CN108113844A - 一种上肢训练装置 - Google Patents

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管莉娜
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Abstract

本发明公开了一种上肢训练装置。该上肢训练装置包括：基座，升降机构，旋转机构和上肢康复训练机构；所述基座与升降机构之间互相连接，且所述基座相对所述升降机构上下移动；所述升降机构与所述旋转机构相连；所述上肢康复训练机构与所述旋转机构相连，且所述上肢康复训练机构相对所述旋转机构可旋转；所述上肢康复训练机构包括互相连接的肩部旋转机构，肩部屈伸机构，大臂转动机构，肘部屈伸机构，小臂转动机构，腕部转动机构和腕部屈伸机构。本发明提供的上肢训练装置能实现单独对人体上肢左右两侧各个关节的康复运动训练。

Description

一种上肢训练装置
技术领域
本发明涉及康复训练领域，具体涉及一种上肢训练装置。
背景技术
随着中国人口老龄化严重，目前社会上心血管疾病引发的脑卒等疾病发病率不断提高，中风、偏瘫等患者人数持续上升；而且随着交通工具的普及，交通事故造成肢体损伤的人群也逐年扩大，目前全国有数百万的患者需要肢体康复训练。现有的上肢康复训练装置主要分为外骨骼式和末端牵引式，中国市场上大部分是末端牵引式上肢康复训练装置，主要应用普通连杆机构，装置末端仅与患者的手部相连，靠手部牵引使患者上肢做出运动，这种结构自由度低，具体训练到肩、肘、腕等上肢各个部位时，会引入不需要的康复运动，或造成康复运动无法完全实现，整体的适应性差。而中国现有的外骨骼式上肢康复装置自由度低，机构复杂，零件多且加工难度大，效率低，适应性较差。
发明内容
本发明旨在克服现有技术存在的缺陷，本发明采用以下技术方案：
本发明提供了一种上肢训练装置。所述上肢训练装置包括：基座，升降机构，旋转机构和上肢康复训练机构；所述基座与升降机构之间互相连接，且所述基座相对所述升降机构上下移动；所述升降机构与所述旋转机构相连；所述上肢康复训练机构与所述旋转机构相连，且所述上肢康复训练机构相对所述旋转机构可旋转；所述上肢康复训练机构包括互相连接的肩部旋转机构，肩部屈伸机构，大臂转动机构，肘部屈伸机构，小臂转动机构，腕部转动机构和腕部屈伸机构。
在一些实施例中，所述基座上设置有驱动装置，和第一主同步带轮以及第一同步带；所述第一同步带设置在所述第一主同步带轮上；所述驱动装置驱动所述第一主同步带轮转动；所述升降机构包括：升降架，滑道和滑块；所述基座与所述升降架相连；所述滑道设置在升降架上；所述滑块可滑动地设置在所述滑道内，且所述滑块与所述第一同步带固定连接。
在一些实施例中，所述驱动装置为电机。
在一些实施例中，所述旋转机构上设置有驱动所述旋转机构旋转的第一驱动关节，所述旋转机构与升降机构通过第一驱动关节相连。
在一些实施例中，所述肩部旋转机构上设置有第二驱动关节和第二主同步带轮，所述肩部旋转机构与所述旋转机构通过第二驱动关节固定连接。
在一些实施例中，所述肩部旋转机构上还设置有第二从同步带轮以及第二同步带；所述第二同步带设置在所述第二主同步带轮和第二从同步带轮上；所述肩部屈伸机构与所述肩部旋转机构通过所述第二从同步带轮连接；所述肩部屈伸机构可在所述第二同步带的带动下转动。
在一些实施例中，所述上肢训练装置还包括大臂长度调节机构，所述肩部屈伸机构与所述大臂长度调节机构相连接；所述肩部屈伸机构上还设置有第三驱动关节，第三主同步带轮，第三从同步带轮以及第三同步带；所述第三主同步带轮由所述第三驱动关节进行驱动；所述第三同步带设置在所述第三主同步带轮和第三从同步带轮上；所述大臂长度调节机构与所述肩部屈伸机构通过第三从同步带轮相连；所述大臂长度调节机构可在所述第三同步带的带动下转动。
在一些实施例中，所述大臂转动机构上设置有大臂旋转板，所述大臂转动机构通过所述大臂旋转板与所述大臂长度调节机构相连。
在一些实施例中，所述肘部屈伸机构上设置有肘部上连接板，第四主同步轮，第四从同步带轮，第四同步带，肘部下连接板以及第五驱动关节；所述第四同步带设置在所述第四主同步轮和所述第四从同步带轮之上；所述第五驱动关节可驱动所述第四同步轮转动；所述肘部屈伸机构与大臂转动机构通过所述肘部上连接板相连；所述肘部上连接板与所述第四从同步带轮相连；所述第四从同步带轮与所述肘部下连接板固定连接。
在一些实施例中，所述上肢训练装置还包括小臂长度调节机构，所述小臂转动机构上设置有小臂旋转板，所述小臂长度调节机构与所述小臂转动机构通过小臂旋转板相连。
