CN110448867A - 一种上肢训练装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种上肢训练装置，涉及康复医疗器械领域。上肢训练装置包括基座部、训练部以及用于连接两者的传动部，所述训练部包括连接柱、水平设置的连接横杆以及扶手横杆，所述连接柱的一端可转动式连接至所述连接柱的上部，其另一端连接至所述传动部；所述扶手横杆可转动式连接至所述连接柱的下部。本发明提供的上肢训练装置便于携带安装、价格低廉、能做精细的动作、能够准确评估的康复进展、且综合性较强、能很好地匹配于不同训练需求。

Description

一种上肢训练装置

技术领域

本发明涉及康复医疗器械领域，特别涉及一种上肢训练装置。

背景技术

病人进行治疗后一般都会产生肢体功能障碍，需要卧床静养，但是长时间静养也会对身体上带来一定不良反应，导致身体虚弱，不利于以后的恢复，存在一定的亚健康状态，同时对于伤势较轻或康复到一定程度无需静养的病人来说，一定强度的力量训练是必须的，否则长期卧床会导致肌肉萎缩、关节僵直，甚至造成病人肢体废用性瘫痪，影响病人的健康，不利于病人后期的恢复。

康复训练理论表明，人体的运动神经和肌肉功能可以通过运动训练得到增强，而对于运动神经和肌肉受损的人，可以通过针对性的运动训练逐步恢复正常的功能。康复训练可以分为被动训练和主动训练，被动训练是指患者待康复部位在外力的牵引作用下进行运动，主动训练是指患者自主的针对待康复部位进行运动训练。运动康复训练的身体部位主要包括上肢和下肢，而其中上肢运动功能与人日常生活活动的关系最为密切。

在上肢运动康复训练领域，目前主要有实物器具训练，牵引式康复训练机械臂以及可穿戴牵引式机械手三种。

实物器具训练是最原始的康复训练方法，患者自主的使用日常生活中的器具或者专门设计的物品道具进行针对性的动作训练，如利用杯子进行抓握训练，利用钥匙进行开锁训练，利用瓶盖进行旋转动作训练等。康复训练是一个长期的过程，不同患者的康复进展速度也不完全相同，如此枯燥乏味的训练方式以及无法准确评估的康复进展是这种技术的最大弊端。

牵引式康复训练机械臂通常是一个机电产品，机械臂被设计成具有若干个可活动的关节，如肩关节，肘关节，腕关节等，训练设备通过电动或气动的方式驱动各个关节活动。这种训练方式适用于完全丧失运动能力的患者的早期康复训练，一般只能针对上肢大关节如肩、肘、腕关节的训练，无法实现手部小关节的精细动作进行有效的训练，如手指旋转。并且牵引式康复训练机械臂无法便于携带。

可穿戴牵引式机械手是一种可穿戴的机电设备，通过设备上的电动或气动装置牵引手部相关关节进行活动。这种训练方式通常只能针对大关节进行简单的动作训练，比如抓握、伸展手指等，适用于运动功能丧失后的早期康复，无法对肩、肘、腕等大关节进行康复训练，并且由于可穿戴牵引式机械手本身笨重，无法完成一些日常生活活动需要的精细动作，如旋转瓶盖动作。

虽然康复训练对于肢体功能障碍等外科患者的康复治疗很重要，但在上肢运动康复训练领域以上三种训练装置的诸多缺陷导致缺少一种便捷式、综合性较强、价格低廉且能够准确评估的康复进展的上肢训练装置。使得现有的病人做完治疗后仅能使用固定式的训练装置，需依靠外科医护人员的帮助来活动四肢，且训练装置只能针对某一特定功能或者不能做精细的动作，不仅给医护人员带来了极大的不便，增加了工作量，且现有的康复装置综合性较弱，不能很好地匹配于不同训练需求。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种上肢训练装置，以解决传统的上肢训练装置缺少便捷功能、价格昂贵、不能做精细的动作、不能够准确评估的康复进展、综合性较弱、不能很好地匹配于不同训练需求的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供一种上肢训练装置，其包括基座部、训练部以及用于连接两者的传动部。所述训练部包括连接柱、水平设置的连接横杆以及扶手横杆。所述连接柱的一端可转动式连接至所述连接柱的上部，其另一端连接至所述传动部；所述扶手横杆可转动式连接至所述连接柱的下部。

进一步地，所述训练部还包括握力训练单元，设于所述连接柱的中部；所述握力训练单元包括圆环柱体气囊、管道以及气压传感器，所述圆环柱体气囊套设于连接柱中段外部；所述管道的一端连通至所述圆环柱体气囊，其另一端连接至一缓冲气囊；所述气压传感器设于所述缓冲气囊内或所述缓冲气囊的侧壁上。

进一步地，所述训练部还包括手腕转动训练单元；所述手腕转动训练单元包括把手以及仿钥匙片；所述把手可转动式连接至连接柱上段；所述仿钥匙片可转动式安装在于所述把手一端的侧面。

