CN109044653A - 一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅，包括座椅、爬楼行进装置、折叠扶手、立柱、上肢运动装置，爬楼行进装置固定安装在座椅的底部，折叠扶手与爬楼行进装置的两侧和座椅的底部固定安装，立柱的底部与座椅的底部固定安装，上肢运动装置固定安装在立柱的上方；本发明通过爬楼行进装置来实现爬楼特和翻越障碍物，通过上肢运动装置来实现肩关节的扩胸动作、肘关节的上下摆动，小臂的扭转运动以及腕关节的运动，使患者行动更加便捷，而且还能进行上肢的康复训练。

Description

一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅
技术领域
本发明涉及医疗器械技术领域，特别涉及一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅。
背景技术
目前我国老年人、残疾人和病患者有大量行动不便者，这些人构成了数量庞大的轮椅需求群体，巨大的需要促进了我国轮椅产业近年较快发展，电动轮椅及人力轮椅大量进入千家万户，而现今很多人仍居住在没有电梯的多层楼房内，所以不论是电动轮椅还是人力轮椅都面临着上楼梯的难题，目前已经有几款具有爬楼梯功能的轮椅面世，但绝大多数这类轮椅只具有辅助爬楼梯行走的功能，如申请号为201610570118.7公布了一种《一种爬楼梯电动轮椅》，包括行走单元、电缸、后车架、座椅、前车架、踏板，此器械只能帮助下肢行动不便的患者爬楼行走，而对于全身高位截瘫的患者还需要辅助上肢运动的功能，因此需要一种新型的多功能电动轮椅。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅，通过爬楼行进装置来实现爬楼特和翻越障碍物，通过上肢运动装置来实现肩关节的扩胸动作、肘关节的上下摆动，小臂的扭转运动以及腕关节的运动，使患者行动更加便捷，而且还能进行上肢的康复训练。
本发明所使用的技术方案是：一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅，包括座椅、爬楼行进装置、折叠扶手、立柱、上肢运动装置，所述的爬楼行进装置固定安装在座椅的底部，折叠扶手与爬楼行进装置的两侧和座椅的底部固定安装，立柱的底部与座椅的底部固定安装，上肢运动装置固定安装在立柱的上方。
所述的爬楼行进装置包括安装台、减速机、前支架、转向舵机、行走舵机支座、行走舵机、车轮、后支架、第一锥齿轮、第二锥齿轮、第一转轴，所述的减速机固定安装在安装台后端的立板上，第一锥齿轮与减速机的伸出轴固定安装，两根第一转轴一端与安装台侧面的立板转动安装，另一端与前支架固定安装，第二锥齿轮与第一转轴的一个轴头固定安装，后支架与前支架的后端转动安装，转向舵机固定安装在前支架的前端和后支架的两端，行走舵机支座与转向舵机的伸出轴固定安装，行走舵机固定安装在行走舵机支座上，车轮与行走舵机的伸出轴固定安装。
所述的折叠扶手包括气缸座、气缸、定板、转板、扶手，所述的两个气缸座其中一个固定安装在安装台的侧面，另一个固定安装在转板的底面，气缸的两端分别与两个气缸座转动安装，定板固定安装在座椅的底面，转板与定板转动安装，扶手固定安装在转板的上面。
所述的上肢运动装置包括伺服电机、第一支臂、第二支臂、第三支臂、第四支臂、第一腕关节板、第二腕关节板、套手节、手托板、把手、星型螺栓、主动轮、皮带、从动轮、第二转轴、轴承、法兰盘、旋转腕，所述的伺服电机固定安装在支撑立柱的上方，第一支臂与伺服电机的伸出轴固定安装，第二支臂的一端与第一支臂转动安装，另一端与伺服电机固定安装，第三支臂与伺服电机的伸出轴固定安装，第四支臂与第三支臂滑动安装并用星型螺栓固定，伺服电机固定安装在第四支臂的一端，主动轮与伺服电机的伸出轴固定安装，第二转轴固定安装在第四支臂的另一端，将轴承嵌入从动轮中后与第二转轴转动安装，皮带的两端分别套在主动轮和从动轮上，将法兰盘与旋转腕固定并安装在第四支臂上，第一腕关节板与第二腕关节板分别安装在旋转腕的上下两端，伺服电机固定安装在第一腕关节板上，套手节与伺服电机的伸出轴固定安装，手托板固定安装在套手节上，把手固定安装在手托板上。
