CN108013959A - 上肢康复医疗设备 - Google Patents
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Abstract
一种上肢康复医疗设备包括受驱动磁场结构、工作台以及患者活动结构；所述受驱动磁场结构与所述工作台连接；所述受驱动磁场结构包括磁场发生结构和运动驱动结构，所述运动驱动结构驱动所述磁场发生结构运动；所述磁场发生结构能够产生磁场；所述磁场发生结构至少能够实现两个自由度的运动；所述患者活动结构包括磁体材料或磁体结构，所述磁体材料或所述磁体结构在磁场环境下能受到磁力；工作时，所述受驱动磁场结构和所述患者活动结构分别位于工作台背面和正面。本发明采用磁场力以及非接触方式给患者活动结构施加驱动力或阻抗力，避免了驱动装置直接与患者活动结构连接，同时易于给患者活动结构施加稳定可控的受力，结构简单，实现更多训练模式。
Description
技术领域
本发明涉及康复医疗设备技术领域，尤其涉及一种上肢康复医疗设备。
背景技术
受中风、车祸等因素影响，我国有大量的偏瘫患者。临床实践证明，上肢康复设备是治疗早期偏瘫患者的重要和有效途径。牵引式上肢康复机器人是上肢康复设备的重要组成部分。结构上看，牵引式上肢康复机器人包括工作台、驱动机构、执行机构三大部分。
目前，牵引式上肢康复机器人领域中，驱动模式分为柔性驱动和刚性驱动。柔性驱动是通过绳索、钢丝等柔性结构来拉动执行机构的运动，刚性驱动是通过钢结构来驱动执行机构的运动。无论是柔性驱动，还是刚性驱动，均为接触式驱动。
牵引式上肢康复机器人的训练模式时康复机器人功能的核心内容，一般来说，分为主动训练和被动训练两种模式。主动训练时，执行机构的位置和速度控制是关键点之一，避免整个机构与人体干涉是另一关键。被动训练时，给患者活动结构提供稳定可控的受力是关键点之一。
目前，柔性驱动和刚性驱动这种接触式驱动，都存在以下几点不足：一是驱动装置需要与患者活动结构直接连接，影响患者活动结构的活动范围；二是驱动装置与患者活动结构直接连接，在主动训练模式下，会给患者活动结构产生额外的阻力；三是在被动训练时的阻抗模式中，难以给患者活动结构施加稳定可控的受力；四是驱动装置与患者活动结构刚性连接，存在安全隐患。
发明内容
本发明为了解决上肢康复医疗设备中驱动装置与患者活动结构直接连接造成的系列实际问题，提高主动训练模式和被动训练模型的训练效果，而提出的新型无接触驱动上肢康复医疗设备。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种上肢康复医疗设备包括受驱动磁场结构、工作台以及患者活动结构，其特征在于，所述受驱动磁场结构与所述工作台连接；所述受驱动磁场结构包括磁场发生结构和运动驱动结构，所述运动驱动结构驱动所述磁场发生结构运动；所述磁场发生结构能够产生磁场；所述磁场发生结构至少能够实现两个自由度的运动；所述患者活动结构包括磁体材料或磁体结构，所述磁体材料或所述磁体结构在磁场环境下能受到磁力；所述上肢康复医疗设备工作时，所述受驱动磁场结构和所述患者活动结构分别位于工作台背面和正面。
本发明的可选技术方案为，所述磁场发生结构为永磁铁。
本发明的可选技术方案为，所述磁场发生结构为电磁铁及其控制器。
本发明的可选技术方案为，所述运动驱动结构包括直线导轨、电机及其控制器，所述运动驱动结构控制所述磁场发生结构的两个自由度的平移。
本发明的可选技术方案为，所述运动驱动结构包括直线导轨、电机及其控制器，所述运动驱动结构控制所述磁场发生结构的三个自由度的平移。
本发明的可选技术方案为，所述磁体材料为铁基材料或镍基材料或钴基材料或所述三种材料的组合，所述磁体结构为永磁铁结构或电磁铁结构。
本发明的可选技术方案为，所述工作台的长度小于2米，所述工作台的宽度小于2米，所述工作台厚度在1毫米至200毫米之间的部分占比超过60%。
本发明的可选技术方案为，所述工作台设有显示屏。
本发明的可选技术方案为，所述显示屏为触摸显示屏。
本发明的有益效果：
采用磁场力以及非接触方式给患者活动结构施加驱动力或阻抗力，避免了驱动装置直接与患者活动结构连接，同时易于给患者活动结构施加稳定可控的受力，结构更加简单，能够实现的训练模式更多。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的整体结构和原理示意图。
图2为本发明实施例一的整体结构示意图。
图3为本发明实施例一的受驱动磁场结构示意图。
图4为本发明实施例二的整体结构示意图。
图5为本发明实施例二的受驱动磁场结构示意图。
图6为本发明实施例三的整体结构示意图。
图7为本发明实施例三的受驱动磁场结构示意图。
图标：1-受驱动磁场结构；2-工作台；3-患者活动结构；11-磁场发生结构；12-电机及其控制器；13-直线导轨；21-触摸显示器；31-磁体材料或磁体结构。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“下面”、“上面”、“正面”、“背面”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“运动”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通；可以是结构整体运动，也可以是结构中部分运动。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
参见图1-图3所示，图1为本实施例的整体结构和原理示意图，图2为本实施例的整体结构示意图，图3为本实施例的受驱动磁场结构示意图。
