CN110465043A - 一种多关节康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多关节康复训练仪，包括：座椅本体：从上至下依次包括头枕、靠背、座椅及底座支架，所述靠背的两侧设有卡槽；上肢关节活动训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于引导患者上肢关节的转动；手功能训练单元：设置在所述上肢关节活动训练单元前端，用于训练患者手指关节的灵活度；上肢肌力训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于训练患者手部肌肉的力量；踝关节训练单元：固定安装在底座支架前端，用于训练患者踝关节的灵敏度。与现有技术相比，本发明可根据患者不同的康复需求，选择性的在座椅本体上安装上肢关节活动训练单元、手功能训练单元、上肢肌力训练单元，康复训练功能多样化。

Description

一种多关节康复训练仪

技术领域

本发明涉及康复器械技术领域，具体涉及一种多关节康复训练仪。

背景技术

脑卒中是我国发病率、死亡率最高的疾病之一，其复发率和致残率也相当的高。多发生于中老年人，近年来有年轻化的趋势，且发生率在以每年近9％的速率上升。约10～14％患者死于急性期，剩下约80％的抢救成功的中风患者会存在不同程度的肢体功能障碍，致使日常生活不能自理，还会引起一系列的精神心理类疾病。医学理论和临床医学证明，及时正确的康复治疗，可以改善和恢复患者的肢体运动功能、言语功能等，提高生活自理能力。而在康复过程中，上肢的功能恢复较之其他部位存在明显滞后的情况，尤其是手功能障碍，这使患者的康复周期变得极其漫长。

骨折是现如今在青少年、老人身上较常见的可能发生的意外情况。经及时恰当的处理，多数病人能恢复原来的功能。骨折肢体经长期固定后，常引起关节活动障碍，甚至完全僵硬，不及时的锻炼可能会造成不同程度的伤残。上肢或下肢骨折时，一般必须活动末端的关节，以及相应肌肉收缩锻炼，可减慢肌肉萎缩，并促进骨折处的愈合。

不管是脑卒中还是骨折患者，在长期的恢复过程中都需要有效的康复训练。在当今市场上大多数康复训练器中，器械的可进行康复训练的部位较单一，且普遍缺少趣味性，在患者进行康复训练时，单一的机械性动作常常会让使用者感觉单调无趣，使其训练常常处于被动状态，且部分患者不易坚持有效训练，从而在一定程度上影响康复效果。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种多关节康复训练仪。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：一种多关节康复训练仪，该康复训练仪包括：

座椅本体：从上至下依次包括头枕、靠背、座椅及底座支架，所述靠背的两侧设有卡槽；

上肢关节活动训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于引导患者上肢多关节的康复训练；

手功能训练单元：可拆卸设置在所述上肢关节活动训练单元前端，用于训练患者手指关节的活动度；

上肢肌力训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于训练患者上肢肌肉的力量；

踝关节训练单元：可拆卸安装在底座支架前端，用于训练患者踝关节的活动度。

本发明的多关节康复训练仪具有多种康复功能，包括上肢关节(主要是肩关节和肘关节)的康复、手指指尖关节的康复、上肢肌力的康复以及踝关节跖背屈活动度的康复，而且根据患者的功能障碍，可选择性的在座椅本体上安装上肢关节活动训练单元、手功能训练单元、上肢肌力训练单元，更加灵活。

所述的卡槽内设有销孔，所述的上肢关节活动训练单元和上肢肌力训练单元均设有支撑杆，所述支撑杆竖直插设在卡槽中，且支撑杆上设有竖向分布的多个定位孔，销轴穿过销孔及定位孔固定支撑杆和座椅本体。通过卡槽和支撑杆的设置，使得上肢关节活动训练单元和上肢肌力训练单元的高度可以调节，因此可以适用于不同身高的患者，而且高度调节快速方便。

