CN105287124B - 电动轮椅上肢残端控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明目的在于为下肢功能障碍的患者，当其手功能有障碍、手指残缺、腕功能障碍、腕部截肢或前臂截肢而肘或上臂肌力较好时，提供一种能够使用上肢残端控制电动轮椅的附加装置。本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过上肢的肢体残端控制电动轮椅的移动方向。本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置包括：残端容纳腔，用于容纳轮椅使用者的上肢残端，可在残端的带动下前后左右移动；传动机构，上端和残端容纳腔的底部连接，右端和万向手柄连接，用于将上肢残端的运动传动给万向手柄；复位机构，和传动机构连接，用于使传动机构复位，进而控制万向手柄回到中间位置；以及支撑架。

Description

电动轮椅上肢残端控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动轮椅上肢残端控制装置，尤其涉及一种利用患者上肢残端的残存力量控制电动轮椅的前进、后退与左右转弯的运动传递装置。

背景技术

据全国第二次残疾人抽样调查数据显示，残疾等级为一、二级的重度残疾人为2457万人，占29.62％；残疾等级为三、四级的中度和轻度残疾人为5839万人，占70.38％；肢体残疾2412万人，占29.07％；多重残疾1352万人，占16.30％。2012年3月，根据第六次全国人口普查我国总人口数，及第二次全国残疾人抽样调查我国残疾人占全国总人口的比例和各类残疾人占残疾人总人数的比例，推算了2010年末我国残疾人总人数及各类、不同等级的残疾人数，全国残疾人总数为8502万人，其中重度残疾2518万人，中度和轻度残疾人5984万人；肢体残疾2472万人，多重残疾1386万人。随着我国工业化和城镇化进程的加快，人口流动频繁，人们工作节奏加快，以及生产安全事故、交通事故和环境污染等因素的影响，都不同程度地增加了残疾的风险。同时，随着我国人口老龄化进入加速发展期，受生理机能衰退、脑血管疾病、骨关节病、痴呆等老年病的影响，发病率和致残几率进一步增高，老年残疾人口数量也呈较快增长态势。当前和今后一个时期，我国残疾人口数量将快速增加，残疾人占总人口比例将持续提高，残疾人工作面临着新的考验。

康复是帮助残疾人恢复和补偿功能，增强生活自理和社会适应能力，平等参与社会生活的基础。作为下肢残疾、偏瘫、截瘫患者及行动不便的老年人的常用代步工具——轮椅，是康复的重要工具，它不仅是肢体伤残者和行动不便人士的代步工具，更重要的是使他们借助于轮椅进行身体锻炼和参与社会活动。特别是电动轮椅是在传统手动轮椅的基础上，叠加高性能动力驱动装置、智能操纵装置、电池等部件，改造升级而成，它是现代精密机械、智能数控、工程力学等领域相结合的高新科技产品，如今，电动轮椅已成为行动不便的老年人、残疾人不可缺少的代步工具，适用对象十分广泛。

为了做好残疾人康复工作，需要相应的资金、技术、辅具等多方面的支持，因残疾人数量多、困难程度大，残疾人康复事业发展任重而道远。随着社会进步，残疾人事业发展，残疾人生活质量虽然在逐步提高，但由于发展起点低、基础薄弱，残疾人总体生活水平和质量与全社会平均水平差距仍然较大，残疾人家庭负担沉重，特别是农村残疾人生活水平更低，还有相当数量的人口没有脱贫。城镇残疾人失业率始终较高，未就业残疾人的生活来源一直以家庭供养为主，其中城镇主要依靠家庭其他成员供养的比例始终为40％左右，农村主要依靠家庭其他成员供养的比例始终为70％左右，残疾人家庭负担沉重。如2007～2012年度残疾人家庭人均可支配收入相当于全国居民家庭人均可支配收入的55％左右，与全国平均水平差距明显。恩格尔系数(Engel's Coefficient)指食品支出总额占消费支出总额的比重，是衡量居民生活质量最重要指标之一。残疾人家庭恩格尔系数始终高于全国水平，生活质量相对落后。特别是近年来我国食品价格的较大幅度升高，直接影响到低收入人群的基本生活水平，残疾人的生活水平有所下降。不仅如此，残疾人家庭医疗保健支出及其占家庭消费支出比例均远高于全国平均水平。党的十八大提出了2020年全面建成小康社会，实现国内生产总值和城乡居民人均收入比2010年翻一番的目标。要千方百计促进残疾人就业、提高残疾人社会保障水平、加强残疾人扶贫开发，通过多种渠道努力，加快缩小残疾人家庭人均收入与社会平均水平的差距，同时减少残疾人基本医疗康复等支出。

