CN105411811A - 模块化多功能康复训练设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种模块化多功能康复训练设备，其包括机架、绳索、驱动单元、调整定位单元、换向张紧单元、拉力传感器、末端固定单元及优化单元，所述驱动单元固定在底板上，绳索通过调整定位单元和拉力传感器相连，拉力传感器安装在末端固定单元。该模块化多功能康复训练设备能减轻医疗师的劳动强度，并且能根据不同康复阶段的患者的情况，提供上肢和下肢的各个方向的康复训练。

Description

模块化多功能康复训练设备
技术领域
本发明属于医疗器械制造技术领域，尤其涉及一种模块化多功能康复训练设备。
背景技术
随着中国生活节奏的加快和老龄化社会进程的加剧，各种各样的意外造成的骨折以及老年性疾病造成的四肢瘫痪后遗症，这些疾病的后期康复训练工作需要大批的专业护理人员，由于目前这种专业护理人员的缺失，这些大量的、高强度的训练增加了医护人员的劳动强度，这样的困境给家庭和医院带来巨大的经济和精神的压力。
为了解决这一问题，各式各样的康复训练设备应运而生，有腕部康复训练的、上肢康复训练的、下肢康复训练的等等，但是这些康复训练设备往往只针对特定的患者，功能比较单一，且结构复杂，价格不菲。实际上患者的患病部位是多样的，身体条件也是有差异的，单一的康复设备不能满足各个康复训练阶段的需求。因此，需要研发一种功能多样，结构简单，造价低廉的能满足市场需求的康复训练设备。
发明内容
本发明的目的在于为骨折及脑中风后遗症患者提供一种康复训练设备，其能减轻医疗师的劳动强度，并且能根据不同康复阶段的患者的情况，提供上肢和下肢的各个方向的康复训练。
为了实现上述的目的，本发明模块化多功能康复训练设备，包括：机架，绳索，驱动单元，调整定位单元，拉力传感器，换向张紧单元，端固定单元、和优化单元；驱动单元和换向张紧单元固定在机架的底板上，调整定位单元安装在机架的竖直铝型杆上，绳索一端连接驱动单元，绕过换向张紧单元和调整定位单元，另一端连接拉力传感器，拉力传感器安装在四肢固定端或者足部固定端上。
所述驱动单元包括步进电机、电机控制器、绕线轮、底座；绕线轮安装在步进电机的转轴上，步进电机与电机控制器相连，电机控制器通过调整步进电机的转速，改变绳索的收放速度。
所述调整定位单元由定滑轮组成，用T型螺栓和螺母固定在机架上；机架由铝型材搭建而成，铝型材上有滑槽，可调整调整定位单元在机架上的位置。
所述换向张紧单元有3个定滑轮组成，改变绳索的走向同时拉紧绳索。
所述四肢端固定单元由带夹板的固定带和吊环组成，吊环安装在固定带上，将患者的肢体固定好后，固定带的一端粘好。
所述足部固定单元由带有布粘带的凉鞋组成，吊环分别安装在鞋子的脚后跟和足背出，通过布粘带将脚背和脚踝固定。
所述设备还包括扶手和跑台，扶手安放在机架上方，跑台置于机架中。
本发明有如下优点：
1)本发明的驱动单元和换向张紧单元固定在底板上，只需根据患者的患病部位和身高、体重，调整定位单元就可满足训练需要，机构重组简单，方便。
2)本发明能够满足不同部位和患病不同阶段患者的需求，使用范围广，同时结构简单，采用绳索驱动，质量小、工作空间大。
3)本发明可以针对不同患者的体质，制定相应的治疗方案，避免了单一的训练方案对患者的二次伤害。
4)该模块化多功能康复训练设备能减轻医疗师的劳动强度，并且能根据不同康复阶段的患者的情况，提供上肢和下肢的各个方向的康复训练。
附图说明
图1为本发明实施例4的总体装配图
图2为本发明的驱动、换向张紧单元的示意图
图3a为本发明的四肢末端固定单元的主视示意图
图3b为图3a中A-A向的剖视图
图4a为本发明的足部固定单元的立体结构示意图
图4b为本发明的足部固定单元的俯视示意图
图4c为图4b中A-A向的剖视示意图
图5为本发明实施例1的下肢康复训练示意图
图6为本发明实施例1的上肢康复训练示意图
图7为本发明实施例2的下肢康复训练示意图
图8为本发明实施例2的上肢肢康复训练示意图
图9为本发明实施例3的康复训练示意图
具体实施方式
以下将结合附图对本发明作进一步的描述，需要说明的是，本实施例以本技术方案为前提，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围并不限于本实施例。
如图1至图9所示:
实施例1：
针对患者术后初期，身体状态较虚弱，不宜进行移动和大量的运动，只对患者进行少量的康复训练，实现肩部或腿部的上抬和下放。本设备可以提供定位单元的位置和绳索的拉力进行不断变化。