所述的上肢关节活动训练单元包括设置在支撑杆顶端依次连接的肩关节训练驱动电机、上臂训练臂、肘关节训练驱动电机、下臂训练臂以及固定机构，在使用时，所述上臂训练臂以肩关节训练驱动电机为原点在竖直平面内旋转，所述下臂训练臂以肘关节训练驱动电机为原点在水平平面内旋转，所述固定机构固定患者手腕。上肢关节活动训练单元采用的是被动训练，即将上肢与上臂训练臂和下臂训练臂贴合，并在手腕处固定，然后通过肩关节训练驱动电机和肘关节训练驱动电机的运动，带动上肢的运动，从而训练肩关节和肘关节。

所述的肘关节训练驱动电机顶部设有用于放置患者手肘的支撑台，所述支撑台的表面设有软垫。该设置避免肘关节训练驱动电机对肘关节造成伤害，且软垫可以保护肘关节。

所述的手功能训练单元包括固定在上肢关节活动训练单元顶端的壳体、设置在壳体外侧的5个与手指位置匹配的手指按键设置在手指按键内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体内部的处理单元和输出单元，所述处理单元的输入端与压力收集及转换单元连接，处理单元的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过处理单元进行数据处理后通过输出单元输出。

所述的压力收集及转换单元设置在手指按键内部，述压力收集及转换单元包括音频解码器以及依次连接的活动压板、压力传感器、弹簧、电阻应变片及限位挡板，所述活动压板滑动连接在手指按键顶部，所述限位挡板固定设置在手指按键尾部，所述音频解码器与电阻应变片连接；

所述音频解码器内设有A/D转换芯片，所述A/D转换芯片的型号为TCL254314；

所述处理单元为STM32单片机，所述STM32单片机的输入端与压力传感器及音频解码器连接，所述STM32单片机的输出端与输出单元连接；

所述输出单元包括存储卡、液晶显示屏和扬声器。

手指按压活动压板，产生压力，按压压力传感器形成压力数据，同时压力传感器通过弹簧按压电阻应变片，随之产生相应的电效应，将物体的力量转换成电信号(电压或电流)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由TCL2543芯片进行转换。不同的音频解码芯片对应不同频率的声音，当音频解码芯片将信号传递给处理单元后，处理单元会控制输出单元产生对应频率的声音，而压力的大小，可以决定音量的大小。大拇指到小拇指依次是dou、ruai、mi、fa、sou.当大拇指与食指同时按下是音符是la音，大拇指与中指同时按下时是xi音。以一定次序按下按钮播放声音可以组合成一段音乐。同时，处理单元会将对应的信号传递给存储卡、液晶显示屏和扬声器，存储卡可以记录患者手指握力及活动范围，便于医护人员了解患者的恢复情况；液晶显示屏可以显示手指握力等数据，而扬声器则可以将声音放出，使得训练更具趣味性。

所述的上肢肌力训练单元包括固定在支撑杆顶端用于放置患者下臂的下支撑件、设置在下支撑件后端用于放置患者上臂的上支撑件以及设置在下支撑件前端的哑铃，所述下支撑件和上支撑件呈U型，所述下支撑件的前端设有用于放置哑铃的凹槽。

所述的康复训练仪还包括可拆卸安装在靠背一侧卡槽中的倒L型的扶手。

所述的踝关节训练单元包括固定在底座支架底部前端的水平板、一体成型设置在水平板前端且向斜上方设置的两块斜板以及设置在两块斜板上的两个踏板单元，所述踏板单元包括U型固定件以及与U型固定件轴接的踏板，所述U型固定件与斜板固定，U型固定件和踏板的连接轴上套设扭簧。该设计类似于汽车里的刹车和油门，患者的脚后跟踩在水平板上，脚掌前端踩在踏板上，以脚后跟为轴心，脚掌前端向下压，压缩扭簧，产生回弹力，当脚掌前端松开时，踏板回弹，重复上述动作，训练踝关节跖背屈。