对于多重残疾中的上下肢功能障碍患者，一般需要选择使用智能轮椅(此处主要指不用人手操作的电动轮椅)作为代步工具。这是因为中枢神经损伤如中风、脑外伤、脑瘫等所造成的肢体瘫痪是世界性难题，其中又以上肢手的康复尤为困难——由于手是人们劳动与日常生活不可缺少的器官，结构精细、功能复杂、动作灵巧，功能恢复难度大，因此手功能障碍是脑卒中偏瘫患者的主要问题之一；另一方面，生活中难免磕磕碰碰，相比其它身体部位，手部往往是首当其冲的部位，手外伤临床发生率较高，最容易碰伤，而且手部损伤后不但容易感染，还易造成不同程度的功能障碍，影响日常生活与工作。但作为电动轮椅本身价格就已不便宜，而作为眼控、语音控制、脑电控制、神经控制等高端智能轮椅更是一般家庭所不能承受的。特别是即使他们中的某些患者在其肘部关节、上臂机能、或者肩关节肌力仍存在且功能较好时，但因其手部功能障碍、前臂截肢、腕部截肢或手指残缺等原因，却并不能使用常规电动轮椅作为代步工具，而如何使该类患者充分利用自身残存功能，来控制使用常规电动轮椅，以节约社会资源，减轻家庭负担，已成为相关技术人员亟待解决的新的研究问题。

发明内容

本发明是为了解决上述课题而进行的，目的在于为下肢功能障碍的患者，当其手功能有障碍、手指残缺、腕功能障碍、腕部截肢或前臂截肢而肘或上臂肌力较好时，提供一种能够使用上肢残端控制电动轮椅的附加装置。

本发明提供了一种电动轮椅上肢残端控制装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过上肢残端控制电动轮椅的移动方向，具有这样的特征，包括：残端容纳腔，用于容纳轮椅使用者的上肢残端，可在上肢残端的带动下前后左右移动；传动机构，上端和残端容纳腔的底部连接，右端和万向手柄连接，用于将上肢残端的运动传动给万向手柄；复位机构，和传动机构连接，用于使传动机构复位，进而控制万向手柄回到中间位置；以及支撑架，上端与传动机构底部连接，下端与扶手可拆卸连接。其中，传动机构包括：第一传动杆，上端与残端容纳腔的底部连接，下端为球体，与球座连接，可将上肢残端的运动传动给第二传动杆以及复位机构；第二传动杆，左端与第一传动杆中段可拆卸连接，右端与万向手柄连接，可将上肢残端的运动传动给万向手柄；以及球座，内部设有球形空腔，用于容纳球体，包括上部中央开孔的上球座，用于第一传动杆穿过，以及下球座，上球座与下球座分别设置有球形半腔并互相配合形成球形空腔；下球座腔体内设有对称的限位钉，限位钉连成的直线穿过球体的球心，球体的对应位置处设置有两个对称凹槽，用于限制第一传动杆绕自身轴线的转动。复位机构包括：伸出脚，至少三个，对称分布，与下球座的外底端连接；压座，套设在第一传动杆高于上球座的位置处，设置有与伸出脚对应的支脚，支脚通过弹簧与伸出脚弹性连接；以及卡簧，设置在第一传动杆下端固定位置处，位于压座的上方，用于限制压座向上滑动。支撑架，上端与球座的下端连接，用于固定球座。第一传动杆为折弯件，用于当电动轮椅上肢残端控制装置安装于扶手外侧时，使腔体位于上肢残端的正下方。