进一步地，所述训练部还包括指尖训练单元，设于所述连接柱的顶端。

进一步地，所述指尖训练单元包括顶盖、第一支架、导杆、第一升降环、提拉件、第一弹性件以及第一距离传感器。具体地讲，所述顶盖可转动式设于所述连接柱顶面，包括一第一顶盖通孔，贯穿于所述顶盖；所述第一支架水平固定于连接柱上段内部；所述导杆垂直连接至所述第一支架；所述第一升降环可升降式设于所述第一支架上方，且套设于所述导杆外部；所述提拉件的一端穿过所述第一顶盖通孔突出于所述顶盖外部，其另一端连接至所述第一升降环；所述第一弹性件套设于所述提拉件，其一端抵接于所述第一升降环，其另一端抵接于所述顶盖；所述第一距离传感器设于所述第一升降环与所述顶盖之间，用以实时采集所述第一升降环与所述顶盖的距离。

进一步地，所述指尖训练单元包括顶盖、第二升降环、片状件、第一支架、第二支架以及第二距离传感器。具体地讲，所述顶盖可转动式设于所述连接柱顶面；所述顶盖包括顶盖本体、顶盖凹槽以及第二顶盖通孔，所述顶盖凹槽下凹于所述顶盖本体的顶面；所述第二顶盖通孔贯穿于所述顶盖凹槽的底面；所述第二升降环设于所述连接柱上段内部；所述第二升降环包括升降环本体以及升降环开口，所述升降环开口与所述第二顶盖通孔相对设置，且延伸至所述升降环本体边缘处；所述片状件卡入至所述顶盖凹槽；所述第二支架设于所述连接柱内部；所述第二支架包括第一连接件、第二连接件、第三连接件以及第二弹性件；所述第一连接件的上部穿过所述升降环开口及所述第二顶盖通孔连接至所述片状件的下表面；所述第二连接件的一端设有弧形部，所述弧形部与所述升降环本体下表面相切；其另一端固定连接至所述第一连接件的下部；所述第三连接件的中部固定连接至所述第二连接件的下部，其端部朝向背离所述第二连接件一侧延伸，所述端部设有第三连接件通孔；所述第二弹性件的一端连接至所述第三连接件通孔，其另一端连接至所述第一支架；所述第二距离传感器设于所述第二升降环与所述顶盖本体之间，用于获取所述第二升降环与所述顶盖本体之间的距离。

进一步地，所述训练部包括第一角度传感器和/或第二角度传感器和/或第三角度传感器和/或第四角度传感器。所述第一角度传感器设于所述连接横杆与所述连接柱的连接处，用于获取所述连接柱相对于所述连接横杆的转动角度；所述第二角度传感器设于所述扶手横杆与所述连接柱的连接处，用于获取所述扶手横杆相对于所述连接柱的转动角度；所述第三角度传感器设于把手与所述连接柱的连接处，用于获取所述把手相对于所述连接柱的转动角度；所述第四角度传感器设于仿钥匙片与所述连接柱的连接处，用于获取所述仿钥匙片相对于所述连接柱的转动角度。

进一步地，所述基座部包括基座、夹持装置、转盖以及第五角度传感器。所述基座为中空的柱体；所述夹持装置设于所述基座的下方，所述夹持装置与所述基座的底面之间形成夹口，该夹口的宽度是可调节的；所述转盖可转动式安装于所述基座的顶部；所述第五角度传感器设于所述转盖与所述基座的连接处，用于获取所述转盖相对于所述基座的转动角度。

进一步地，所述传动部包括第一连杆、第二连杆以及第六角度传感器和/或第七角度传感器和/或第八角度传感器。所述第一连杆的第一端可转动式连接至转盖；所述第二连杆的一端可转动式连接至所述第一连杆的第二端，其另一端可转动式连接至所述连接横杆；所述第六角度传感器设于所述转盖与所述第一连杆的连接处，用于获取所述第一连杆相对于所述转盖的转动角度；所述第七角度传感器设于所述第一连杆与所述第二连杆的连接处，用于获取所述第二连杆相对于所述第一连杆的转动角度；所述第八角度传感器设于所述第二连杆与所述连接横杆的连接处，用于获取所述第二连杆相对于所述连接横杆的转动角度。

进一步地，所述上肢训练装置还包括数据处理单元，所述数据处理单元连接至第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器、第四角度传感器、第五角度传感器、第六角度传感器、第七角度传感器、第八角度传感器中的至少一种；和/或，所述数据处理单元连接至第一距离传感器和/或第二距离传感器；和/或，所述数据处理单元连接至气压传感器。

本发明的有益效果在于，提供一种上肢训练装置，便于携带安装、价格低廉、能做精细的动作、能够准确评估的康复进展、且综合性较强、能很好地匹配于不同训练需求。尤其是通过设置数据处理单元与多种幅度传感器相连接，实现了对患者进行全面检测和分析训练效果，从而激励患者主动训练，使患者充满恢复的信心和训练的毅力。