所述的底座支架底部设有可翻转的滚轮，所述靠背的后侧设有推杆。便于康复训练仪的移动。

与现有技术相比，本发明的有益效果体现在以下几方面：

(1)本发明可根据患者需求的不同，选择性的在座椅本体上安装上肢关节活动训练单元、手功能训练单元、上肢肌力训练单元，训练功能多样化，促进四肢协调运动；

(2)通过音乐元素的引导，极大的改善了康复训练的乏味性，帮助患者更有兴趣的积极参与到康复训练当中。

附图说明

图1为实施例1中具有完整康复训练效果时的结构示意图；

图2为本发明踝关节单独训练时的结构示意图；

图3为本发明手功能训练单元主视示意图；

图4为本发明手功能训练单元后视示意图；

图5为本发明手功能训练单元剖视示意图；

图6为本发明上肢肌力训练单元结构示意图；

图7为本发明哑铃结构示意图；

图8为本发明踝关节训练单元结构示意图；

图9为实施例2中上肢关节和手指单独训练时的结构示意图；

图10为实施例2中扶手的结构示意图。

其中，1为座椅本体，11为头枕，12为推杆，13为靠背，14为卡槽，15为底座支架，16为滚轮，17为销轴，18为座椅，2为上肢关节活动训练单元，21为肩关节训练驱动电机，22为上臂训练臂，23为支撑台，24为肘关节训练驱动电机，25为下臂训练臂26为固定机构，3为手功能训练单元，31为壳体，32为手指按键，33为压力收集及转换单元，331为活动压板，332为压力传感器，333为弹簧，334为电阻应变片，335为限位挡板，336为音频解码器，34为处理单元，35为液晶显示屏，36为存储卡，37为扬声器，38为电源，39为USB接口，4为上肢肌力训练单元，41为上支撑件，42为哑铃，43为下支撑件，44为凹槽，5为踝关节训练单元，51为水平板，52为斜板，53为U型固定件，54为踏板，55为扭簧，6为扶手，61为杯槽，7为支撑杆，71为定位孔。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

一种多关节康复训练仪，该康复训练仪的结构如图1～图2所示，包括：

座椅本体1：从上至下依次包括头枕11、靠背13、座椅18及底座支架15，靠背13的两侧设有卡槽14；卡槽14内设有销孔，上肢关节活动训练单元2和上肢肌力训练单元4均设有支撑杆7，支撑杆7竖直插设在卡槽14中，且支撑杆7上设有竖向分布的多个定位孔71，销轴17穿过销孔及定位孔71固定支撑杆7和座椅本体1。通过卡槽14和支撑杆7的设置，使得上肢关节活动训练单元2和上肢肌力训练单元4的高度可以调节，因此可以适用于不同身高的患者，而且高度调节快速方便；底座支架15底部设有可翻转的滚轮16，靠背13的后侧设有推杆12。便于康复训练仪的移动。

上肢关节活动训练单元2：可拆装的安装在靠背13一侧的卡槽14中，用于引导患者上肢关节的转动；

手功能训练单元3：设置在上肢关节活动训练单元2前端，用于训练患者手指关节的灵活度；

上肢肌力训练单元4：可拆装的安装在靠背13一侧的卡槽14中，用于训练患者手部肌肉的力量；

踝关节训练单元5：固定安装在底座支架15前端，用于训练患者踝关节的灵敏度。

上肢关节活动训练单元2包括设置在支撑杆7顶端依次连接的肩关节训练驱动电机21、上臂训练臂22、肘关节训练驱动电机24、下臂训练臂25以及固定机构26，在使用时，上臂训练臂22以肩关节训练驱动电机21为原点在竖直平面内旋转，下臂训练臂25以肘关节训练驱动电机24为原点在水平平面内旋转，固定机构26固定患者手腕。上肢关节活动训练单元2采用的是被动训练，即将上肢与上臂训练臂22和下臂训练臂25贴合，并在手腕处固定，然后通过肩关节训练驱动电机21和肘关节训练驱动电机24的运动，带动上肢的运动，从而训练肩关节和肘关节。

