CN111050722A - 用于人体上肢复健的设备 - Google Patents

用于人体上肢复健的设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111050722A
CN111050722A CN201880057842.7A CN201880057842A CN111050722A CN 111050722 A CN111050722 A CN 111050722A CN 201880057842 A CN201880057842 A CN 201880057842A CN 111050722 A CN111050722 A CN 111050722A
Authority
CN
China
Prior art keywords
rigid link
base frame
user
kinematic chain
predetermined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201880057842.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111050722B (zh
Inventor
L·博西奥
G·帕里尼
R·瓦莱格
L·费雷迪
L·利瓦尔迪
A·马尔基尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Smciencia Machinery Co Ltd
Original Assignee
Smciencia Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from IT102017000095005A external-priority patent/IT201700095005A1/it
Priority claimed from IT102017000094995A external-priority patent/IT201700094995A1/it
Priority claimed from IT102017000095013A external-priority patent/IT201700095013A1/it
Application filed by Smciencia Machinery Co Ltd filed Critical Smciencia Machinery Co Ltd
Publication of CN111050722A publication Critical patent/CN111050722A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111050722B publication Critical patent/CN111050722B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0281Shoulder
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H1/00Apparatus for passive exercising; Vibrating apparatus; Chiropractic devices, e.g. body impacting devices, external devices for briefly extending or aligning unbroken bones
    • A61H1/02Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising
    • A61H1/0274Stretching or bending or torsioning apparatus for exercising for the upper limbs
    • A61H1/0277Elbow
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0107Constructive details modular
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0119Support for the device
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0173Means for preventing injuries
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/01Constructive details
    • A61H2201/0173Means for preventing injuries
    • A61H2201/018By limiting the applied torque or force
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/12Driving means
    • A61H2201/1207Driving means with electric or magnetic drive
    • A61H2201/1215Rotary drive