附图说明

图1为本发明所述上肢训练装置的整体结构示意图；

图2为本发明所述训练部的爆炸图；

图3为本发明所述指尖训练单元的所述手指提拉机构的爆炸图；

图4为本发明所述指尖训练单元的所述手指捏取机构的爆炸图；

图5为本发明所述基座部的爆炸图；

图6为本发明所述数据处理单元的相关连接结构示意图；

图7为本发明进行上肢功能评价方法的前端步骤的流程图；

图8为本发明所述上肢功能评价方法的流程图；

图9为本发明一种上肢功能评价方法对评价指数进行平均值处理的流程图；

图10为本发明另一种上肢功能评价方法对评价指数进行汇总处理的流程图。

图中各个部件标号如下：

10基座部、11基座、12夹持装置、13转盖、14配重装置、121固定架、122支撑架、123锁紧卡扣、131限制转动部、141底座支撑板、143支撑柱、141顶支撑板、1231螺纹杆、1232旋拧手轮、1233真空胶垫，

20训练部、21连接柱、22连接横杆、23扶手横杆、231扶手、2311扶手端部，

24顶盖、25第一支架、26导杆、27第一升降环、28提拉件、29第一弹性件、

201第二升降环、202片状件、203第二支架、

240第一顶盖通孔、241顶盖本体、242顶盖凹槽、243第二顶盖通孔、

2011升降环本体、2012升降环开口、2013升降环通孔、

2031第一连接件、2032第二连接件、2033第三连接件、2034第二弹性件、20321弧形部、20331第三连接件通孔，

30传动部、31第一连杆、32第二连杆，

41握力训练单元、411圆环柱体气囊、412管道、

42手腕转动训练单元、421把手、422仿钥匙片、

43指尖训练单元、431手指提拉机构、432手指捏取机构、

44推拉训练单元、45扭力训练单元，

50轴承，

60数据处理单元、61第一角度传感器、62第二角度传感器、63第三角度传感器、64第四角度传感器、65第五角度传感器、66第六角度传感器、67第七角度传感器、68第八角度传感器、71第一距离传感器、72第二距离传感器、81气压传感器、91计时器，

100上肢训练装置。

具体实施方式

以下参考说明书附图完整介绍本发明的优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，其保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的部件以相似数字标号表示。本发明所提到的方向用语，例如，上、下、前、后、左、右、内、外、上表面、下表面、侧面、顶面、底部、前端、后端、末端等，仅是附图中的方向，只是用来解释和说明本发明，而不是用来限定本发明的保护范围。

当某些部件被描述为“在”另一部件“上”时，所述部件可以直接置于所述另一部件上；也可以存在一中间部件，所述部件置于所述中间部件上，且所述中间部件置于另一部件上。当一个部件被描述为“安装至”或“连接至”另一部件时，二者可以理解为直接“安装”或“连接”，或者一个部件通过一中间部件间接“安装至”或“连接至”另一个部件。

如图1所示，本发明提供一种上肢训练装置100，包括基座部10、训练部20以及用于连接两者的传动部30。所述基座部10、所述训练部20以及所述传动部30的连接处均为可转动式连接，且在转动连接处均设有弹性件和回复装置，弹性件和回复装置具有一定的转动角度限制。在所述上肢训练装置100在自由状态时，所述弹性件和回复装置不受力，所述基座部10、所述训练部20以及所述传动部30在自由状态时的垂直投影大致分布在一条轴线上；在所述上肢训练装置100在转动状态时，在使用者的外力作用下，所述弹性件和回复装置受力转动，具有有阻尼及回复力，在转动状态结束后其会自动回复到自由时的状态。

所述训练部20包括连接柱21、水平设置的连接横杆22以及扶手横杆23。所述连接柱21的一端可转动式连接至所述连接柱21的上部，其另一端连接至所述传动部30；所述扶手横杆23可转动式连接至所述连接柱21的下部。其中，所述连接柱21包括上段、中段和下段三部分；所述连接柱21中段的上端可转动连接至所述连接柱21上段，所述连接柱21下段的上端连接至所述连接柱21中段，其可包括可转动连接和固定连接两种形式。

如图1、图2所示，本实施例中，所述训练部20还包括握力训练单元41，设于所述连接柱21的中部；所述握力训练单元41包括圆环柱体气囊411、管道412以及气压传感器(未图示)，所述圆环柱体气囊411套设于连接柱21中段外部；所述管道412的一端连通至所述圆环柱体气囊411，其另一端连接至一缓冲气囊(未图示)；为了防止所述连接柱21与所述圆环柱体气囊411之间产生应力对所述气压传感器造成损伤，所述气压传感器设于所述缓冲气囊内或所述缓冲气囊的侧壁上，当所述气压传感器设于所述缓冲气囊的侧壁上时所述气压传感器检测端设置在所述缓冲气囊内。为了避免所述圆环柱体气囊411相对于所述连接柱21转动，在所述连接柱21外侧设有多个防滑档条211，在所述圆环柱体气囊411对应所述防滑档条211位置设有与其形状和尺寸相适应的防滑槽4111。所述握力训练单元41能够加强手部的握紧力训练，并且填充气体或液体更柔软舒适。