本发明有益效果：（1）本发明的爬楼行进装置可以做出攀爬动作，是轮椅可以轻松在楼梯上运动实现上下楼或跨越障碍物，运动方式更加灵活；（2）在上肢运动装置的设计上，本发明采用伺服电机的驱动方式，传动精度高，且分布于上肢各个关节处，可以精准的控制上肢各关节的运动，使得上肢各关节更有针对性的进行恢复训练。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明的爬楼行进装置结构示意图。
图3为本发明的爬楼行进装置的传动部分结构示意图。
图4为本发明的折叠扶手结构示意图。
图5为本发明的上肢运动装置结构示意图。
图6为本发明的上肢运动装置的小臂转动部分结构示意图。
附图标号：1-座椅；2-爬楼行进装置；3-折叠扶手；4-立柱；5-上肢运动装置；201-安装台；202-减速机；203-前支架；204-转向舵机；205-行走舵机支座；206-行走舵机；207-车轮；208-后支架；209-第一锥齿轮；210-第二锥齿轮；211-第一转轴；301-气缸座；302-气缸；303-定板；304-转板；305-扶手；501-伺服电机；502-第一支臂；503-第二支臂；504-第三支臂；505-第四支臂；506-第一腕关节板；507-第二腕关节板；508-套手节；509-手托板；510-把手；511-星型螺栓；512-主动轮；513-皮带；514-从动轮；515-第二转轴；516-轴承；517-法兰盘；518-旋转腕。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
如图1、图2、图3、图4、图5、图6所示的一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅，包括座椅1、爬楼行进装置2、折叠扶手3、立柱4、上肢运动装置5，爬楼行进装置2固定安装在座椅1的底部，折叠扶手3与爬楼行进装置2的两侧和座椅1的底部固定安装，立柱4的底部与座椅1的底部固定安装，上肢运动装置5固定安装在立柱4的上方。
爬楼行进装置2包括安装台201、减速机202、前支架203、转向舵机204、行走舵机支座205、行走舵机206、车轮207、后支架208、第一锥齿轮209、第二锥齿轮210、第一转轴211，减速机202固定安装在安装台201后端的立板上，第一锥齿轮209与减速机202的伸出轴固定安装，两根第一转轴211一端与安装台201侧面的立板转动安装，另一端与前支架203固定安装，第二锥齿轮210与第一转轴211的一个轴头固定安装，后支架208与前支架203的后端转动安装，转向舵机204固定安装在前支架203的前端和后支架208的两端，行走舵机支座205与转向舵机204的伸出轴固定安装，行走舵机206固定安装在行走舵机支座205上，车轮207与行走舵机206的伸出轴固定安装。
折叠扶手3包括气缸座301、气缸302、定板303、转板304、扶手305，两个气缸座301其中一个固定安装在安装台201的侧面，另一个固定安装在转板304的底面，气缸302的两端分别与两个气缸座301转动安装，定板303固定安装在座椅1的底面，转板304与定板303转动安装，扶手305固定安装在转板304的上面。
上肢运动装置5包括伺服电机501、第一支臂502、第二支臂503、第三支臂504、第四支臂505、第一腕关节板506、第二腕关节板507、套手节508、手托板509、把手510、星型螺栓511、主动轮512、皮带513、从动轮514、第二转轴515、轴承516、法兰盘517、旋转腕518，伺服电机501固定安装在支撑立柱4的上方，第一支臂502与伺服电机501的伸出轴固定安装，第二支臂503的一端与第一支臂502转动安装，另一端与伺服电机501固定安装，第三支臂504与伺服电机501的伸出轴固定安装，第四支臂505与第三支臂504滑动安装并用星型螺栓511固定，伺服电机501固定安装在第四支臂505的一端，主动轮512与伺服电机501的伸出轴固定安装，第二转轴515固定安装在第四支臂505的另一端，将轴承516嵌入从动轮514中后与第二转轴515转动安装，皮带513的两端分别套在主动轮512和从动轮514上，将法兰盘517与旋转腕518固定并安装在第四支臂505上，第一腕关节板506与第二腕关节板507分别安装在旋转腕518的上下两端，伺服电机501固定安装在第一腕关节板506上，套手节508与伺服电机501的伸出轴固定安装，手托板509固定安装在套手节508上，把手510固定安装在手托板509上。