结合图5，多功能康复训练机器人由模块化构成，图5为它的一个模块单元。步进电机5通过螺栓固定在驱动底板上，通过数据线和电机控制器4相连，步进电机5的轴上安装绕线轮6；转向滑轮7用螺栓安装在驱动底板上和绕线轮6的轮槽对齐；定滑轮2通过T型螺栓安装在机架1上，可以通过调整T型螺栓的松紧，改变定滑轮2在机架1上的安装位置；张紧滑轮11位于定滑轮2的正下方，与张紧滑轮12共同作用拉进绳索；绳索一端缠绕在绕线轮6上，通过转向滑轮7、张紧滑轮11和12、定滑轮2，另一端和拉力传感器9相连；拉力传感器安装在腿部固定端10上面；腿部固定端10，通过布粘带调整好肢体的松紧和吊环的位置。
所述实施例1，包括2根绳索和2个拉力传感器，对应的包含2套驱动单元。
实施方式有如下特点：机架1为立方体的框架结构，由带有滑槽的铝型材搭建而成；通过紧固连接角件将铝型材连接起来，整个机架1安放在地面上。步进电机和转向滑轮安装在固定底板上，张紧滑轮固定在地基上，通过转向滑轮和张紧滑轮改变绳索的走向，将绳索缠绕在绕线轮上；2根绳索对应2个拉力传感器，与末端固定端的吊环相连，用来测量训练过程中力的变化。两套装置分别安放在机架1的两侧。在训练时，通过控制电机来控制绳索的长度和拉力，适应人体不同姿态下的受力状况。对于不同的训练阶段，调整定位单元的位置和控制策略，更换训练设备和辅助设施，以达到训练的目的。
实施例2：
针对患者术后恢复一定程度后，增加康复训练的强度，实现肩部或腿部的外展和内收。
在实施例1的基础上，在一侧增加一套驱动单元，另一侧的设备暂时不用。同时在新增加的一侧安装定滑轮3，增加一组张紧滑轮11、12，在机架1的上方安装悬挂式的扶手15，调整定滑轮2的位置和控制策略，以达到训练的目的。
实施例3：
增加了足部的康复训练，实现踝关节的跖屈和背伸。
在实施例2的基础上，3个驱动单元同时工作。增加足部固定端13，将脚部固定，3根绳索8分别和3个拉力传感器9相连，以检测拉力，3个步进电机5和电机控制器4相连，重新定位定滑轮2、3的位置，同时改变控制策略，实现腿部的前伸和脚腕的转动，达到训练的目的。
实施例4：
针对患者康复治疗的后期，增加阻抗训练，锻炼腿部肌肉的强度和协调能力。
在实施例3的基础上，新增加一套驱动单元和换向张紧单元，增加一个定滑轮3，4个驱动单元同时工作，4根绳索分别连接4个拉力传感器，以检测拉力，4个步进电机5和电机控制器4相连，增加一个跑台14，将跑台置于机架1中，重新调整定滑轮2、3的位置和控制策略，根据人体跑动时的姿态变化，给腿部增加阻抗力，以达到训练的目的。
对于本领域的技术人员来说，可以根据以上的技术方案和构思，作出各种相应的改变和变形，而所有的这些改变和变形都应该包括在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种模块化多功能康复训练设备，其特征在于，其包括机架、绳索、驱动单元、调整定位单元、换向张紧单元、拉力传感器、末端固定单元及优化单元，所述驱动单元固定在底板上，绳索通过调整定位单元和拉力传感器相连，拉力传感器安装在末端固定单元。
2.根据权利要求1所述模块化多功能康复训练设备，其特征在于，所述驱动单元由运动控制器、步进电机、绕线轮组成，运动控制器和步进电机相连，绕线轮安装在步进电机轴上，运动控制器调节步进电机的转速，控制绕线轮收放绳索。
3.根据权利要求2所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：所述绕线轮带有深槽。
4.根据权利要求3所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：所述机架为带深槽的铝型材。
5.根据权利要求4所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：所述调整定位单元由定滑轮和T型螺栓、螺母组成，调整定位单元安装在机架上；换向张紧单元由3个定滑轮组成，安装在底板上，绳索通过调整定位单元的定滑轮，经过换向张紧单元的定滑轮，缠绕在绕线轮上。
6.根据权利要求5所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：所述末端固定单元包括四肢固定端和足部固定端。
7.根据权利要求6所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：所述四肢固定端包括带夹板的固定带和吊环，吊环安装在固定带环上，将患者肢体用固定带固定好后粘紧，拉力传感器一端与吊环相连，另一端与绳索相连；足部固定端由带布粘带的简易鞋子组成，吊环安装在鞋子的脚后跟和足背处，将患者足部用布粘带固定好后粘紧，拉力传感器一端与吊环相连，另一端与绳索相连。
8.根据权利要求7所述的模块化多功能康复训练设备，其特征在于：其还包括跑台和扶手，跑台置于机架内部，扶手安装在机架上方。
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