本实施例中，所述训练部20还包括手腕转动训练单元42；所述手腕转动训练单元42包括把手421以及仿钥匙片422；所述把手421可转动式连接至连接柱21上段，优选使用轴承50实现可转动式连接；所述把手421优选为球形把手；所述仿钥匙片422可转动式安装在于所述把手421一端的侧面。所述仿钥匙片422能够进行转动和复位。所述手腕转动训练单元42为精细动作的训练，能够精细地训练手腕关节的扭转动作。

本实施例中，所述训练部20还包括指尖训练单元43，设于所述连接柱21的顶端。

所述指尖训练单元43包括手指提拉机构431和/或手指捏取机构432。所述指尖训练单元43中的所述手指提拉机构431和所述手指捏取机构432均为精细动作的训练。本实施例不但能够实现肩关节、肘关节、腕关节训练，而且还能够训练患者的精细动作，并且根据患者的动作的精细程度实施不同项目的训练，从而充分发挥多功能性，提高患者恢复机能的速度和效果。

如图3所示，本实施例中，所述指尖训练单元43的所述手指提拉机构431包括顶盖24、第一支架25、导杆26、第一升降环27、提拉件28、第一弹性件29以及第一距离传感器(未图示)。具体地讲，所述顶盖24可转动式设于所述连接柱21顶面，包括一第一顶盖通孔240，贯穿于所述顶盖24；所述顶盖24优选为圆形瓶盖状；所述第一支架25水平固定于连接柱21上段内部；所述导杆26垂直连接至所述第一支架25；所述第一升降环27可升降式设于所述第一支架25上方，且套设于所述导杆26外部；所述提拉件28的一端穿过所述第一顶盖通孔240突出于所述顶盖24外部，其另一端连接至所述第一升降环27；所述第一弹性件29套设于所述提拉件28，其一端抵接于所述第一升降环27，其另一端抵接于所述顶盖24；所述第一距离传感器设于所述顶盖24与所述第一支架25之间，用以实时采集所述第一升降环27与所述顶盖24内表面的距离。其中所述提拉件28的外形优选为圆珠笔、铅笔、自动笔的外形，所述顶盖24呈水平设置，所述提拉件28可相对于所述顶盖24上下移动；所述第一弹性件29优选为弹簧。第一距离传感器优选线性磁场传感器，包括磁铁和线性磁场感应传感器，优选地，磁铁设于所述第一升降环27上，线性磁场感应传感器设于所述顶盖24内表面，且磁铁和线性磁场感应传感器相对设置。

如图4所示，本实施例中，所述指尖训练单元43的所述手指捏取机构432包括顶盖24、第二升降环201、片状件202、第一支架25、第二支架203以及第二距离传感器(未图示)。具体地讲，所述顶盖24可转动式设于所述连接柱21顶面；所述顶盖24包括顶盖本体241、顶盖凹槽242以及第二顶盖通孔243，所述顶盖凹槽242下凹于所述顶盖本体241的顶面；所述第二顶盖通孔243贯穿于所述顶盖凹槽242的底面。所述第二升降环201设于所述连接柱21上段内部；所述第二升降环201包括升降环本体2011以及升降环开口2012，所述升降环开口2012与所述第二顶盖通孔243相对设置，且延伸至所述升降环本体2011边缘处。所述第二升降环201中部设有升降环通孔2013，图3所示提拉件28的一端穿过所述升降环通孔2013及所述第一顶盖通孔240突出于所述顶盖24外部。所述片状件202卡入至所述顶盖凹槽242。所述片状件202上表面与所述顶盖本体241上表面位于同一平面上，所述片状件202优选圆形片状的硬币形。所述第一支架25水平固定于连接柱21上段内部且位于所述第二升降环201下方。所述第二支架203设于所述连接柱21内部；所述第二支架203包括第一连接件2031、第二连接件2032、第三连接件2033以及第二弹性件2034；所述第一连接件2031的上部穿过所述升降环开口2012及所述第二顶盖通孔243连接至所述片状件202的下表面；所述第二连接件2032的一端设有弧形部20321，所述弧形部20321与所述升降环本体2011下表面相切；其另一端固定连接至所述第一连接件2031的下部；所述第三连接件2033的中部固定连接至所述第二连接件2032的下部，其端部朝向背离所述第二连接件2032一侧延伸，所述端部设有第三连接件通孔20331；所述第二弹性件2034的一端连接至所述第三连接件通孔20331，其另一端连接至所述第一支架25。所述第一连接件2031与所述第二连接件2032形成50-80度夹角，能够保证在所述片状件202被捏取后在水平方向移动并向下翻转带动所述第一连接件2031偏转，进而带动所述第二连接件2032向上偏转，所述第二连接件2032的弧形部与所述升降环本体2011下表面相切进而带动所述升降环本体2011向上移动，所述第二弹性件2034保持一定弹力实现复位。

