CN110170104B - 一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，涉及康复治疗设备技术领域，解决了运动康复设备无理疗功能以及具有不适应性的技术问题。该耦合理疗装置的运动治疗康复机器人包括运动康复装置、运动自适应机构和理疗装置，运动康复装置为上肢训练装置或下肢训练装置，用于上肢或下肢关节康复训练使用；理疗装置通过运动自适应机构安装在运动康复装置上；患者肢体固定在理疗装置内，当患者肢体动作和运动康复装置的动作不一致时，通过运动自适应机构保证患者肢体与理疗装置的紧密贴合。本发明将两种康复方式结合在一起，可以为患者带来更快、更好的康复效果；通过运动自适应机构，使理疗系统更加贴合人体，很好的减轻不适感。
Description
技术领域
本发明涉及康复治疗设备技术领域，尤其是涉及一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人。
背景技术
理疗(物理因子治疗技术)具有消炎镇痛、兴奋神经和肌肉、改善血液循环、促进身体功能恢复等作用，在康复领域中有广阔的应用。对于运动系统、神经系统疾病引起的功能障碍有不错的治疗效果。运动治疗技术可以改善运动组织的血液循环和代谢，促进神经肌肉功能，同样对于各种运动功能障碍性疾患有明显的治疗效果。
有研究表明，将理疗和运动康复相结合的医疗康复模式对于运动损伤有更好的康复效果。
目前市面上有大量的理疗设备以及运动康复设备，但是两者耦合的医疗康复设备还没有见到。另外，外骨骼式的运动康复机构有一个很大的问题，由于人体的复杂性，无法保证机械结构的转动中心和人体的转动中心在运动过程中很好的同轴，所以在康复运动过程中，人体和康复结构之间必然存在不适应性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，以解决现有技术中存在的运动康复设备无理疗功能以及具有不适应性的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：
本发明提供的一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，包括运动康复装置、运动自适应机构和理疗装置，其中：
所述运动康复装置为上肢训练装置或下肢训练装置，用于上肢或下肢关节康复训练使用；
所述理疗装置通过所述运动自适应机构安装在所述运动康复装置上；
患者肢体固定在所述理疗装置内，当患者肢体动作和所述运动康复装置的动作不一致时，通过所述运动自适应机构保证患者肢体与所述理疗装置的紧密贴合。
作为本发明的进一步改进，还包括运动控制模块和理疗控制模块，所述运动控制模块与所述运动康复装置连接，所述理疗控制模块与所述理疗装置连接。
作为本发明的进一步改进，所述运动康复装置包括电机支架、驱动电机、固定关节、伸缩关节和锁紧机构，所述驱动电机安装在所述电机支架上，所述固定关节与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述伸缩关节活动设置在所述固定关节上，所述锁紧机构设置在所述固定关节和所述伸缩关节之间，通过所述锁紧机构的锁定或松开实现所述伸缩关节相对于所述固定关节的位置锁定或相对伸缩；所述理疗装置通过所述自适应机构活动设置在所述伸缩关节上。
作为本发明的进一步改进，所述理疗装置包括支具、电疗组件、热疗组件和压力疗法组件，所述压力疗法组件通过所述支具与所述固定关节连接，当所述压力疗法组件运行时能对放置在其内的患者肢体施以压力，所述电疗组件和所述热疗组件均设置在所述压力疗法组件中与患者肢体接触区域内，用以与患者肢体接触进行电疗和热疗。
作为本发明的进一步改进，所述压力疗法组件包括环形筒体结构的气囊，所述气囊内沿高度方向具有多个独立的腔室，对应每个所述腔室的所述气囊外壁上设置有能向所述腔室内充气的气嘴，所述气囊与所述支具之间通过魔术贴连接，所述电疗组件包括电疗贴片，所述热疗组件包括热疗贴片，所述电疗贴片和所述热疗贴片分别通过魔术贴与所述气囊内壁可拆卸连接；所述理疗控制模块包括压疗主机、导气管、热疗主机、电疗主机、热疗导线和电疗导线，所述压疗主机通过所述导气管与每个所述气嘴连通，所述热疗主机通过所述热疗导线与所述热疗贴片电性连接，所述电疗主机通过所述电疗导线与所述电疗贴片电性连接。