如图2所示，本实施例中，上肢康复医疗设备包括受驱动磁场结构1、工作台2以及患者活动结构3，受驱动磁场结构1位于工作台2下面，患者活动结构3位于工作台上面。工作台2上设有触摸显示屏21，工作台长度为75cm，宽度为50cm，厚度为2cm。患者活动结构3上设有磁体材料31，磁体材料为铁基材料或镍基材料或钴基材料或所述三种材料的组合。
图3是本实施例受驱动磁场结构1的结构示意图，受驱动磁场结构1包括磁场发生结构11、电机及其控制器12、直线导轨13，磁场发生结构11为电磁铁及其控制器，电机及其控制器12和直线导轨13有两组，一组是实现X轴向运动，另一组实现Y轴向运动，磁场发生结构11设在直线导轨机构上，在直线导轨机构的驱动下，磁场发生结构11可实现X轴、Y轴两个方向的运动。
工作时，通过控制直线导轨机构的运动，来控制电磁铁的位置和运动，实现对患者活动结构3受磁力方向和大小的控制，通过控制磁场发生结构11通电大小，来实现对患者活动结构3受磁力大小的控制，同时也控制患者活动结构3的位置和运动。
实施例二：
参见图1、图4、图5所示，图1为本实施例的整体结构和原理示意图，图4为本实施例的整体结构示意图，图5为本实施例的受驱动磁场结构示意图。
如图4所示，本实施例中，上肢康复医疗设备包括受驱动磁场结构1、工作台2以及患者活动结构3，受驱动磁场结构1位于工作台2下面，患者活动结构3位于工作台上面。工作台1为一球壳的一部分，在长度上的投影尺寸为100cm，在宽度上的投影为65cm，厚度为球壳厚度3cm。患者活动结构3上设有磁体结构31，磁体结构为电磁铁及其控制器。
图5是本实施例受驱动磁场结构1的结构示意图，受驱动磁场结构1包括磁场发生机构11、电机及其控制器12、直线导轨13，磁场发生机构11为永磁铁，电机及其控制器12和直线导轨13有三组，一组是实现X轴向运动，一组实现Y轴向运动，另一组实现Z轴向运动，磁场发生结构11设在直线导轨机构上，在直线导轨机构的驱动下，磁场发生结构11可实现X轴、Y轴、Z轴三个方向的运动。
工作时，通过控制直线导轨机构的运动，来控制磁场发生结构11的位置实现对患者活动结构3受磁力方向和大小的控制，通过控制磁体结构31通电大小，来实现对患者活动结构3受磁力大小的控制，同时也控制患者活动结构3的位置和运动。
实施例三：
参见图1、图4、图5所示，图1为本实施例的整体结构和原理示意图，如图6所示，本实施例中，上肢康复医疗设备包括受驱动磁场结构1、工作台2以及患者活动结构3，受驱动磁场结构1位于工作台2下面，患者活动结构3位于工作台上面。工作台2上设有触摸显示屏21，工作台长度为120cm，宽度为70cm，厚度为1cm。患者活动结构3上设有磁体材料31，磁体材料为铁基材料或镍基材料或钴基材料或所述三种材料的组合。
图7是本实施例受驱动磁场结构1的结构示意图，受驱动磁场结构1包括磁场发生结构11、电机及其控制器12、直线导轨13，磁场发生结构11为电磁铁及其控制器，电机及其控制器12和直线导轨13有两组，一组是实现X轴向运动，另一组实现Y轴向运动，磁场发生结构11设在直线导轨机构上，在直线导轨机构的驱动下，磁场发生结构11可实现X轴、Y轴两个方向的运动。
工作时，通过控制直线导轨机构的运动，来控制电磁铁的位置实现对患者活动结构3受磁力方向和大小的控制，通过控制磁场发生结构11通电大小，来实现对患者活动结构3受磁力大小的控制，同时也控制患者活动结构3的位置和运动。
Claims (9)
1.一种上肢康复医疗设备，其特征在于，包括受驱动磁场结构、工作台以及患者活动结构；
所述受驱动磁场结构与所述工作台连接；
所述受驱动磁场结构包括磁场发生结构和运动驱动结构，所述运动驱动结构驱动所述磁场发生结构运动；
所述磁场发生结构能够产生磁场；
所述磁场发生结构至少能够实现两个自由度的运动；
所述患者活动结构包括磁体材料或磁体结构，所述磁体材料或所述磁体结构在磁场环境下能受到磁力；
所述上肢康复医疗设备工作时，所述受驱动磁场结构和所述患者活动结构分别位于工作台背面和正面。
2.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述磁场发生结构为永磁铁。
3.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述磁场发生结构为电磁铁及其控制器。
4.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述运动驱动结构包括直线导轨、电机及其控制器，所述运动驱动结构控制所述磁场发生结构的两个自由度的平移。
5.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述运动驱动结构包括直线导轨、电机及其控制器，所述运动驱动结构控制所述磁场发生结构的三个自由度的平移。
6.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述磁体材料为铁基材料或镍基材料或钴基材料或所述三种材料的组合，所述磁体结构为永磁铁结构或电磁铁结构。
7.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述工作台的长度小于2米，所述工作台的宽度小于2米，所述工作台厚度在1毫米至200毫米之间的部分占比超过60%。
8.根据权利要求1所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述工作台设有显示屏。
9.根据权利要求1、权利要求8所述的上肢康复医疗设备，其特征在于：所述显示屏为触摸显示屏。
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2018
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