所述第二距离传感器设于所述第二升降环201与所述顶盖本体241之间，用于获取所述第二升降环201与所述顶盖本体241之间的距离。第二距离传感器优选线性磁场传感器，包括磁铁和线性磁场感应传感器，优选地，磁铁设于所述第二升降环201上，线性磁场感应传感器设于所述顶盖本体241上，且磁铁和线性磁场感应传感器。所述扶手横杆23垂直于所述连接横杆22；所述扶手横杆23及所述传动部30形成推拉训练单元44；所述扶手横杆23及所述基座部10形成扭力训练单元45。所述推拉训练单元44、所述扭力训练单元45可以方便不同患者针对大臂、小臂各关节需要进行重点训练，实现了对肩关节的摆动训练和绕转训练，辅助患者肩关节活动能力的恢复。肩关节的摆动幅度以及绕转的锥角均可以根据患者用力大小自动调节，活动范围大、动作样式多，从而适应于不同患者在不同的康复阶段的训练。与现有技术相比，本实施例不仅能够实现大臂、小臂单一关节或多关节联动，方便不同患者针对自身大臂、小臂各关节需要进行重点训练，还能实现手部精细动作的针对性训练，无需外界提供动力，依靠患者自主运动，安全性高，并且固定位置可通过所夹持桌面高度进行调整，提高患者康复运动的舒适度。

如图1、图2所示，所述扶手横杆23设有相对设置的扶手231，用于双手扶握；所述扶手231与所述扶手横杆23可转动式连接，优选使用轴承50实现可转动式连接，转动所述扶手231可用于训练手腕关节的扭转，在所述扶手231两端各设有一个扶手端部2311，避免撞伤。所述扶手231为PVC材质，所述扶手231的表面设置有防滑纹，起到防滑效果。

本实施例中，所述训练部20包括第一角度传感器(未图示)和/或第二角度传感器(未图示)和/或第三角度传感器(未图示)和/或第四角度传感器(未图示)。所述第一角度传感器设于所述连接横杆22与所述连接柱21的连接处，用于获取所述连接柱21相对于所述连接横杆22的转动角度；所述第二角度传感器设于所述扶手横杆23与所述连接柱21的连接处，用于获取所述扶手横杆23相对于所述连接柱21的转动角度；所述第三角度传感器设于把手421与所述连接柱21的连接处，用于获取所述把手421相对于所述连接柱21的转动角度；所述第四角度传感器设于仿钥匙片422与所述连接柱21的连接处，用于获取所述仿钥匙片422相对于所述连接柱21的转动角度。

如图1、图5所示，本实施例中，所述基座部10包括基座11、夹持装置12、转盖13以及第五角度传感器(未图示)。所述基座11为中空的柱体；所述夹持装置12设于所述基座11的下方，所述夹持装置12与所述基座11的底面之间形成夹口，该夹口的宽度是可调节的；所述夹持装置12的存在，使得所述上肢训练装置100更便于携带和安装，从而不受外部环境的要求，既可以在医院、训练室等固定场所使用，也可以安装在家庭室内，方便不同患者的需求；所述转盖13可转动式安装于所述基座11的顶部；所述转盖13在水平方向转动；所述第五角度传感器设于所述转盖13与所述基座11的连接处，用于获取所述转盖13相对于所述基座11的转动角度。

如图5所示，所述基座部10包括配重装置14，所述配重装置14设于所述基座11内，能够提供一定的重量，使得所述基座部10能够稳固的固定于桌面上。所述配重装置14的横截面呈工形，包括底座支撑板141、支撑柱143和顶支撑板141；所述底座支撑板141与所述基座11内侧的下表面固定连接；所述支撑柱143的一端与所述底座支撑板141连接，其另一端与所述顶支撑板141连接。其中，所述底座支撑板141的形状和结构与所述基座11内侧的下表面的形状和结构相适配，优选为圆形；所述顶支撑板141的形状和结构与所述基座11内侧的上表面的形状和结构相适配，优选为圆形。

如图1、图5所示，本实施例中，所述夹持装置12包括固定架121、支撑架122和锁紧卡扣123。具体地讲，所述固定架121安装于所述基座11外侧的下表面；所述支撑架122呈L形，其一端与所述固定架121连接，其另一端设有螺纹孔；所述锁紧卡扣123螺接于所述螺纹孔内，所述锁紧卡扣123包括螺纹杆1231和旋拧手轮1232，所述螺纹杆1231背离所述旋拧手轮1232的一端设有真空胶垫1233。所述旋拧手轮1232起到定位紧固旋钮的作用。所述真空胶垫1233能够真空吸附桌面，防止滑动。所述夹持装置12的存在，使得所述上肢训练装置100更便于携带和安装，从而不受外部环境的要求，既可以在医院、训练室等固定场所使用，也可以安装在家庭室内，方便不同患者的需求。

如图1所示，本实施例中，所述传动部30包括第一连杆31、第二连杆32以及第六角度传感器(未图示)和/或第七角度传感器(未图示)和/或第八角度传感器(未图示)。所述第一连杆31的第一端可转动式连接至所述转盖13；所述第二连杆32的一端可转动式连接至所述第一连杆31的第二端，其另一端可转动式连接至所述连接横杆22；所述第六角度传感器设于所述转盖13与所述第一连杆31的连接处，用于获取所述第一连杆31相对于所述转盖13的转动角度；所述第七角度传感器设于所述第一连杆31与所述第二连杆32的连接处，用于获取所述第二连杆32相对于所述第一连杆31的转动角度；所述第八角度传感器设于所述第二连杆32与所述连接横杆22的连接处，用于获取所述第二连杆32相对于所述连接横杆22的转动角度。所述第一连杆31与所述第二连杆32之间的转动连接处均设有弹性件和回复装置，弹性件和回复装置具有一定的转动角度限制，在使用者的外力作用下，所述弹性件和回复装置受力转动，具有有阻尼及回复力，在转动状态结束后其会自动回复到自由时的状态，此类弹性件和回复装置为现有技术，与健身房的健身设备类似，其详细结构在此不做赘述。