作为本发明的进一步改进，所述气囊由片状本体围合而成，所述本体外侧的一端1/4区域设置有魔术贴的刺毡层，所述本体里侧整个区域内设置有魔术贴的毛毡层，所述本体外侧剩余3/4区域内设置有魔术贴的毛毡层，所述支具为弯弧形结构，所述支具内壁上设置有魔术贴的刺毡层，所述热疗贴片和所述电疗贴片靠近所述气囊内壁一侧设置有魔术贴的刺毡层。
作为本发明的进一步改进，所述电疗贴片和所述热疗贴片的数量均为两个，所述电疗贴片和所述热疗贴片交替设置，相邻的所述电疗贴片和所述热疗贴片之间呈90设置。
作为本发明的进一步改进，所述运动自适应机构包括导轨和滑块，所述导轨沿所述伸缩关节的伸缩方向设置，且所述导轨固定安装在所述伸缩关节上，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述支具固定安装在所述滑块上。
作为本发明的进一步改进，所述固定关节包括贴合连接的第一固定件和第二固定件，所述第二固定件与所述驱动电机传动连接，所述第二固定件上设置有供所述伸缩关节上下伸缩的滑槽，所述第一固定件上设置有用以将所述伸缩关节进行水平限位的限位开口，所述导轨设置在所述第二固定件上，所述支具穿过所述限位开口后与所述滑块固定连接。
作为本发明的进一步改进，所述锁紧机构包括锁紧旋钮和锁紧螺钉，所述第二固定件上对应所述滑槽下部位置开设有第一锁紧孔，所述第一固定件上对应所述滑槽位置设置有条形第二锁紧孔，所述锁紧螺钉穿过所述第二锁紧孔后与穿设在所述第一锁紧孔上的所述锁紧旋钮螺纹连接。
作为本发明的进一步改进，所述运动控制模块包括上位机和设置在所述上位机内的运动控制程序。
本发明与现有技术相比具有如下有益效果：
本发明将理疗和运动康复相结合，发明了一种耦合理疗和运动治疗的康复机器人，将两种康复方式结合在一起，两种康复方式可以同时或单独使用，可以为患者带来更快、更好的康复效果；在本发明中，由于气囊包裹区域较大，训练过程中人体和设备之间的运动不一致性会更加明显，通过设计运动自适应机构，作为运动康复设备和理疗设备的桥梁，当人体和设备运动状态不一致时，运动自适应机构中的滑块和导轨会发生相对滑动，使理疗系统更加贴合人体，很好的减轻不适感，为患者提供更好的舒适性康复训练。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人从一侧看过去的立体结构示意图；
图2是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人从另一侧看过去的立体结构示意图；
图3是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人从另一侧看过去将理疗装置拆下后的立体结构示意图；
图4是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人的爆炸图；
图5是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人的俯视图；
图6是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人中气囊展开后从外侧看的示意图；
图7是本发明耦合理疗装置的运动治疗康复机器人中气囊展开后从里侧看的示意图。
图中1、运动康复装置；11、电机支架；12、驱动电机；13、固定关节；131、第一固定件；1311、限位开口；132、第二固定件；1321、滑槽；14、伸缩关节；15、锁紧机构；151、锁紧旋钮；152、锁紧螺钉；153、第一锁紧孔；154、第二锁紧孔；2、运动自适应机构；21、导轨；22、滑块；3、理疗装置；31、支具；32、电疗组件；33、热疗组件；34、压力疗法组件；341、气囊；342、腔室；343、气嘴；344、本体；4、导气管；5、热疗导线；6、电疗导线；7、刺毡层；8、毛毡层。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅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的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。