在本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置中，还可以具有这样的特征：其中，残端容纳腔呈碗形，残端容纳腔设有自粘带，用于加固上肢的肢体残端与碗体的结合力。

在本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置中，还可以具有这样的特征：其中，伸出脚和支脚均为四个。

在本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置中，还可以具有这样的特征：其中，第二传动杆为伸缩杆，伸缩杆为双层套管，通过螺栓固定内层套管的位置。

在本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置中，还可以具有这样的特征：其中，第二传动杆通过手柄套与万向手柄连接，手柄套通过螺栓与第二传动杆固定连接，手柄套设置有可配套容纳万向手柄的空腔。

在本发明提供的电动轮椅上肢残端控制装置中，还可以具有这样的特征：其中，手柄套，通过弯杆型双头螺栓与第二传动杆连接，上部设置有与弯杆型双头螺栓配套的螺纹孔，下部设有圆柱空腔，圆柱空腔侧壁设置有横向旋钮，用于固定手柄套与万向手柄。

发明的作用和效果

本发明所涉及的电动轮椅上肢残端控制装置因为采用人体上肢残端的前后及左右运动操纵控制电动轮椅万向手柄的360°摆动，以实现控制电动轮椅的前后移动及左右转弯运动，所以本发明提供的非手控装置适合手功能障碍、腕部功能障碍、手指残缺、腕部截肢、前臂截肢等残障人员在其上臂或肩肘关节肌能较好的情况下控制使用电动轮椅，扩大了电动轮椅的适用范围。而且，本发明是在现有电动轮椅上的一种附加装置，结构相对简单，通用性强，成本低廉、拆装便捷，相比眼控、语音控制等高端智能轮椅更加经济实惠、不受环境光线、湿度及噪声影响，更加可靠。此外，本发明无其他精细零件，零件替换方便，降低维修的费用。

附图说明

图1是本发明的实施例电动轮椅上肢残端控制装置的结构示意图；

图2是本发明的实施例的传动机构、复位机构和支撑架的爆炸图；

图3是本发明的实施例的第一传动杆的另一种实施方式；

图4是本发明的实施例的手柄套的另一实施方式；以及

图5是本发明的实施例安装在电动轮椅上的使用示意图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本发明电动轮椅上肢残端控制装置作具体阐述。

图1是本实施例电动轮椅上肢残端控制装置100的结构示意图。

如图1所示，本实施例提供的电动轮椅上肢残端控制装置100，固定在电动轮椅5的扶手上，与电动轮椅的万向手柄6连接，用于使用者通过上肢残端控制电动轮椅的移动方向。本实施例提供的电动轮椅上肢残端控制装置100包括：残端容纳腔1、传动机构2、复位机构3以及支撑架4。

残端容纳腔1用于容纳轮椅使用者上肢的残端，其形状与人体上肢残端的形状相配套，可在上肢残端的带动下前后左右移动。如图1中残端容纳腔1呈碗形，腔体上还可设有自粘带，用于加固上肢残端与碗体的结合力；使用时患者自身的上肢残端需要相应佩戴与腔体上的自粘带配套的自粘带，一刺一毛，使患者残端与腔体粘在一起；另外，若患者上肢为上臂或前臂等截肢情况时，残端容纳腔1的形状为与残端配合的筒状横卧式开口腔，以使患者的残端插入腔中。传动机构2上端和残端容纳腔1的底部连接，右端和万向手柄6连接，用于将上肢残端的运动传动给万向手柄6。复位机构3和传动机构2连接，用于使传动机构2复位，进而控制万向手柄6回到中间位置。支撑架4上端与传动机构2底部连接，下端与扶手可拆卸连接。

