述两两相对的锥齿轮与穿设在轴承座二14内的转轴二4上下两端的锥齿轮啮合；转轴一8、转轴三11位于矩形外侧端分别固定连接有左手连接架6、右手连接架12，转轴四23、转轴五16位于矩形外侧端分别固定连接有左脚连接架24、右脚连接架15，左脚连接架24上转动连接有左脚托板24-6，右脚连接架15上转动连接有右脚托板15-6，左手连接架6、右手连接架12上部分别设置有手柄一6-5、手柄二12-5。

该训练器还包括伺服电机27、电磁离合器28，伺服电机27通过电磁离合器28驱动一个锥齿轮七30转动，锥齿轮七30与转轴二4下端设置的锥齿轮啮合，电磁离合器28断电时为分离状态，此为主动训练模式，电磁离合器28通电时为接合状态，此为被动训练模式。

转轴二4两端的锥齿轮在竖直方向上都设置在上述四个锥齿轮(7、9、18、21)之间。

所述的右脚连接架15包括空心圆柱一15-1，圆柱一15-1内孔与转轴五16过盈连接，空心圆柱一15-1外表面固定有向前方、上方伸出的方梁一15-3，方梁一15-3顶端固定有向后方、上方伸出的方梁二15-4，方梁二15-4顶端与固定轴一15-5左端固定连接，固定轴一15-5左右方向水平设置，右脚托板15-6下表面中心位置设置有外伸凸台一15-8，凸台一15-8与固定轴一15-5右端转动连接，所述的右脚托板15-6安装有右脚绑带15-7，所述的方梁一15-3左右两侧面贴有应变片一15-2。

所述的左脚连接架24包括空心圆柱二24-1，空心圆柱二24-1内孔与转轴四23过盈连接，空心圆柱二24-1外表面固定向前方、上方伸出的方梁三24-3，方梁三24-3顶端固定有向后方、上方伸出的方梁四24-4，方梁四24-4顶端与固定轴二24-5右端固定连接，固定轴二24-5左右方向水平设置，左脚托板24-6下表面中心位置设置有外伸凸台二24-8，凸台二24-8与固定轴二24-5左端转动连接，所述的左脚托板24-6安装有左脚绑带24-7，所述的方梁三24-3左右两侧面贴有应变片二24-2，左脚连接架24与右脚连接架15关于患者左右对称。

所述的左手连接架6包括连接杆一6-1，连接杆一6-1竖直方向设置，其下端与转轴一8左端固定连接，连接杆一6-1上端固定连接杆二6-2前端，连接杆二6-2前后方向水平设置，连接杆二6-2后端固定手柄杆一6-3的下端，手柄杆一6-3竖直方向设置，手柄杆一6-3左右两侧面贴有应变片三6-6，所述的手柄杆一6-3上端固定有手柄一6-5，手柄一6-5上固定有左手掌绑带6-4。

所述的右手连接架12包括连接杆三12-1，连接杆三12-1竖直方向设置，其下端与转轴三11右端固定连接，连接杆三12-1上端固定连接杆四12-2前端，连接杆四12-2前后方向水平设置，连接杆四12-2后端固定手柄杆二12-3的下端，手柄杆二12-3竖直方向设置，所述的手柄杆二12-3上端固定有手柄二12-5，手柄二12-5上固定有右手掌绑带12-4，所述的手柄杆二12-3左右两侧面贴有应变片四12-6，所述的左手连接架6与右手连接架12关于患者左右对称。

转轴二4下端设有旋转编码器19。

手柄一6-5、手柄二12-5、左脚托板24-6、右脚托板15-6上设置有绑带。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

1.通过自主运动肢体，带动其余不能自主运动肢体进行康复训练，还可以通过伺服电机带动条件下，实现四肢的被动运动。

2.带有电磁离合器，易于实现四肢的主动模式、被转模式转换。

3.安全性更高，患者自主运动肢体带动被动运动肢体，被动运动牵引力过大时，患者会感觉到疼痛而减小运动幅度，进行自我保护，被动运动时，安装有力量检测装置和角度检测装置，防止患者被动运动时肢体受伤。