本发明的工作原理：减速机202工作带动第一锥齿轮209转动从而带动第二锥齿轮210转动，第二锥齿轮210转动带动前支架203摆动从而使得轮椅做爬楼梯动作或翻越障碍，转向舵机204控制轮椅的行进方向，行走舵机206工作带动车轮207转动使得轮椅行进，气缸302的伸出和收缩通过转板304带动扶手305上下摆动以实现扶手305的折叠，第一个伺服电机501工作带动整个上肢运动单元5在平面内摆动，从而使人体的胳膊做扩胸运动，第二个伺服电机501工作可以带动胳膊的肘关节上下摆动，第三个伺服电机501工作带动主动轮512转动通过皮带513使得从动轮514转动从而带动与之啮合的旋转腕518转动，这可以使得小臂做扭动运动，第四个伺服电机501工作带动套手节508与手托板509转动，使得手臂的腕关节得到运动。

Claims (1)

1.一种爬楼梯式上肢辅助康复轮椅，包括座椅(1)、爬楼行进装置(2)、折叠扶手(3)、立柱(4)、上肢运动装置(5)，其特征在于：所述的爬楼行进装置(2)固定安装在座椅(1)的底部，折叠扶手(3)与爬楼行进装置(2)的两侧和座椅(1)的底部固定安装，立柱(4)的底部与座椅(1)的底部固定安装，上肢运动装置(5)固定安装在立柱(4)的上方；
所述的爬楼行进装置(2)包括安装台(201)、减速机(202)、前支架(203)、转向舵机(204)、行走舵机支座(205)、行走舵机(206)、车轮(207)、后支架(208)、第一锥齿轮(209)、第二锥齿轮(210)、第一转轴(211)，所述的减速机(202)固定安装在安装台(201)后端的立板上，第一锥齿轮(209)与减速机(202)的伸出轴固定安装，两根第一转轴(211)一端与安装台(201)侧面的立板转动安装，另一端与前支架(203)固定安装，第二锥齿轮(210)与第一转轴(211)的一个轴头固定安装，后支架(208)与前支架(203)的后端转动安装，转向舵机(204)固定安装在前支架(203)的前端和后支架208的两端，行走舵机支座(205)与转向舵机(204)的伸出轴固定安装，行走舵机206固定安装在行走舵机支座(205)上，车轮(207)与行走舵机(206)的伸出轴固定安装；
所述的折叠扶手(3)包括气缸座(301)、气缸(302)、定板(303)、转板(304)、扶手(305)，所述的两个气缸座(301)其中一个固定安装在安装台(201)的侧面，另一个固定安装在转板(304)的底面，气缸(302)的两端分别与两个气缸座(301)转动安装，定板(303)固定安装在座椅(1)的底面，转板(304)与定板(303)转动安装，扶手(305)固定安装在转板(304)的上面；
所述的上肢运动装置(5)包括伺服电机(501)、第一支臂(502)、第二支臂(503)、第三支臂(504)、第四支臂(505)、第一腕关节板(506)、第二腕关节板(507)、套手节(508)、手托板(509)、把手(510)、星型螺栓(511)、主动轮(512)、皮带(513)、从动轮(514)、第二转轴(515)、轴承(516)、法兰盘(517)、旋转腕(518)，所述的伺服电机(501)固定安装在支撑立柱(4)的上方，第一支臂(502)与伺服电机(501)的伸出轴固定安装，第二支臂(503)的一端与第一支臂(502)转动安装，另一端与伺服电机(501)固定安装，第三支臂(504)与伺服电机(501)的伸出轴固定安装，第四支臂(505)与第三支臂(504)滑动安装并用星型螺栓(511)固定，伺服电机(501)固定安装在第四支臂(505)的一端，主动轮(512)与伺服电机(501)的伸出轴固定安装，第二转轴(515)固定安装在第四支臂(505)的另一端，将轴承(516)嵌入从动轮(514)中后与第二转轴(515)转动安装，皮带(513)的两端分别套在主动轮(512)和从动轮(514)上，将法兰盘(517)与旋转腕(518)固定并安装在第四支臂(505)上，第一腕关节板(506)与第二腕关节板(507)分别安装在旋转腕(518)的上下两端，伺服电机(501)固定安装在第一腕关节板(506)上，套手节(508)与伺服电机(501)的伸出轴固定安装，手托板(509)固定安装在套手节(508)上，把手(510)固定安装在手托板(509)上。
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