图2是本实施例的传动机构2、复位机构3和支撑架4的爆炸图。

传动机构2包括：第一传动杆21、第二传动杆22以及球座23。第一传动杆21可将上肢残端的运动传动给第二传动杆22以及复位机构3。第二传动杆22可上肢残端的运动传动给万向手柄6。第一传动杆21上端与残端容纳腔1的底部连接；第一传动杆21下端为球体211。第二传动杆22左端与第一传动杆21中段可拆卸连接，右端与万向手柄6连接。球座23内部设有球形空腔，用于容纳第一传动杆21下端的球体211。

第二传动杆22可根据需要设置为伸缩杆。本实施例中伸缩杆为双层套管，通过螺栓固定内层套管的位置。第二传动杆22可以直接固定在万向手柄6上。为了方便拆卸，第二传动杆22设置有手柄套221。第二传动杆22可通过手柄套221与万向手柄6连接。手柄套221通过螺栓与第二传动杆22固定连接，呈向下的半球形，手柄套221内设置有可配套容纳万向手柄的空腔。

球座23包括上部中央开孔的上球座231以及下球座232。上球座231可被第一传动杆21穿过，上球座231与下球座232分别设置有球形半腔并互相配合形成球形空腔。为限制第一传动杆21绕自身轴线的转动，下球座232腔体内设有对称的限位钉233，限位钉233连成的直线穿过第一传动杆球体211的球心，球体的对应位置处设置有两个对称凹槽212。

复位机构3包括：至少3个对称分布的伸出脚31、压座32以及卡簧33。伸出脚31与下球座232的外底端连接。本实施例中伸出脚31设置有4个。压座32套设在第一传动杆21高于上球座231的位置处，并设置有与伸出脚31对应的支脚321。支脚321通过弹簧与伸出脚31弹性连接。卡簧33设置在第一传动杆21下端固定位置处，位于压座的上方，用于限制压座32向上滑动。

图3是本实施例的第一传动杆21的另一种实施方式，即第一传动杆24。

如图3所示，第一传动杆24为折弯件，当本实施例提供的电动轮椅上肢残端控制装置整体位置高于使用者的上肢残端自由垂落的距离时，可将电动轮椅上肢残端控制装置安装于扶手外侧。而折弯件的设计可使残端容纳腔1的腔体位于上肢残端的正下方。

图4是本实施例的手柄套221的另一实施方式，即手柄套222。

如图4所示，当第二传动杆22右端高于万向手柄时，第二传动杆22无法与万向手柄很好的接触甚至无法接触。可以设置手柄套222，手柄套222通过弯杆型球头关节轴承与第二传动杆22连接，以解决上述的问题。手柄套222上部设置有与弯杆型球头关节轴承配套的螺纹孔，下部设有圆柱空腔，圆柱空腔可容纳万向手柄6。圆柱空腔侧壁设置有横向旋钮，用于紧固手柄套222到万向手柄6上，加大手柄套222与万向手柄6的摩擦力。

图5是本实施例固定在电动轮椅上的示意图。

如图5所示，本实施例电动轮椅非手控控制装置100与电动轮椅5、轮椅控制器的万向手柄6组合一起，构成了可用人体上肢残端的运动，控制电动轮椅做前后左右360°运动的一种电动轮椅。

实施例的作用与效果

本实施例所涉及的电动轮椅上肢残端控制装置因为采用人体上肢残端的前后及左右运动操纵控制电动轮椅万向手柄的360°摆动，以实现控制电动轮椅的前后移动及左右转弯运动，所以本实施例提供的非手控装置适合手功能障碍、腕部功能障碍、手指残缺、腕部截肢、前臂截肢等残障人员在其上臂或肩肘关节肌能较好的情况下控制使用电动轮椅，扩大了电动轮椅的适用范围。而且，本发明是在现有电动轮椅上的一种附加装置，结构相对简单，通用性强，成本低廉、拆装便捷，相比眼控、语音控制等高端智能轮椅更加经济实惠、不受环境光线、湿度及噪声影响，更加可靠。此外，本发明无其他精细零件，零件替换方便，降低维修的费用。