4.采用齿轮传动，康复训练器性能稳定，不容易损坏。

四、附图说明

图1是四肢协同运动康复训练器的总体结构图

图2是左上肢与右上肢之间传动结构图

图3是左下肢、右下肢与左上肢、右上肢连接结构示意图

图4是电机连接四肢协同运动康复训练器以及右下肢连接患者右脚结构示意图

图5是左下肢连接患者左脚结构示意图

图6是左上肢、右上肢分别连接患者左手、右手结构示意图

五、具体实施方式

结合图1～6，本发明的一种四肢协同运动康复训练器包括底座1，座椅2、左手连接架6、右手连接架12、左脚连接架24、右脚连接架15，按照人坐于座椅时的方位定义左右和前后方向，以便于描述本申请，所述的底座1上固定有正立的呈H型的支架3，支架3的H型左上方竖直边的后侧表面固定有轴承轴承座一5，转轴一8中部以转动连接形式安装在轴承轴承座一5内孔中，转轴一8左右方向水平设置，转轴一8右端固定有锥齿轮一7，转轴一8左端固定有左手连接架6，所述的锥齿轮一7与锥齿轮二13啮合，锥齿轮二13固定在转轴二4的上端，转轴二4中部以转动连接的形式安装在轴承轴承座二14的内孔中，轴承轴承座二14固定在支架3的H型中间水平边的后表面，转轴二4呈竖直方向设置，所述的锥齿轮二13与锥齿轮三9啮合，锥齿轮三9固定在转轴三11的左端，转轴三11的右端固定有右手连接架12，转轴三11中部以转动连接形式安装在轴承轴承座三10的内孔中，轴承轴承座三10固定在H型支架3右上方竖直边的后表面上，转轴三11左右方向水平设置，所述的锥齿轮一7、锥齿轮三9关于转轴二4左右对称。

所述的转轴二4下端内孔同轴固定有旋转编码器19的输出轴，旋转编码器19的外壳通过编码器固定座20固定在底座1上，转轴二4位于轴承轴承座二14的下方固定有锥齿轮四25，锥齿轮四25与位于其中心轴线左侧的锥齿轮五21啮合，锥齿轮五21固定在转轴四23的右端，转轴四23中部以转动连接形式安装在轴承轴承座四22的内孔中，转轴四23左右水平方向设置，轴承轴承座四22固定在支架3的H型左下方竖直边的后表面，所述的转轴四23左端固定有左脚连接架24，所述的锥齿轮四25还与与位于其中心轴线右侧锥齿轮六18啮合，锥齿轮六18固定在转轴五16的左端，转轴五16以转动连接形式安装在轴承轴承座五17的内孔中，转轴五16左右方向水平设置，转轴五16右端固定有右脚连接架15，轴承轴承座五17固定在支架3的H型右下方竖直边的后表面上，所述的锥齿轮五21、锥齿轮六18关于转轴二4左右对称，所述的转轴一8、转轴三11同轴，所述的转轴四23与转轴五16同轴。

所述的锥齿轮二13位于锥齿轮一7、锥齿轮三9中心轴线的下方，所述的锥齿轮四25位于锥齿轮五21、锥齿轮六18中心轴线的上方，以使左手连接架6与左脚连接架24牵引患者的左手与左脚的方向相反，使右手连接架12与右脚连接架15牵引患者的右手右脚方向相反，使患者左手、右手前后运动方向相反，使左脚、右脚前后运动方向相反。

所述的锥齿轮四25与位于其中心轴线前方的锥齿轮七30啮合，锥齿轮七固定在转轴六29后端，转轴六29中部以转动连接形式安装在轴承轴承座六26的内孔中，所述的转轴六29前后方向水平设置，转轴六29前端与位于其前方的伺服电机27的输出轴通过电磁离合器28连接。

所述的右脚连接架15包括空心圆柱一15-1，圆柱一15-1内孔与转轴五16过盈连接，空心圆柱一15-1外表面固定有向前方、上方伸出的方梁一15-3，方梁一15-3顶端固定有向后方、上方伸出的方梁二15-4，方梁二15-4顶端与固定轴一15-5左端固定连接，固定轴一15-5左右方向水平设置，右脚托板15-6下表面中心位置设置有外伸凸台一15-8，凸台一15-8与固定轴一15-5右端转动连接，所述的右脚托板15-6安装有右脚绑带15-7，所述的方梁一15-3左右两侧面贴有应变片一15-2，用以检测患者的右脚受力情况。

所述的左脚连接架24包括空心圆柱二24-1，空心圆柱二24-1内孔与转轴四23过盈连接，空心圆柱二24-1外表面固定向前方、上方伸出的方梁三24-3，方梁三24-3顶端固定有向后方、上方伸出的方梁四24-4，方梁四24-4顶端与固定轴二24-5右端固定连接，固定轴二24-5左右方向水平设置，左脚托板24-6下表面中心位置设置有外伸凸台二24-8，凸台二24-8与固定轴二24-5左端转动连接，所述的左脚托板24-6安装有左脚绑带24-7，所述的方梁三24-3左右两侧面贴有应变片二24-2，用以检测患者的左脚受力情况，所述的左脚连接架24与右脚连接架15关于患者左右对称。