所述传动部30能够实现左右、前后、上下这三个自由度的运动，所述三个自由度均为主动自由度，对应实现了人体肩关节的前后屈伸运动，肘关节的前后屈伸运动以及腕关节的环转运动，运动协调自如，与前后机构的运动自然衔接，有着较好的柔顺性和协调性。并且任意一个自由度或多个自由度的组合形成不同的运动协调配合，组成了肩关节、肘关节、腕关节的多个自由度，所述的多个自由度可根据不同患者的使用情况作出自适应调整，以适应不同患者的患肢尺寸以及训练力度，同时当所述上肢训练装置100参与到康复训练中时，患者可位于所述传动部30靠近所述基座部10的一侧，也可位于所述传动部30远离所述基座部10的一侧，不仅能够使患者根据需求调整在运动过程中所处的空间位置，自适应地做出调整，使患肢与机构之间不会产生干涉，不仅达到了符合人体工程学特点的要求，同时极大地提高了装置的环境适应能力和安全系数，使得所述上肢训练装置100的占用空间可大可小。

如图6所示，本实施例中，所述上肢训练装置100还包括数据处理单元60，所述数据处理单元60连接至第一角度传感器61、第二角度传感器62、第三角度传感器63、第四角度传感器64、第五角度传感器65、第六角度传感器66、第七角度传感器67、第八角度传感器68中的至少一种；和/或，所述数据处理单元60连接至第一距离传感器71和/或第二距离传感器72；和/或，所述数据处理单元60连接至气压传感器81。其中，角度传感器61-68用于测量偏移或转动的角度值，距离传感器71、72用于测量偏移或转动的距离值，气压传感器81用于检测气压的变化值，因此本实施例的上述角度传感器61～68、距离传感器71、72和气压传感器81可以统称为幅度传感器，在一用户完成一上肢动作过程中，用以实时采集表示该上肢动作的动作幅度的幅度值。

另外，所述上肢运动装置还包括计时器91，在一用户完成一上肢动作过程中，用以实时采集该用户完成上肢动作的时间；所述计时器91也连接至所述数据处理单元60。所述数据处理单元60用于记录每一次所述检测装置测得的训练数据并统计分析，所述训练数据包括距离值、角度值、持续时间、次数、压力值。所述训练数据可以在康复治疗过程中有效的帮助病人提供恢复情况，也可为治疗师评定患者康复程度提供依据，治疗师可根据评估结果选择适合患者训练的任务，从而加快病人的康复速度。

所述数据处理单元60通过各个自由度的组合和所述幅度传感器的记录来实时反映左手和右手的运动以及大臂、小臂单一关节的运动或多关节联动，最终实时反映到所述数据处理单元60中，给患者进行全面检测和分析训练效果。并且所述数据处理单元60能够给患者展现训练效果报告，其形式包括画面显示、打印报表、语音播报、无线传输等多种方式。在训练过程中，患者的自主力可以根据自身的能力随时施加、随时撤销以及随意增大和减小，不管患者的自主力如何变化，所述数据处理单元60都能实时计算统计训练效果，从而及时播报，激励患者的主动训练。当患者的恢复到较好水平后，主动播报，使患者充满恢复的信心和训练的毅力。

如图7所示，所述数据处理单元60的具体实现的患者进行全面检测和分析训练效果的方式为通过一种上肢功能评价方法实现，在进行上肢功能评价方法之前需进行如下步骤：

S1、装置设置步骤，设置一上肢运动装置；

S2、装置操作步骤，一用户操作所述上肢运动装置，完成至少一上肢动作；以及

S3、参数采集步骤，在用户完成上肢动作的过程中，实时采集至少一幅度值及完成一上肢动作的时间。

如图8所示，在执行完成上述步骤S1-S3后再进行上肢功能评价方法，在实施例1中，所述上肢功能评价方法包括如下步骤：

S10、阈值录入步骤，录入至少一项上肢功能的预设功能参数阈值，包括动作幅度阈值Rmax和完成时间阈值Tmin、Tmax；

S20、数据获取步骤，在一用户完成至少一上肢动作的过程中，获取至少一项上肢功能对应的功能参数，包括第i项上肢功能对应的动作完成幅度Ri及完成该动作的时间Ti；其中，i为自然数，Ri小于等于Rmax，Ti大于Tmin且小于等于Tmax；若完成该上肢动作的时间Ti大于Tmax，第i项上肢功能的评价指数Si＝0；若完成该上肢动作的时间Ti小于或等于Tmin，且第i项上肢功能对应的动作完成幅度Ri大于Rmax，第i项上肢功能的评价指数Si＝A；其中，每一上肢动作对应至少一项上肢功能；所述上肢动作包括：肩关节外展与内收、肩关节前旋与后旋、大臂扭转与小臂扭转、肘关节伸展与弯曲、腕关节伸展与弯曲、手掌抓握与旋转、多指抓握与旋转、两指捏取杆状物以及两指拾取片状物；所述上肢功能包括：肩关节外展功能、肩关节前旋功能、肩关节后旋功能、大臂扭转功能、肘关节伸展功能、腕关节伸展功能、腕关节弯曲功能、小臂扭转功能、手掌抓握功能、多指抓握旋转功能、两指捏取杆状物功能以及两指拾取片状物功能；