肘关节训练驱动电机24顶部设有用于放置患者手肘的支撑台23，支撑台23的表面设有软垫。该设置避免肘关节训练驱动电机24对肘关节造成伤害，且软垫可以保护肘关节。

手功能训练单元3的结构如图3～图5所示，包括固定在上肢关节活动训练单元2顶端的壳体31、设置在壳体31外侧的5个与手指位置匹配的手指按键32设置在手指按键32内部的压力收集及转换单元33以及设置在壳体31内部的处理单元34和输出单元，处理单元34的输入端与压力收集及转换单元33连接，处理单元34的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键32上并按压手指按键32，通过压力收集及转换单元33将压力转换成电信号，通过处理单元34进行数据处理后通过输出单元输出。

压力收集及转换单元33设置在手指按键32内部，述压力收集及转换单元33包括音频解码器336以及依次连接的活动压板331、压力传感器332、弹簧333、电阻应变片334及限位挡板335，活动压板331滑动连接在手指按键32顶部，限位挡板335固定设置在手指按键32尾部，音频解码器336与电阻应变片334连接；

音频解码器336内设有A/D转换芯片，A/D转换芯片的型号为TCL254314；

处理单元34为STM32单片机，STM32单片机的输入端与压力传感器332及音频解码器336连接，STM32单片机的输出端与输出单元连接；

输出单元包括存储卡36、液晶显示屏35和扬声器37；

另外，壳体31内设有为各部件供能的电源38，还可以设置蓝牙传输装置或USB接口39。

手指按压活动压板331，产生压力，按压压力传感器332形成压力数据，同时压力传感器332通过弹簧333按压电阻应变片334，随之产生相应的电效应，将物体的力量转换成电信号(电压或电流)。此信号由放大电路进行放大、经滤波后再由TCL2543芯片进行转换。不同的音频解码芯片对应不同频率的声音，当音频解码芯片将信号传递给处理单元34后，处理单元34会控制输出单元产生对应频率的声音，而压力的大小，可以决定音量的大小。大拇指到小拇指依次是dou ruai mi fa sou.当大拇指与食指同时按下是音符是la音，大拇指与中指同时按下时是xi音。以一定次序按下按钮播放声音可以组合成一段音乐。同时，处理单元34会将对应的信号传递给存储卡36、液晶显示屏35和扬声器37，存储卡36可以记录患者手指握力及灵敏程度，便于医护人员了解患者的恢复情况；液晶显示屏35可以显示手指握力等数据，而扬声器37则可以将声音放出，使得训练更具趣味性。

上肢肌力训练单元4的结构如图6、图7所示，包括固定在支撑杆7顶端用于放置患者下臂的下支撑件43、设置在下支撑件43后端用于放置患者上臂的上支撑件41以及设置在下支撑件43前端的哑铃42，下支撑件43和上支撑件41呈U型，下支撑件43的前端设有用于放置哑铃42的凹槽44。

踝关节训练单元5的结构如图8所示，包括固定在底座支架15底部前端的水平板51、一体成型设置在水平板51前端且向斜上方设置的两块斜板52以及设置在两块斜板52上的两个踏板54单元，踏板54单元包括U型固定件53以及与U型固定件53轴接的踏板54，U型固定件53与斜板52固定，U型固定件53和踏板54的连接轴上套设扭簧55。该设计类似于汽车里的刹车和油门，患者的脚后跟踩在水平板51上，脚掌前端踩在踏板54上，以脚后跟为轴心，脚掌前端向下压，压缩扭簧55，产生回弹力，当脚掌前端松开时，踏板54回弹，重复上述动作，踝关节得到训练。

实施例2

采用与实施例1相同的座椅本体1，并在座椅本体的一侧安装上肢关节活动训练单元2，并在上肢关节活动训练单元2前端安装手功能训练单元3，座椅本体1另一侧可拆卸安装在靠背13一侧卡槽14中的倒L型的扶手6，如图9所示，其中扶手6的水平杆上设有杯槽61，如图10所示。