所述的左手连接架6包括连接杆一6-1，连接杆一6-1竖直方向设置，其下端与转轴一8左端固定连接，连接杆一6-1上端固定连接杆二6-2前端，连接杆二6-2前后方向水平设置，连接杆二6-2后端固定手柄杆一6-3的下端，手柄杆一6-3竖直方向设置，手柄杆一6-3左右两侧面贴有应变片三6-6，用以检测患者左手的受力情况，所述的手柄杆一6-3上端固定有手柄一6-5，手柄一6-5上固定有左手掌绑带6-4。

所述的右手连接架12包括连接杆三12-1，连接杆三12-1竖直方向设置，其下端与转轴三11右端固定连接，连接杆三12-1上端固定连接杆四12-2前端，连接杆四12-2前后方向水平设置，连接杆四12-2后端固定手柄杆二12-3的下端，手柄杆二12-3竖直方向设置，所述的手柄杆二12-3上端固定有手柄二12-5，手柄二12-5上固定有右手掌绑带12-4，所述的手柄杆二12-3左右两侧面贴有应变片四12-6，用以检测患者右手的受力情况，所述的左手连接架6与右手连接架12关于患者左右对称。

所述的座椅2位于支架3的后方，所述的电磁离合器28断电时为分离状态。

患者坐在座椅2上，使患者左手固定在手柄一6-5上、右手固定在手柄二12-5上，绑紧左手绑带6-4、右手绑带12-4，患者左脚固定在左脚托板24-6上，右脚固定在右脚托板15-6上，绑紧左脚绑带24-7，绑紧右脚绑带15-7，如果患者只有左上肢能够自主的前后方向运动，手柄一6-5带动转轴一8转动，锥齿轮一7带动锥齿轮二13转动，锥齿轮二13带动锥齿轮三9转动，且转轴三11转动方向与转轴一8转动方向相反，手柄二12-5带动右手后前方向移动，同时锥齿轮二13通过转轴二4带动锥齿轮四25转动，锥齿轮四25带动锥齿轮五21和锥齿轮六18同时转动，此时电磁离合器未通电而处于分离状态，锥齿轮七30空转，锥齿轮五21带动转轴四23转动，转轴四23转动方向与转轴一8转动方向相反，使患者同侧手和脚运动更为舒适，转轴四23带动空心圆柱二24-1转动，继而使左脚托板24-6带动左脚后前方向运动，锥齿轮六18带动转轴五16转动，空心圆柱一15-1转动，使右脚托板15-6带动右脚前后方向运动，通过患者左手、右手、左脚、右脚带动患者的四肢进行康复训练，转轴二4上安装的旋转编码器19实时检测转轴二4的转动角度，用以检测患者四肢的运动范围，所述的应变片一15-2、应变片二24-2、应变片三6-6、应变片四12-6实时检测患者四肢的受力情况。

由于本康复训练器四肢运动相关联，所以四肢中任意单一肢体或多肢体自主运动都会带动其余肢体同时被动运动。

患者如果四肢没有自主运动功能或者希望四肢被动运动，电磁离合器28通电处于接合状态，控制伺服电机27转动，锥齿轮七30带动锥齿轮四25转动，使转轴二14转动，通过齿轮传动带动患者的四肢运动。

Claims (9)

1.一种四肢协同运动康复训练器，包括底座(1)，座椅(2)、左手连接架(6)、右手连接架(12)、左脚连接架(24)、右脚连接架(15)，其特征在于：底座(1)上固定有竖直支架(3)，支架(3)上设置有轴承座一(5)、轴承座二(14)、轴承座三(10)、轴承座四(22)、轴承座五(17)，轴承座一(5)、轴承座三(10)、承座四(22)、轴承座五(17)的轴线呈水平方向布置，并且上述四个轴承座成矩形分布，轴承座二(14)的轴线呈竖直方向布置，并且轴承座二(14)位于上述矩形的中央，轴承座一(5)、轴承座三(10)、承座四(22)、轴承座五(17)内分别穿设有转轴一(8)、转轴三(11)、转轴四(23)、转轴五(16)，转轴一(8)、转轴三(11)、转轴四(23)、转轴五(16)朝向矩形内部的一侧均固设有四个锥齿轮(7、9、18、21)，上述四个锥齿轮水平方向两两相对且同轴设置，上述两两相对的锥齿轮与穿设在轴承座二(14)内的转轴二(4)上下两端的锥齿轮啮合；转轴一(8)、转轴三(11)位于矩形外侧端分别固定连接有左手连接架(6)、右手连接架(12)，转轴四(23)、转轴五(16)位于矩形外侧端分别固定连接有左脚连接架(24)、右脚连接架(15)，左脚连接架(24)上转动连接有左脚托板(24-6)，右脚连接架(15)上转动连接有右脚托板(15-6)，左手连接架(6)、右手连接架(12)上部分别设置有手柄一(6-5)、手柄二(12-5)。