S30、指数计算步骤，根据第i项上肢功能对应的功能参数计算第i项上肢功能的评价指数Si＝A*Ri/Rmax*(Tmax-Ti)/Tmax，A为满分值；

S40、指数输出步骤，用以输出至少一项上肢功能的评价指数至一显示设备或纸张。若评价指数输出的为指数图表形式，则所述指数输出步骤具体包括步骤S41-S42：S41、指数图表生成步骤，根据至少一项上肢功能的评价指数生成至少一项上肢功能的指数图表；S42、指数图表输出步骤，用以输出所述指数图表至一显示设备或纸张；以及

S50、指数存储步骤，用以存储至少一项上肢功能的评价指数。

以上为用户操作所述上肢运动装置100完成一次上肢动作时的上肢功能评价方法。

如图9，在实施例2中，所述上肢功能评价方法包括实施例1中的步骤S10～S50，当一用户完成N次相同的上肢动作时，需依次重复N次所述数据获取步骤S20、所述指数计算步骤S30及所述存储步骤S40；并对所得到的评价指数进行平均处理以及评价指数汇总处理两种方式。

如图9所示，在实施例2中，对评价指数进行平均值处理的具体步骤在所述存储步骤S40后还包括：

S61、指数平均值计算步骤，对每一项上肢功能的连续N个评价指数进行取平均值处理，获取每一项上肢功能的平均评价指数；

S62、指数平均值存储步骤，用以存储每一项上肢功能的平均评价指数；其中优选根据至少一项上肢功能的平均评价指数生成至少一项上肢功能的平均指数图表；以及

S63、指数平均值输出步骤，用以输出至少一项上肢功能的平均评价指数至显示设备或纸张；其中优选输出平均指数图表。

如图10所示，在实施例3中，所述上肢功能评价方法包括实施例1中的步骤S10～S50，当一用户完成不同的上肢动作时，依次执行所述数据获取步骤S20、所述指数计算步骤S30及所述存储步骤S40，对评价指数进行汇总处理的具体步骤在所述存储步骤S40后还包括：

S71、指数汇总值计算步骤，根据至少一项上肢功能的评价指数进行汇总计算，获取该用户上肢功能的指数汇总值；其中，所述汇总计算的方法包括但不限于累加求和法、算数平均值法及加权平均值法；

S72、指数汇总值存储步骤，用以存储至少一项上肢功能的指数汇总值；以及

S73、指数汇总值输出步骤，用以输出至少一项上肢功能的指数汇总值至显示设备或纸张。

本实施例还提供一种存储介质，存储有计算机程序，处理器运行所述计算机程序，用以执行所述上肢功能评价方法。

本发明可适应上肢偏瘫及功能障碍的患者，脑血管疾病、严重脑外损伤或其他的神经系统疾病造成上肢功能障碍及手术后恢复上肢功能的患者，如脑卒中、帕金森、脑血栓等级以上肌力等级的偏瘫患者。由于是主动训练系统，所以要求患者的上肢至少要有微弱运动能力。

并且，当患者康复后，也可作为家庭的健身器材使用，也可避免闲置的浪费，并且所述夹持装置12的存在，使得所述上肢训练装置100可安装在不同高度，从而便于调整其高度，方便不同身高的患者使用。

本发明的有益效果在于，提供一种上肢训练装置100，便于携带安装、价格低廉、能做精细的动作、能够准确评估的康复进展、且综合性较强、能很好地匹配于不同训练需求。尤其是本发明的上肢训练装置100通过设置数据处理单元60与多种幅度传感器和计时器91相连接，实现了对患者进行全面检测和分析训练效果评分，从而激励患者主动训练，使患者充满恢复的信心和训练的毅力。并且可获得准确的诊断测量评价指数，包括用户完成一次或多次上肢动作时的上肢功能评价指数，并能得到的评价指数平均指数以及评价指数汇总值，并能以图表形式直观的展示给用户来了解康复情况，康复治疗师依据此评价指数通过视觉检查或者经验进行测量评价，实现了康复治疗师的深度参与患者康复治疗过程，能够很好的指导和调整患者康复治疗过程，有利于康复治疗师实时了解患者的康复进展。

以上仅是本发明的优选实施方式，使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明，这些实施方案并不是限制本发明的范围。对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种上肢训练装置，其特征在于，包括基座部、训练部以及用于连接两者的传动部，所述训练部包括：