如图1和图2所示，本发明提供了一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，包括运动康复装置1、运动自适应机构2和理疗装置3，其中：
运动康复装置1为上肢训练装置或下肢训练装置，用于上肢或下肢关节康复训练使用；
理疗装置3通过运动自适应机构2安装在运动康复装置1上；
患者肢体固定在理疗装置3内，当患者肢体动作和运动康复装置1的动作不一致时，通过运动自适应机构2保证患者肢体与理疗装置3的紧密贴合。
还包括运动控制模块和理疗控制模块，运动控制模块与运动康复装置1连接，理疗控制模块与理疗装置3连接。
以下以将理疗装置3安装在一种下肢康复装置的小腿调节部分为例进行具体介绍：
如图3和图4所示，作为一种可选的实施方式，运动康复装置1包括电机支架11、驱动电机12、固定关节13、伸缩关节14和锁紧机构15，驱动电机12安装在电机支架11上，固定关节13与驱动电机12的输出轴传动连接，伸缩关节14活动设置在固定关节13上，锁紧机构15设置在固定关节13和伸缩关节14之间，通过锁紧机构15的锁定或松开实现伸缩关节14相对于固定关节13的位置锁定或相对伸缩；理疗装置3通过自适应机构2活动设置在伸缩关节14上。伸缩关节14能够相对于固定关节13进行伸缩，从而实现长度的调节，以适用于不同身材患者的使用。
如图5所示，具体的，理疗装置3包括支具31、电疗组件32、热疗组件33和压力疗法组件34，压力疗法组件34通过支具31与固定关节13连接，当压力疗法组件34运行时能对放置在其内的患者肢体施以压力，电疗组件32和热疗组件33均设置在压力疗法组件34中与患者肢体接触区域内，用以与患者肢体接触进行电疗和热疗。
如图6所示，需要说明的是，在本发明的一种实施例中，压力疗法组件34包括环形筒体结构的气囊341，气囊341内沿高度方向具有多个独立的腔室342，对应每个腔室342的气囊341外壁上设置有能向腔室342内充气的气嘴343，气囊341与支具31之间通过魔术贴连接，气嘴343采用现有技术产品，类似于游泳圈上的气嘴，通过气嘴343能像腔室342内充气，当不充气时，气嘴343又能够防止内部气体泄露，电疗组件32包括电疗贴片，热疗组件33包括热疗贴片，电疗贴片和热疗贴片分别通过魔术贴与气囊341内壁可拆卸连接；理疗控制模块包括压疗主机、导气管4、热疗主机、电疗主机、热疗导线5和电疗导线6，压疗主机、电疗主机和热疗主机均为现有技术产品，经市场购得；压疗主机通过导气管4与每个气嘴343连通，热疗主机通过热疗导线5与热疗贴片电性连接，电疗主机通过电疗导线6与电疗贴片电性连接。热疗贴片为通电后发热的贴片。
如图6和图7所示，为了提高压力疗法组件34的适用性，在本发明中，气囊341由片状本体344围合而成，使用时，本体344两端分别弯曲折弯并使两端重叠在一起形成筒形的气囊341，当患者肢体较粗时重叠部分少，当患者肢体较细时，重叠部分多；本体344外侧的一端1/4区域内设置有魔术贴的刺毡层7，本体344里侧整个区域内设置有魔术贴的毛毡层8，本体344外侧剩余3/4区域内设置有魔术贴的毛毡层8，支具31为不封口的弯弧形结构，气囊341设置在支具31的内腔中，支具31内壁上设置有魔术贴的刺毡层7，支具31上的刺毡层7与本体344外侧的毛毡层8粘合连接实现支具31与气囊341的可拆卸连接；热疗贴片和电疗贴片靠近气囊341内壁一侧设置有魔术贴的刺毡层7。由于本体344里侧整个面积上均设置有毛毡层8，所以电疗贴片和热疗贴片可选择的贴合在气囊31内侧壁的任意位置。
进一步的，电疗贴片和热疗贴片的数量均为两个，电疗贴片和热疗贴片交替设置，相邻的电疗贴片和热疗贴片之间呈90设置。