2.根据权利要求1所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：该训练器还包括伺服电机(27)、电磁离合器(28)，伺服电机(27)通过电磁离合器(28)驱动一个锥齿轮七(30)转动，锥齿轮七(30)与转轴二(4)下端设置的锥齿轮啮合，电磁离合器(28)断电时为分离状态，此为主动训练模式，电磁离合器28通电时为接合状态，此为被动训练模式。

3.根据权利要求1或2所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：转轴二(4)两端的锥齿轮在竖直方向上都设置在上述四个锥齿轮(7、9、18、21)之间。

4.根据权利要求1或2所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：所述的左脚连接架(24)包括空心圆柱二(24-1)，空心圆柱二(24-1)内孔与转轴四(23)过盈连接，空心圆柱二(24-1)外表面固定向前方、上方伸出的方梁三(24-3)，方梁三(24-3)顶端固定有向后方、上方伸出的方梁四(24-4)，方梁四(24-4)顶端与固定轴二(24-5)右端固定连接，固定轴二(24-5)左右方向水平设置，左脚托板(24-6)下表面中心位置设置有外伸凸台二(24-8)，凸台二(24-8)与固定轴二(24-5)左端转动连接，所述的左脚托板(24-6)安装有左脚绑带(24-7)，所述的方梁三(24-3)左右两侧面贴有应变片二(24-2)，左脚连接架(24)与右脚连接架(15)关于患者左右对称。

5.根据权利要求1或4所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：所述的右脚连接架(15)包括空心圆柱一(15-1)，圆柱一(15-1)内孔与转轴五(16)过盈连接，空心圆柱一(15-1)外表面固定有向前方、上方伸出的方梁一(15-3)，方梁一(15-3)顶端固定有向后方、上方伸出的方梁二(15-4)，方梁二(15-4)顶端与固定轴一(15-5)左端固定连接，固定轴一(15-5)左右方向水平设置，右脚托板(15-6)下表面中心位置设置有外伸凸台一(15-8)，凸台一(15-8)与固定轴一(15-5)右端转动连接，所述的右脚托板(15-6)安装有右脚绑带(15-7)，方梁一(15-3)左右两侧面贴有应变片一(15-2)。

6.根据权利要求1所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：左手连接架(6)包括连接杆一(6-1)，连接杆一(6-1)竖直方向设置，其下端与转轴一(8)左端固定连接，连接杆一(6-1)上端固定连接杆二(6-2)前端，连接杆二(6-2)前后方向水平设置，连接杆二(6-2)后端固定手柄杆一(6-3)的下端，手柄杆一(6-3)竖直方向设置，手柄杆一(6-3)左右两侧面贴有应变片三(6-6)，所述的手柄杆一(6-3)上端固定有手柄一(6-5)，手柄一(6-5)上固定有左手掌绑带，左手连接架(6)与右手连接架(12)关于患者左右对称。

7.根据权利要求1或6所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：右手连接架(12)包括连接杆三(12-1)，连接杆三(12-1)竖直方向设置，其下端与转轴三(11)右端固定连接，连接杆三(12-1)上端固定连接杆四(12-2)前端，连接杆四(12-2)前后方向水平设置，连接杆四(12-2)后端固定手柄杆二(12-3)的下端，手柄杆二(12-3)竖直方向设置，手柄杆二(12-3)上端固定有手柄二(12-5)，手柄二(12-5)上固定有右手掌绑带(12-4)，手柄杆二(12-3)左右两侧面贴有应变片四(12-6)。

8.根据权利要求1或2所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：转轴二(4)下端设有旋转编码器(19)。

9.根据权利要求2或3所述的四肢协同运动康复训练器，其特征在于：手柄一(6-5)、手柄二(12-5)、左脚托板(24-6)、右脚托板(15-6)上设置有绑带。