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/16Physical interface with patient
    • A61H2201/1602Physical interface with patient kind of interface, e.g. head rest, knee support or lumbar support
    • A61H2201/1635Hand or arm, e.g. handle
    • A61H2201/1638Holding means therefor
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61HPHYSICAL THERAPY APPARATUS, e.g. DEVICES FOR LOCATING OR STIMULATING REFLEX POINTS IN THE BODY; ARTIFICIAL RESPIRATION; MASSAGE; BATHING DEVICES FOR SPECIAL THERAPEUTIC OR HYGIENIC PURPOSES OR SPECIFIC PARTS OF THE BODY
    • A61H2201/00Characteristics of apparatus not provided for in the preceding codes
    • A61H2201/50Control means thereof
    • A61H2201/5058Sensors or detectors
    • A61H2201/5069Angle sensors

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Pain & Pain Management (AREA)
  • Physical Education & Sports Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Therapy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Rehabilitation Tools (AREA)

Abstract

一种用于人体上肢复健的设备(1)包括彼此连接的基底框架(10)和运动链(100)。所述运动链(100)包括一个接一个地经由多个旋转接头(31‑34)串联连接的多个刚性链节(21‑25),所述多个旋转接头中的每一个具有相应旋转轴线(131‑134)且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节。所述设备(1)包括多个致动组(70),其中的每一个关联到相应旋转接头且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头。所述刚性链节串联(21‑25)包括第一刚性链节(21),其经由连接装置(50)以操作方式连接到所述基底框架(10),所述连接装置(50)被配置成从连接配置移动到释放配置,在连接配置中所述第一刚性链节(21)与所述基底框架(10)成一体,在释放配置中所述第一刚性链节(21)相对于所述基底框架(10)自由旋转。

Description

用于人体上肢复健的设备
技术领域
本发明涉及用于运动能力减弱的患者的上肢的复健的设备的技术领域。
确切地说,本发明涉及一种用于上肢复健的设备,其能够在复健治疗期间为使用者保证合适的安全条件。
背景技术
众所周知,存在用于归因于外伤、事故或脑卒中发作或发病而可能表现出完全或部分丧失运动能力的患者的上肢或下肢复健的不同类型的设备。
通常,用于上肢复健的设备提供固定到运动链的固定框架,所述运动链包括通过电动旋转接头可旋转地串联连接的确定数目的刚性链节。它们通过电机操作以便围绕相应旋转轴线旋转,且在结构上施加确定的力。在复健疗程中,患者在手柄部分处握住运动链,使得有可能将确定的力传送给患者,患者继而在设备结构上施加力。
根据通过使使用者的受伤肢体进行确定的锻炼而获得的响应,有可能确定哪个是最佳的复健计划,以便逐渐或逐步地至少部分地恢复正常的运动能力。
然而,已知类型的复健设备具有许多缺点。
首先,因为运动链刚性地连接到固定框架,所以(如果)由于肌肉痉挛(即,肌肉突然且非自主地收缩,正如发病的患者经常发生的),设备的结构阻碍或者至少严重妨碍使用者的移动。这可能对使用者的健康造成严重后果,导致例如挛缩、劳损甚至骨折等肌肉病变,并使本来就很严重的健康状况变得更糟。
具有上述缺点的复健设备的实例在WO2015/099858、US7862524和US2011/251533中描述。
发明内容
因此,本发明的一目标是提供一种能够克服已知类型的用于人体上肢复健的设备的上述缺点的设备。
通过根据本发明的用于人体上肢复健的设备来实现这些和其它目标,所述设备包括:
-基底框架;
-运动链,其以操作方式连接所述基底框架,所述运动链包括:
-多个刚性链节,其一个接一个地串联连接在第一刚性链节和最后刚性链节之间,所述第一刚性链节以操作方式连接到所述基底框架;
-多个旋转接头,其中的每一个具有相应旋转轴线且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链被配置成使得从所述第一刚性链节开始前3个旋转接头的旋转轴线被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