作为可选的实施方式，运动自适应机构2包括导轨21和滑块22，导轨21沿伸缩关节14的伸缩方向设置，且导轨21固定安装在伸缩关节14上，滑块22滑动设置在导轨21上，支具31固定安装在滑块22上。在本发明中，导轨21和滑块22的数量均为两个，两个导轨21平行设置，支具31与两个滑块22均连接，从而提高支具31移动时的稳定性。
需要说明的是，固定关节13包括贴合连接的第一固定件131和第二固定件132，第二固定件132与驱动电机12传动连接，第二固定件132上设置有供伸缩关节14上下伸缩的滑槽1321，第一固定件131上设置有用以将伸缩关节14进行水平限位的限位开口1311，导轨21设置在第二固定件132上，支具31穿过限位开口1311后与滑块22固定连接。具体的，滑槽1321设置在第二固定件132朝向第一固定件131的一侧，且滑槽1321为倒U形凹槽，滑槽1321底部开口位于第二固定件132下沿处，在滑槽1321下部两侧壁位置分别设置有限位台阶，伸缩关节14为杆形结构，在其顶部两侧分别设置有与限位台阶相适配的限位凸台，伸缩关节14通过两个限位凸台沿滑槽1321伸缩移动，当限位凸台移动到限位台阶处时形成对伸缩关节14伸出极限位置的限位。
锁紧机构15包括锁紧旋钮151和锁紧螺钉152，第二固定件132上对应滑槽1321下部位置开设有第一锁紧孔153，第一固定件131上对应滑槽1321位置设置有条形第二锁紧孔154，锁紧螺钉152穿过第二锁紧孔154后与穿设在第一锁紧孔153上的锁紧旋钮151螺纹连接。
运动控制模块包括上位机和设置在上位机内的运动控制程序。上位机采用现有技术中的产品实现，运动控制程序为编程的程序。
目前理疗有很多方式，如：电疗法、光疗法、超声波疗法、磁疗法、低温疗法、热疗法、水疗法、压力疗法等等。本发明选择了三种比较容易和运动康复设备结合的三种理疗方式：压力疗法、电疗法和热疗法。
压力疗法通过改变机体压力促进受损肢体中血液和淋巴液的循环，有很好的消肿消炎效果，可以促进组织再生和修复，促进水肿吸收。本发明选择气囊式治疗装置，包括压疗主机(气泵和控制系统)、导气管和气囊组成。气囊内腔室数量可自由设置，工作模式多样。
电疗通过电刺激机体，可以改善局部血液循环起到消炎和镇痛作用，促进骨折和伤口愈合等治疗效果，对神经或肌肉伤病后肌肉功能障碍具有兴奋神经肌肉的作用。电疗组件主要包括电疗主机，电疗导线，成对的电极板等。
热疗通过将热导入机体，从而达到治疗疾病以促进康复。具有以下的治疗效果：有很好的镇痛效果,加速血液循环促进水肿吸收，改善组织营养，抑制炎症发展，促进组织代谢和愈合。热疗组件主要包括热疗主机，热疗导线，成对的加热电极板等
运动康复装置1可以是上肢或者下肢各个关节的外骨骼式的康复训练设备，都可以和三个理疗系统结合。通过运动康复设备，患者可以完成常见的主被动康复训练。
压力疗法组件中的气囊通过支具安装在自适应机构的滑块上，气囊的支具的设计是为了安装气囊，同时也可以用来支撑和托举受损的肢体，气囊的支具的内侧为魔术贴的刺毡面，气囊外侧有四分之三的区域为魔术贴的毛毡面，气囊通过魔术贴的连接方式固定在支具上，气囊外侧还有三个气嘴，气嘴连接导气管，其数量和气囊的腔室数量相同；
气囊内侧区域为魔术贴的毛毡面，电疗贴片和热疗贴片的单侧为魔术贴的刺毡面，通过魔术贴的方式可以将电疗贴片和热疗贴片固定在气囊内侧。
气囊外侧有四分之一的区域为魔术贴的刺毡面，通过内侧刺毡面和内侧毛毡面粘合，可以将人体受损肢体绷紧固定。
康复机器人工作时，首先将电疗和热疗的贴片粘合在气囊内侧，然后将人体受损肢体放置在气囊中，最后将气囊粘合，固定受损肢体。然后就可以开始进行运动康复训练了，在训练过程中，三种理疗方式可以同时或者单独开启，配合运动康复治疗来获得更好的疗效。
本发明将理疗和运动康复相结合，发明了一种耦合理疗和运动治疗的康复机器人，将两种康复方式结合在一起，两种康复方式可以同时或单独使用，可以为患者带来更快、更好的康复效果；在本发明中，由于气囊包裹区域较大，训练过程中人体和设备之间的运动不一致性会更加明显，通过设计运动自适应机构，作为运动康复设备和理疗设备的桥梁，当人体和设备运动状态不一致时，运动自适应机构中的滑块和导轨会发生相对滑动，使理疗系统更加贴合人体，很好的减轻不适感，为患者提供更好的舒适性康复训练。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (5)