在一些实施例中，所述腕部转动机构上设置有第七驱动关节和腕部连接板，所述第七驱动关节安装在所述腕部连接板上。
在一些实施例中，所述腕部屈伸机构上设置有第八驱动关节，所述腕部转动机构与所述腕部屈伸机构通过所述第八驱动关节相连。
在一些实施例中，所述上肢训练装置还包括手部长度调节机构，所述腕部屈伸机构上设置有手部连接板和手握传感器；所述手部长度调节机构与所述腕部屈伸机构通过手部连接板相连，所述手握传感器与所述手部长度调节机构相连。
本发明的技术效果：本发明提供的上肢训练装置在人端坐时，能实现单独对人体上肢左右两侧各个关节的康复运动训练，并能够进行位置和距离的调节。该上肢训练装置具有多自由度，适应性强，应用范围广，结构合理，效率高等特点，能满足市场上对上肢康复训练装置的多自由度，适用范围广，训练部位独立，调节方便等需求。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的上肢训练装置的结构示意图；
图2为根据本发明一个实施例的上肢训练机构的结构示意图；
图3为根据本发明一个实施例的上肢训练装置中的升降机构和旋转机构的结构示意图；
图4为根据本发明一个实施例的上肢训练装置中的肩部旋转机构和肩部屈伸机构的结构示意图；
图5为根据本发明一个实施例的上肢训练装置中的肘部屈伸机构的结构示意图；
图6为根据本发明一个实施例的上肢训练装置中的腕部转动机构的结构示意图；
图7为根据本发明一个实施例的上肢训练装置中的腕部屈伸机构的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，而不构成对本发明的限制。
参考图1-图7所示，是本发明提供的一种上肢训练装置100。如图1所示，所述上肢训练装置100包括：基座1，升降机构2，旋转机构3和上肢康复训练机构4；所述基座1与升降机构2之间互相连接，且所述基座1相对所述升降机构2上下移动；所述升降机构2与所述旋转机构3相连；所述上肢康复训练机构4与所述旋转机构3相连，且所述上肢康复训练机构4相对所述旋转机构3可旋转；所述上肢康复训练机构4包括互相连接的肩部旋转机构8，肩部屈伸机构9，大臂转动机构11，肘部屈伸机构12，小臂转动机构13，腕部转动机构15和腕部屈伸机构16。
在一些实施例中，所述基座1上设置有驱动装置25，和第一主同步带轮32以及第一同步带31；所述第一同步带31设置在所述第一主同步带轮32上；所述驱动装置25驱动所述第一主同步带轮32转动；所述升降机构2包括：升降架27，滑道26和滑块；所述基座1与所述升降架27相连；所述滑道26设置在升降架27上；所述滑块30可滑动地设置在所述滑道26内，且所述滑块30与所述第一同步带31固定连接。
在一些实施例中，所述驱动装置25为电机。
在一些实施例中，所述旋转机构3上设置有驱动所述旋转机构3旋转的第一驱动关节28，所述旋转机构3与升降机构2通过第一驱动关节28相连。
在一些实施例中，所述肩部旋转机构8上设置有第二驱动关节19和第二主同步带轮34，所述肩部旋转机构8与所述旋转机构3通过第二驱动关节19固定连接。
在一些实施例中，所述肩部旋转机构8上还设置有第二从同步带轮37以及第二同步带36；所述第二同步带36设置在所述第二主同步带轮34和第二从同步带轮37上；所述肩部屈伸机构9与所述肩部旋转机构8通过所述第二从同步带轮37连接；所述肩部屈伸机构9可在所述第二同步带36的带动下转动。
在一些实施例中，所述上肢训练装置100还包括大臂长度调节机构10，所述肩部屈伸机构9与所述大臂长度调节机构10相连接；所述肩部屈伸机构9上还设置有第三驱动关节20，第三主同步带轮39，第三从同步带轮41以及第三同步带40；所述第三主同步带轮39由所述第三驱动关节20进行驱动；所述第三同步带40设置在所述第三主同步带轮39和第三从同步带轮41上；所述大臂长度调节机构10与所述肩部屈伸机构9通过第三从同步带轮41相连；所述大臂长度调节机构10可在所述第三同步带40的带动下转动。
在一些实施例中，所述大臂转动机构11上设置有大臂旋转板42，所述大臂转动机构11通过所述大臂旋转板42与所述大臂长度调节机构10相连。
在一些实施例中，所述肘部屈伸机构12上设置有肘部上连接板44，第四主同步轮45，第四从同步带轮47，第四同步带46，肘部下连接板49以及第五驱动关节53；所述第四同步带46设置在所述第四主同步轮45和所述第四从同步带轮47之上；所述第五驱动关节53可驱动所述第四同步轮转动；所述肘部屈伸机构12与大臂转动机构11通过所述肘部上连接板44相连；所述肘部上连接板44与所述第四从同步带轮47相连；所述第四从同步带轮47与所述肘部下连接板49固定连接。