-多个致动组,所述多个中的每一致动组关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;
-检测组,其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
-紧固装置,其被配置成将使用者的手臂接合到所述多个中的至少一刚性链节;
其主要特征在于,第一刚性链节借助于连接装置以操作方式连接到所述基底框架,所述连接装置被配置成从连接配置移动到释放配置,在连接配置中所述连接装置被布置成在所述第一刚性链节和所述基底框架之间传送扭矩,在释放配置中所述第一刚性链节相对于所述基底框架自由旋转,借此当使用者在上文公开的紧固装置处施加力使得连接装置经受高于预定阈值的扭矩时,不可在所述第一刚性链节和所述基底框架之间实行扭矩传送。
本发明和相对实施例的其它特征在附属权利要求中定义。
确切地说,连接装置可包括与基底框架成一体的第一部分和与第一刚性链节成一体的第二部分,当所述第二部分经受高于所述预定阈值的扭矩时,所述第一和所述第二部分被配置成相对于彼此旋转。
更确切地说,连接装置可提供:
-电磁体,其被配置成当被供应预定直流电流和/或电压时在所述连接装置的所述第一和所述第二部分之间施加预定磁性吸引力,所述预定磁性吸引力与所述预定阈值相关;
-至少一对抗部件,其被配置成施加与磁性吸引力相反的预定对抗力,且被布置成使连接装置的所述第一部分和所述第二部分移动成彼此远离。
举例来说,所述或每一对抗部件可以是弹性部件。
有利的是,连接装置进一步包括至少一存在传感器,其被配置成检测连接装置的第一和第二部分之间的相对旋转,且将相应控制信号发送到控制单元,所述控制单元被布置成当接收上述控制信号时中断到电磁体的直流电流和/或电压供应。
确切地说,第一和第二部分可提供朝向彼此的相应高摩擦表面。有利的是,在连接装置的上述连接配置中,朝向彼此的表面定位成彼此邻近。
在有利的实施例中,上文公开的朝向彼此的表面提供相应多个齿,所述齿被布置成彼此接合以使连接装置的第一和第二部分互相接合。
优选地,连接装置关联到调整装置,所述调整装置被配置成调整由电磁体在第一和第二部分之间施加的磁性吸引力,以便调整所述预定阈值。
优选地,紧固装置被配置成从接合配置移动到松开配置,在接合配置中所述紧固装置被布置成将使用者的手臂紧固到所述多个中的所述或每一刚性链节,在松开配置中所述紧固装置被布置成当由使用者在所述紧固装置处施加的力大于预定力阈值时将使用者的手臂从所述多个中的所述或每一刚性链节松开。
在优选实施例中,所述紧固装置包括:
-至少一壳体部分,其确切地说为大体上托架形,被配置成在使用中容纳使用者的前臂;
-紧固部分,其固定到所述或每一刚性链节;
且其中所述紧固装置进一步关联到安全装置,所述安全装置被配置成使所述壳体部分和所述紧固部分互相接合。
有利的是,上文所公开的安全装置关联到被配置成设定所述预定力阈值的设定装置。
确切地说,上述安全装置可包括与所述壳体部分或所述紧固部分成一体的至少一磁体。更确切地说,所述或每一磁体被配置成在分别与所述紧固部分或所述壳体部分成一体的由铁磁性材料制成的相应部分上施加预定磁力。
有利的是,调整装置被配置成增加或减小铁间间隙,即由铁磁性材料制成的所述部分和所述或每一磁体之间的距离。
确切地说,基底框架和运动链被配置成使得运动链的第一旋转接头的旋转轴线相对于竖直方向倾斜预定角度α,以便简化使用者的肩部关节的中心C'在所述前3个旋转轴线的相交点C处的定位。举例来说,预定角度α可设定在5°和30°之间。
根据本发明的另一方面,一种用于人体上肢复健的设备包括:
-基底框架;
-运动链,其连接到所述基底框架,所述运动链包括:
-多个刚性链节,其一个接一个地串联连接;
-多个旋转接头,其中的每一个具有相应旋转轴线且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链被配置成使得前3个旋转接头的旋转轴线被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
-多个致动组,所述多个中的每一致动组关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;
-检测组,其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
-紧固装置,其被配置成将使用者的手臂紧固到所述多个中的至少一刚性链节;
其主要特征在于,所述基底框架和所述运动链被配置成使得所述运动链的第一旋转接头的旋转轴线相对于竖直方向倾斜预定角度α,以便简化使用者的肩部关节的中心C'在所述前3个旋转轴线的所述相交点C处的定位。
根据本发明的另一方面,一种用于人体上肢复健的设备包括:
-基底框架;
-运动链,其连接到所述基底框架,所述运动链包括:
-多个刚性链节,其一个接一个地串联连接在第一刚性链节和最后刚性链节之间,所述第一刚性链节以操作方式连接到所述基底框架;
-多个旋转接头,其中的每一个具有相应旋转轴线且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链被配置成使得从所述第一刚性链节开始前3个旋转接头的旋转轴线被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