连接柱；

水平设置的连接横杆，其一端可转动式连接至所述连接柱的上部，其另一端连接至所述传动部；以及

扶手横杆，可转动式连接至所述连接柱的下部。

2.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述训练部还包括

握力训练单元，设于所述连接柱的中部；

所述握力训练单元包括

圆环柱体气囊，套设于连接柱中段外部；

管道，其一端连通至所述圆环柱体气囊，其另一端连接至一缓冲气囊；以及

气压传感器，设于所述缓冲气囊内或所述缓冲气囊的侧壁上。

3.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，

所述训练部还包括手腕转动训练单元；

所述手腕转动训练单元包括

把手，可转动式连接至连接柱上段；以及

仿钥匙片，可转动式安装在于所述把手一端的侧面。

4.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述训练部还包括

指尖训练单元，设于所述连接柱的顶端。

5.如权利要求4所述的上肢训练装置，其特征在于，所述指尖训练单元包括

顶盖，可转动式设于所述连接柱顶面，包括一第一顶盖通孔，贯穿于所述顶盖；

第一支架，水平固定于连接柱上段内部；

导杆，垂直连接至所述第一支架；

第一升降环，可升降式设于所述第一支架上方，且套设于所述导杆外部；

提拉件，其一端穿过所述第一顶盖通孔突出于所述顶盖外部，其另一端连接至所述第一升降环；

第一弹性件，套设于所述提拉件，其一端抵接于所述第一升降环，其另一端抵接于所述顶盖；以及

第一距离传感器，设于所述第一升降环与所述顶盖之间，用以实时采集所述第一升降环与所述顶盖的距离。

6.如权利要求4所述的上肢训练装置，其特征在于，所述指尖训练单元包括

顶盖，可转动式设于所述连接柱顶面；所述顶盖包括

顶盖本体；

顶盖凹槽，下凹于所述顶盖本体的顶面；以及

第二顶盖通孔，贯穿于所述顶盖凹槽的底面；

第二升降环，设于所述连接柱上段内部；所述第二升降环包括

升降环本体；以及

升降环开口，与所述第二顶盖通孔相对设置，且延伸至所述升降环本体边缘处；

片状件，卡入至所述顶盖凹槽；

第一支架，水平固定于连接柱上段内部且位于所述第二升降环下方；

第二支架，设于所述连接柱内部且位于所述第一支架上方；所述第二支架包括

第一连接件，其上部穿过所述升降环开口及所述第二顶盖通孔连接至所述片状件的下表面；

第二连接件，其一端设有弧形部，所述弧形部与所述升降环本体下表面相切；其另一端固定连接至所述第一连接件的下部；

第三连接件，其中部固定连接至所述第二连接件的下部，其端部朝向背离所述第二连接件一侧延伸，所述端部设有第三连接件通孔；以及

第二弹性件，其一端连接至所述第三连接件通孔，其另一端连接至所述第一支架；以及

第二距离传感器，设于所述第二升降环与所述顶盖本体之间，用于获取所述第二升降环与所述顶盖本体之间的距离。

7.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述训练部包括：

第一角度传感器，设于所述连接横杆与所述连接柱的连接处，用于获取所述连接柱相对于所述连接横杆的转动角度；和/或，

第二角度传感器，设于所述扶手横杆与所述连接柱的连接处，用于获取所述扶手横杆相对于所述连接柱的转动角度；和/或，

第三角度传感器，设于把手与所述连接柱的连接处，用于获取所述把手相对于所述连接柱的转动角度；和/或，

第四角度传感器，设于仿钥匙片与所述连接柱的连接处，用于获取所述仿钥匙片相对于所述连接柱的转动角度。

8.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述基座部包括：

基座，其为中空的柱体；

夹持装置，设于所述基座的下方，所述夹持装置与所述基座的底面之间形成夹口，该夹口的宽度是可调节的；

转盖，可转动式安装于所述基座的顶部；以及

第五角度传感器，设于所述转盖与所述基座的连接处，用于获取所述转盖相对于所述基座的转动角度。

9.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，所述传动部包括

第一连杆，其第一端可转动式连接至转盖；

第二连杆，其一端可转动式连接至所述第一连杆的第二端，其另一端可转动式连接至所述连接横杆；以及

第六角度传感器，设于所述转盖与所述第一连杆的连接处，用于获取所述第一连杆相对于所述转盖的转动角度；和/或，

第七角度传感器，设于所述第一连杆与所述第二连杆的连接处，用于获取所述第二连杆相对于所述第一连杆的转动角度；和/或，

第八角度传感器，设于所述第二连杆与所述连接横杆的连接处，用于获取所述第二连杆相对于所述连接横杆的转动角度。

10.如权利要求1所述的上肢训练装置，其特征在于，还包括数据处理单元，

所述数据处理单元连接至第一角度传感器、第二角度传感器、第三角度传感器、第四角度传感器、第五角度传感器、第六角度传感器、第七角度传感器、第八角度传感器中的至少一种；和/或，

所述数据处理单元连接至第一距离传感器和/或第二距离传感器；和/或，

所述数据处理单元连接至气压传感器。