1.一种耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，其特征在于，包括运动康复装置、运动自适应机构和理疗装置，其中：
所述运动康复装置为上肢训练装置或下肢训练装置，用于上肢或下肢关节康复训练使用；
所述理疗装置通过所述运动自适应机构安装在所述运动康复装置上；
患者肢体固定在所述理疗装置内，当患者肢体动作和所述运动康复装置的动作不一致时，通过所述运动自适应机构保证患者肢体与所述理疗装置的紧密贴合；还包括运动控制模块和理疗控制模块，所述运动控制模块与所述运动康复装置连接，所述理疗控制模块与所述理疗装置连接；所述运动康复装置包括电机支架、驱动电机、固定关节、伸缩关节和锁紧机构，所述驱动电机安装在所述电机支架上，所述固定关节与所述驱动电机的输出轴传动连接，所述伸缩关节活动设置在所述固定关节上，所述锁紧机构设置在所述固定关节和所述伸缩关节之间，通过所述锁紧机构的锁定或松开实现所述伸缩关节相对于所述固定关节的位置锁定或相对伸缩；所述理疗装置通过所述自适应机构活动设置在所述伸缩关节上；所述理疗装置包括支具、电疗组件、热疗组件和压力疗法组件，所述压力疗法组件通过所述支具与所述固定关节连接，当所述压力疗法组件运行时能对放置在其内的患者肢体施以压力，所述电疗组件和所述热疗组件均设置在所述压力疗法组件中与患者肢体接触区域内，用以与患者肢体接触进行电疗和热疗；所述运动自适应机构包括导轨和滑块，所述导轨沿所述伸缩关节的伸缩方向设置，且所述导轨固定安装在所述伸缩关节上，所述滑块滑动设置在所述导轨上，所述支具固定安装在所述滑块上；所述固定关节包括贴合连接的第一固定件和第二固定件，所述第二固定件与所述驱动电机传动连接，所述第二固定件上设置有供所述伸缩关节上下伸缩的滑槽，所述第一固定件上设置有用以将所述伸缩关节进行水平限位的限位开口，所述导轨设置在所述第二固定件上，所述支具穿过所述限位开口后与所述滑块固定连接。
2.根据权利要求1所述的耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，其特征在于，所述压力疗法组件包括环形筒体结构的气囊，所述气囊内沿高度方向具有多个独立的腔室，对应每个所述腔室的所述气囊外壁上设置有能向所述腔室内充气的气嘴，所述气囊与所述支具之间通过魔术贴连接，所述电疗组件包括电疗贴片，所述热疗组件包括热疗贴片，所述电疗贴片和所述热疗贴片分别通过魔术贴与所述气囊内壁可拆卸连接；所述理疗控制模块包括压疗主机、导气管、热疗主机、电疗主机、热疗导线和电疗导线，所述压疗主机通过所述导气管与每个所述气嘴连通，所述热疗主机通过所述热疗导线与所述热疗贴片电性连接，所述电疗主机通过所述电疗导线与所述电疗贴片电性连接。
3.根据权利要求2所述的耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，其特征在于，所述气囊由片状本体围合而成，所述本体外侧的一端1/4区域设置有魔术贴的刺毡层，所述本体里侧整个区域内设置有魔术贴的毛毡层，所述本体外侧剩余3/4区域内设置有魔术贴的毛毡层，所述支具为弯弧形结构，所述支具内壁上设置有魔术贴的刺毡层，所述热疗贴片和所述电疗贴片靠近所述气囊内壁一侧设置有魔术贴的刺毡层。
4.根据权利要求2所述的耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，其特征在于，所述电疗贴片和所述热疗贴片的数量均为两个，所述电疗贴片和所述热疗贴片交替设置，相邻的所述电疗贴片和所述热疗贴片之间呈90°设置。
5.根据权利要求1所述的耦合理疗装置的运动治疗康复机器人，其特征在于，所述锁紧机构包括锁紧旋钮和锁紧螺钉，所述第二固定件上对应所述滑槽下部位置开设有第一锁紧孔，所述第一固定件上对应所述滑槽位置设置有条形第二锁紧孔，所述锁紧螺钉穿过所述第二锁紧孔后与穿设在所述第一锁紧孔上的所述锁紧旋钮螺纹连接。
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