-多个致动组,所述多个中的每一致动组关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;
-检测组,其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
-紧固装置,其被配置成将使用者的手臂紧固到所述多个中的至少一刚性链节;
其主要特征在于,紧固装置被配置成从接合配置移动到松开配置,在接合配置中所述紧固装置被布置成将使用者的手臂接合到所述多个中的所述或每一刚性链节,在松开配置中当由使用者在所述紧固装置处施加的力大于预定力阈值时所述使用者的手臂从所述多个中的所述或每一刚性链节松开。
附图说明
本发明现参照附图,通过其具有说明性而非限制性的示例性实施例的以下描述进行展示,附图中:
-图1示意性地展示在第一工作配置中根据本发明的用于患者上肢复健的设备的第一实施例的透视侧面正视图;
-图2示意性地展示在连接配置中图1的设备装备有的连接装置的可能的实施例;
-图3示意性地展示根据本发明的设备具备的旋转接头所述角位置的致动和检测组的可能的实施例;
-图4示意性地展示在第二工作配置中图1的设备的透视侧面正视图;
-图5示意性地展示在释放配置中图2的连接装置;
-图6示意性地详细展示在接合配置中使用者的手臂到图1的设备的至少一刚性链节的紧固装置的可能的实施例;
-图7A示意性地展示在松开配置中图6的紧固装置;
-图7B示意性地展示实行壳体部分到图1的设备的运动链的接合的磁体的可能的实施例的前视图;
-图8示意性地展示在工作条件下图1的设备的透视侧面正视图;
-图9示意性地展示图1的设备的可能的替代实施例的透视侧面正视图;
-图10示意性地展示图1的设备的另一可能的替代实施例的透视侧面正视图;
-图11示意性地展示图1的设备的另一替代实施例的透视侧面正视图。
具体实施方式
如图1中示意性地展示,用于人体上肢复健的设备1包括基底框架10和运动链100,运动链100以操作方式连接到基底框架10且包括确定数目的刚性链节,例如5个刚性链节21-25,它们一个接一个地串联连接在以操作方式连接到基底框架10的第一刚性链节21和最后刚性链节25之间。接着提供确定数目的旋转接头,例如4个旋转接头31-34,其中的每一个具有相应旋转轴线131-134,且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节。确切地说,运动链100被配置成使得前3个旋转接头31-33的旋转轴线131-133关联到运动链100的前3个刚性链节21-23,在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处。
设备1进一步提供多个致动组70,其中的每一个关联到相应旋转接头31-34,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的旋转接头31-34。接着提供检测组171、172,其被配置成确定每一旋转接头31-34的角位置。如图3中示意性地展示,每一致动组70可例如由电机71构成,电机71可具备安全制动器72和减速器73。如此获得的电机减速器组经由电机轴杆74操作性地连接到与其关联的接头31-34。实际上,检测组可包括:绝对角度传感器171,确切地说编码器,其被配置成使系统相对于绝对参考初始化;以及递增角度传感器172,其被布置成一旦其初始值已设定就通过读取上文所公开的绝对角度传感器171来测量电机轴杆74的角位置。在上述初始化之后,且对于系统的所有运行周期,以操作方式连接到旋转接头31-34的控制单元350读取相同旋转接头31-34的传感器171和172两者的值,且如果检测到的值之间的差大于预定阈值,则以受控的方式停止设备1,这是因为可能发生传感器故障,且因此,使用者的必需的安全条件可能受到威胁。因此,将不可能在技术检查之前重启设备,这样维持了高水平的安全性。还规定,控制单元可被布置成以视觉和/或声音警报向使用者传达故障。
因此,根据本发明的致动组70和检测组不仅保证获得极其可靠且准确的不同旋转接头的角位置测量值,而且始终在对于使用者非常安全的条件下工作。
仍如图1所示,设备1提供紧固装置80,其被配置成将使用者的手臂紧固到所述串联的至少一刚性链节,例如第五刚性链节25(参看图6和7A)。
根据本发明的第一方面,所述串联的第一刚性链节21经由连接装置50以操作方式连接到基底框架10。其被配置成从连接配置(图1和2)移动到释放配置(图4和5),在连接配置中第一刚性链节21被布置成向基底框架10传送扭矩,在释放配置中第一刚性链节21相对于基底框架10例如围绕竖直旋转轴线150自由旋转,借此当连接装置50经受高于预定阈值的扭矩时,其不再能够向基底框架10传送扭矩。更精确地说,当使用者在设备结构1的紧固装置80处施加力使得在连接装置50处所产生的扭矩高于上述预定阈值时,发生上文所公开的条件。确切地说,扭矩经由运动链100传送到连接装置50。
因此,根据本发明的技术解决方案允许从设备1的结构快速松开使用者,使得确切地说在使用者万一发生突然痉挛的情况下不会妨碍移动。因此,本发明相对于现有技术解决方案允许增加对于使用者的安全水平。