Claims (10)

1.一种多关节康复训练仪，其特征在于，该康复训练仪包括：

座椅本体：从上至下依次包括头枕、靠背、座椅及底座支架，所述靠背的两侧设有卡槽；

上肢关节活动训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于引导患者上肢多关节的康复训练；

手功能训练单元：可拆卸设置在所述上肢关节活动训练单元前端，用于训练患者手指关节的活动度；

上肢肌力训练单元：可拆装的安装在靠背一侧的卡槽中，用于训练患者上肢肌肉的力量；

踝关节训练单元：可拆卸安装在底座支架前端，用于训练患者踝关节的活动度。

2.根据权利要求1所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的卡槽内设有销孔，所述的上肢关节活动训练单元和上肢肌力训练单元均设有支撑杆，所述支撑杆竖直插设在卡槽中，且支撑杆上设有竖向分布的多个定位孔，销轴穿过销孔及定位孔固定支撑杆和座椅本体。

3.根据权利要求2所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的上肢关节活动训练单元包括设置在支撑杆顶端依次连接的肩关节训练驱动电机、上臂训练臂、肘关节训练驱动电机、下臂训练臂以及固定机构，在使用时，所述上臂训练臂以肩关节训练驱动电机为原点在竖直平面内旋转，所述下臂训练臂以肘关节训练驱动电机为原点在水平平面内旋转，所述固定机构固定患者手腕。

4.根据权利要求3所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的肘关节训练驱动电机顶部设有用于放置患者手肘的支撑台，所述支撑台的表面设有软垫。

5.根据权利要求1所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的手功能训练单元包括固定在上肢关节活动训练单元顶端的壳体、设置在壳体外侧的5个与手指位置匹配的手指按键设置在手指按键内部的压力收集及转换单元以及设置在壳体内部的处理单元和输出单元，所述处理单元的输入端与压力收集及转换单元连接，处理单元的输出端与输出单元连接，使用时，5个手指分别按压在5个手指按键上并按压手指按键，通过压力收集及转换单元将压力转换成电信号，通过处理单元进行数据处理后通过输出单元输出。

6.根据权利要求5所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的压力收集及转换单元设置在手指按键内部，述压力收集及转换单元包括音频解码器以及依次连接的活动压板、压力传感器、弹簧、电阻应变片及限位挡板，所述活动压板滑动连接在手指按键顶部，所述限位挡板固定设置在手指按键尾部，所述音频解码器与电阻应变片连接；

所述音频解码器内设有A/D转换芯片，所述A/D转换芯片的型号为TCL254314；

所述处理单元为STM32单片机，所述STM32单片机的输入端与压力传感器及音频解码器连接，所述STM32单片机的输出端与输出单元连接；

所述输出单元包括存储卡、液晶显示屏和扬声器。

7.根据权利要求2所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的上肢肌力训练单元包括固定在支撑杆顶端用于放置患者下臂的下支撑件、设置在下支撑件后端用于放置患者上臂的上支撑件以及设置在下支撑件前端的哑铃，所述下支撑件和上支撑件呈U型，所述下支撑件的前端设有用于放置哑铃的凹槽。

8.根据权利要求2所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的康复训练仪还包括可拆卸安装在靠背一侧卡槽中的倒L型的扶手。

9.根据权利要求1所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的踝关节训练单元包括固定在底座支架底部前端的水平板、一体成型设置在水平板前端且向斜上方设置的两块斜板以及设置在两块斜板上的两个踏板单元，所述踏板单元包括U型固定件以及与U型固定件轴接的踏板，所述U型固定件与斜板固定，U型固定件和踏板的连接轴上套设扭簧。

10.根据权利要求1所述的一种多关节康复训练仪，其特征在于，所述的底座支架底部设有可翻转的滚轮，所述靠背的后侧设有推杆。