在一些实施例中，所述上肢训练装置100还包括小臂长度调节机构14，所述小臂转动机构13上设置有小臂旋转板54，所述小臂长度调节机构14与所述小臂转动机构13通过小臂旋转板54相连。
在一些实施例中，所述腕部转动机构15上设置有第七驱动关节23和腕部连接板55，所述第七驱动关节23安装在所述腕部连接板55上。
在一些实施例中，所述腕部屈伸机构16上设置有第八驱动关节24，所述腕部转动机构15与所述腕部屈伸机构16通过所述第八驱动关节24相连。
在一些实施例中，所述上肢训练装置100还包括手部长度调节机构17，所述腕部屈伸机构16上设置有手部连接板57和手握传感器58；所述手部长度调节机构17与所述腕部屈伸机构16通过手部连接板57相连，所述手握传感器58与所述手部长度调节机构17相连。
本发明实施例提供的上肢训练装置100的和具体实现过程和原理如下：所述基座1与升降机构2相连，旋转机构3的下端与升降机构2相连接，实现对上肢左右两侧训练的转换，上肢康复训练机构4中的肩部旋转机构8一端与旋转机构3上端固定连接，肩部屈伸机构9与肩部旋转机构8另一端相连接，肩部屈伸机构9与大臂长度调节机构10相连接，大臂转动机构11与大臂长度调节机构10相连，肘部屈伸机构12一侧与大臂转动机构11相连，另一侧与小臂转动机构13相连，小臂长度调节机构14与小臂转动机构13相连，腕部转动机构15与小臂长度调节机构14固连，腕部屈伸机构16与腕部转动机构15相连，手部长度调节机构17与腕部屈伸机构16相连。如图3所示，基座1与升降机构2通过升降架27相连，滑道26安装在升降架27上，滑道26上竖直运动的滑块30与第一同步带31固连，基座1上的电机25驱动第一主同步带轮32转动，从而带动滑块30竖直滑动，完成升降机构2能竖直运动的功能，旋转机构3与升降机构2通过第一驱动关节28相连，第一驱动关节28驱动旋转机构3旋转，完成对上肢左右两侧的转换。如图4所示，上肢康复训练机构4中的肩部旋转机构8与旋转机构3通过第二驱动关节19固定连接，当旋转机构3转动，肩部旋转机构8也随之转动。肩部屈伸机构9与肩部旋转机构8通过第二从同步带轮37连接，第二驱动关节19驱动第二主同步带轮34转动，通过第二同步带36使肩部屈伸机构9绕第二从同步带轮37中心转动，大臂长度调节机构10的一端与肩部屈伸机构9通过第三从同步带轮41固连，肩部屈伸机构9中的第三驱动关节20驱动第三主同步带轮39转动，通过第三同步带40传动，使大臂长度调节机构10绕第三从同步带轮中心转动。大臂转动机构11通过大臂旋转板42与大臂长度调节机构10相连，用于调节大臂转动机构11的位置。如图5所示，肘部屈伸机构12与大臂转动机构11通过肘部上连接板44相连，肘部上连接板44与第四从同步带轮47相连，第四从同步带轮47与肘部下连接板49固接，固接在肘部上连接板44的第五驱动关节53驱动第四主同步轮45转动，通过第四同步带46传动使肘部下连接板44绕第四从同步带轮47中心转动，与肘部下连接板49的角度变化，从而完成肘部屈伸。小臂转动机构13与肘部屈伸机构12通过肘部下连接板49相连，完成小臂的转动。小臂长度调节机构14与小臂转动机构13通过小臂旋转板54相连，用于调节小臂和手部位置的调节。如图6所示，腕部转动机构15与小臂长度调节机构14固连，腕部转动机构15中的第七驱动关节23安装在腕部连接板55上，通过第七驱动关节转动，实现腕部的内敛和外展动作。如图7所示，腕部转动机构15与腕部屈伸机构16通过第八驱动关节24相连，第八驱动关节24安装在末端连接板56上，手部长度调节机构17与腕部屈伸机构16通过手部连接板57相连，手握传感器58与腕部长度调节机构17相连，通过腕部长度调节机构17调整手部的位置，当第八驱动关节24转动带动手握传感器的绕第八驱动关节24中心转动，实现腕部的屈伸运动。
本发明的技术效果：本发明提供的上肢训练装置通过九个自由度和三个长度调节装置，当人端坐时，能实现单独对人体上肢左右两侧各个关节的康复运动训练，并能够进行位置和距离的调节。具有多自由度，适应性强，应用范围广，结构合理，效率高等特点，满足市场上对上肢康复训练装置的多自由度，适用范围广，训练部位独立，调节方便等需求。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