以上实施例仅为本发明构思下的基本说明，不对本发明进行限制。而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电动轮椅上肢残端控制装置，固定在电动轮椅的扶手上，与电动轮椅的万向手柄连接，用于使用者通过上肢残端控制电动轮椅的移动方向，其特征在于，包括：

残端容纳腔，用于容纳轮椅使用者的上肢残端，可在上肢残端的带动下前后左右移动；

传动机构，上端和所述残端容纳腔的底部连接，右端和所述万向手柄连接，用于将所述上肢残端的运动传动给所述万向手柄；

复位机构，和所述传动机构连接，用于使所述传动机构复位，进而控制所述万向手柄回到中间位置；以及

支撑架，上端与所述传动机构底部连接，下端与所述扶手可拆卸连接，

其中，所述传动机构包括：

第一传动杆，上端与所述残端容纳腔的底部连接，下端为球体，与球座连接，可将上肢残端的运动传动给第二传动杆以及复位机构；

第二传动杆，左端与所述第一传动杆中段可拆卸连接，右端与所述万向手柄连接，可将上肢残端的运动传动给所述万向手柄；以及

球座，内部设有球形空腔，用于容纳所述球体，包括上部中央开孔的上球座，用于所述第一传动杆穿过，以及下球座，所述上球座与所述下球座分别设置有球形半腔并互相配合形成所述球形空腔；所述下球座腔体内设有对称的限位钉，所述限位钉连成的直线穿过所述球体的球心，所述球体的对应位置处设置有两个对称凹槽，用于限制第一传动杆绕自身轴线的转动，

所述复位机构包括：

伸出脚，至少三个，对称分布，与所述下球座的外底端连接；

压座，套设在所述第一传动杆高于所述上球座的位置处，设置有与所述伸出脚对应的支脚，所述支脚通过弹簧与所述伸出脚弹性连接；以及

卡簧，设置在所述第一传动杆下端固定位置处，位于所述压座的上方，用于限制所述压座向上滑动；

支撑架，上端与所述球座的下端连接，用于固定所述球座，

所述第一传动杆为折弯件，用于当所述电动轮椅上肢残端控制装置安装于所述扶手外侧时，使所述残端容纳腔位于上肢残端的正下方。

2.根据权利要求1所述的电动轮椅上肢残端控制装置，其特征在于：

其中，所述残端容纳腔呈碗形，所述残端容纳腔设有自粘带，用于加固残端或残肢关节与所述碗形残端容纳腔的结合力。

3.根据权利要求1所述的电动轮椅上肢残端控制装置，其特征在于：

其中，所述伸出脚和所述支脚均为四个。

4.根据权利要求1所述的电动轮椅上肢残端控制装置，其特征在于：

其中，所述第二传动杆为伸缩杆，所述伸缩杆为双层套管，通过螺栓固定内层套管的位置。

5.根据权利要求1所述的电动轮椅上肢残端控制装置，其特征在于：

其中，所述第二传动杆通过手柄套与所述万向手柄连接，所述手柄套通过螺栓与所述第二传动杆固定连接，所述手柄套设置有可配套容纳万向手柄的空腔。

6.根据权利要求5所述的电动轮椅上肢残端控制装置，其特征在于：

其中，所述手柄套，通过弯杆型双头螺栓与所述第二传动杆连接，上部设置有与所述弯杆型双头螺栓配套的螺纹孔，下部设有圆柱空腔，所述圆柱空腔侧壁设置有横向旋钮，用于固定所述手柄套与所述万向手柄。