以上所述本发明的具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何根据本发明的技术构思所作出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本发明权利要求的保护范围内。

Claims (13)

1.一种上肢训练装置，其特征在于，包括：
基座，升降机构，旋转机构和上肢康复训练机构；
所述基座与升降机构之间互相连接，且所述基座相对所述升降机构上下移动；
所述升降机构与所述旋转机构相连；
所述上肢康复训练机构与所述旋转机构相连，且所述上肢康复训练机构相对所述旋转机构可旋转；
所述上肢康复训练机构包括互相连接的肩部旋转机构，肩部屈伸机构，大臂转动机构，肘部屈伸机构，小臂转动机构，腕部转动机构和腕部屈伸机构。
2.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述基座上设置有驱动装置，和第一主同步带轮以及第一同步带；
所述第一同步带设置在所述第一主同步带轮上；
所述驱动装置驱动所述第一主同步带轮转动；
所述升降机构包括：升降架，滑道和滑块；
所述基座与所述升降架相连；
所述滑道设置在升降架上；
所述滑块可滑动地设置在所述滑道内，且所述滑块与所述第一同步带固定连接。
3.根据权利要求2所述的上肢训练装置，其特征在于，所述驱动装置为电机。
4.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述旋转机构上设置有驱动所述旋转机构旋转的第一驱动关节，所述旋转机构与升降机构通过第一驱动关节相连。
5.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述肩部旋转机构上设置有第二驱动关节和第二主同步带轮，所述肩部旋转机构与所述旋转机构通过第二驱动关节固定连接。
6.根据权利要求5所述的上肢训练装置，其特征在于，所述肩部旋转机构上还设置有第二从同步带轮以及第二同步带；
所述第二同步带设置在所述第二主同步带轮和第二从同步带轮上；
所述肩部屈伸机构与所述肩部旋转机构通过所述第二从同步带轮连接；
所述肩部屈伸机构可在所述第二同步带的带动下转动。
7.根据权利要求6所述的上肢训练装置，其特征在于，还包括大臂长度调节机构，所述肩部屈伸机构与所述大臂长度调节机构相连接；
所述肩部屈伸机构上还设置有第三驱动关节，第三主同步带轮，第三从同步带轮以及第三同步带；
所述第三主同步带轮由所述第三驱动关节进行驱动；
所述第三同步带设置在所述第三主同步带轮和第三从同步带轮上；
所述大臂长度调节机构与所述肩部屈伸机构通过第三从同步带轮相连；
所述大臂长度调节机构可在所述第三同步带的带动下转动。
8.根据权利要求7所述的上肢训练装置，其特征在于，所述大臂转动机构上设置有大臂旋转板，所述大臂转动机构通过所述大臂旋转板与所述大臂长度调节机构相连。
9.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述肘部屈伸机构上设置有肘部上连接板，第四主同步轮，第四从同步带轮，第四同步带，肘部下连接板以及第五驱动关节；
所述第四同步带设置在所述第四主同步轮和所述第四从同步带轮之上；
所述第五驱动关节可驱动所述第四同步轮转动；
所述肘部屈伸机构与大臂转动机构通过所述肘部上连接板相连；
所述肘部上连接板与所述第四从同步带轮相连；
所述第四从同步带轮与所述肘部下连接板固定连接。
10.根据权利要求9所述的上肢训练装置，其特征在于，还包括小臂长度调节机构，所述小臂转动机构上设置有小臂旋转板，所述小臂长度调节机构与所述小臂转动机构通过小臂旋转板相连。
11.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述腕部转动机构上设置有第七驱动关节和腕部连接板，所述第七驱动关节安装在所述腕部连接板上。
12.根据权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述腕部屈伸机构上设置有第八驱动关节，所述腕部转动机构与所述腕部屈伸机构通过所述第八驱动关节相连。
13.根据权利要求12所述的上肢训练装置，其特征在于，还包括手部长度调节机构；
所述腕部屈伸机构上设置有手部连接板和手握传感器；
所述手部长度调节机构与所述腕部屈伸机构通过手部连接板相连，所述手握传感器与所述手部长度调节机构相连。
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