确切地说,如图2和5中详细展示,连接装置50可包括与基底框架10成一体的第一部分51,和与第一刚性链节21成一体的第二部分52。更确切地说,当发生上文所公开的条件且因此使用者在设备结构1上在紧固部分80处施加力使得第二部分52经受高于预定阈值的扭矩时,连接装置50在上述释放配置中移动,且因此,第二部分52相对于第一部分51自由旋转。因此,整个运动链100仅经由无源接头50连接到基底框架10。因此,使用者不再受设备结构1的约束或(至少)限制,设备结构1因此不会妨碍使用者例如归因于突然肌肉痉挛而引起的可能的移动,突然肌肉痉挛在进行运动复健和功能再造的患者身上(例如在发病后)经常发生。
在图2和5中示意性地展示的示例性实施例中,连接装置50(确切地说)提供电磁体55,电磁体55被配置成当被供应预定直流电流和/或电压时在连接装置50的第一和第二部分51和52之间施加预定磁性吸引力。连接装置50进一步提供至少一对抗部件,例如弹性部件56,其被配置成施加与上文所公开的磁性吸引力相反的例如弹性类型的预定对抗力,且因此被布置成使连接装置50的第一部分和第二部分51和52移动成彼此远离。在工作条件下,磁性吸引力超出对抗力预定值。更精确地说,磁性吸引力必须足够高来抵抗所述对抗力,以及当第二部分52经受扭矩时第二部分52处产生的分离力。因此,当分离力超出预定值时,磁性吸引力不再能够妨碍第二部分52的旋转,因此第二部分52相对于部分51自由旋转。此旋转由至少一传感器57(确切地说,存在传感器)检测,传感器57将相应移动信号发送a控制单元300,控制单元300用以中断到电磁体55的直流电流和/或电压供应。因此,因为磁性吸引力失效,所以由对抗部件56施加的对抗力致使第二部分52与第一部分51分离,且因此致使(如上文所预期)运动链100从基底框架10松开。
根据可能的实施例,连接装置50的第一和第二部分51和52可提供具有高摩擦的朝向彼此的相应表面51a和52a,它们在连接装置50的连接配置中定位成彼此邻近。因此,在此情况下,磁性吸引力将设定为能够抵抗原本会致使上文所公开的连接装置50的第二部分52相对于第一部分51的旋转的力,以及因此弹性力、分离力和静摩擦力(在此情况下无法忽略)的总和。
举例来说,朝向彼此的表面51a和52a的高摩擦可通过相应的齿58a和58b来获得,所述齿被布置成彼此接合以便提供连接装置50的第一和第二部分51和52的相互接合。
连接装置50优选地关联到调整装置,所述调整装置被配置成调整上文所公开的由电磁体施加的磁性吸引力,以便相应地调整在被超出的情况下第一和第二部分51和52会彼此松开的扭矩的预定阈值。举例来说,调整装置可以是电位计,其被配置成调整被供应给电磁体55的直流电流和/或电压。实际上,如可容易理解的,所供应的直流电流和/或电压与由电磁体55施加的磁性吸引力成比例。
在图6到7B中详细展示的本发明的替代实施例中,紧固装置80可被配置成从接合配置移动到松开配置,在接合配置中紧固装置被布置成将使用者的手臂接合到运动链100的至少一刚性链节,例如运动链100的最后一个刚性链节25,在松开配置中紧固装置80被布置成将使用者的手臂从所述或每一刚性链节25松开。更精确地说,当由使用者在紧固装置80处施加的力大于预定力阈值时,发生上述从接合配置到松开配置的移动。
仍如图6到7B中所展示,紧固装置80可包括确切地说大体上为托架形的至少一壳体部分81,其被配置成在使用中容纳使用者的前臂和固定到刚性链节25的紧固部分82。举例来说,使用者的手臂可借助于一个或多个夹具89接合到壳体部分81。
更确切地说,紧固装置80关联到安全装置85,安全装置85被配置成以可移除方式使上述壳体部分81和紧固部分82互相接合。此外,安全装置85可关联到调整装置90,调整装置90被配置成调整在被超出的情况下壳体部分81会从紧固部分82松开的预定力阈值。
在图7A和7B的实施例中,安全装置85包括至少一磁体86,例如安装在固定到壳体部分81的支撑板88上的4个磁体86。更精确地说,磁体86被配置成在由铁磁性材料制成的元件的相应部分87上施加预定磁力。举例来说,不同部分87可提供在由铁磁性材料制成的相同元件上,被屏蔽件83“划分”为上文所公开的部分87,屏蔽件83提供通孔且制造于固定到刚性链节25的支撑部件84上。在此情况下,调整装置90可有利地被配置成增加或减小铁间间隙,即由铁磁性材料87制成的部分和磁体86固定到的支撑件之间的距离。举例来说,调整装置90可提供旋钮或不同的致动部件,工人可作用于其上来例如通过导杆系统或类似结构致动上面安装由铁磁性材料87制成的部分的支撑部件沿着正交于板88的平面的方向的平移,以便增加或减小所述铁间间隙。
确切地说,设备1可进一步提供手柄部分75,使用者被布置成在手柄部分75处抓握运动链100。更确切地说,手柄部分75可以是使用者的手的支撑区,且因此,不会在设备1上施加反馈力。在此方面,应注意,手柄部分75可以可旋转地连接到运动链100,以免妨碍复健锻炼期间使用者的腕部的自由移动。
根据本发明的特定实施例,连接装置50的电供应可独立于设备1的其它组件的电供应,因为分离操作是机械型的。根据本发明,此技术解决方案增加了设备1的安全性,因为避免了在设备1的供应线上出现技术问题的情况下连接装置50的效率可能受到影响。
在图9的实施例中,根据本发明的设备1提供基底部件70。当通过设备1进行复健的使用者暂时或永久地被约束于轮椅时,此实施例特别有利。
确切地说,基底部件70可包括固定部分71和可移动部分72,可移动部分72能够相对于固定部分71从或朝向竖直立柱11移动。以此方式,有可能辅助将使用者定位成在正确的位置中坐在轮椅上,并保证这安全地实行。根据图9中示意性地展示的再一实施例,基底框架10可由单个固定件或彼此成一体的若干零件构成,以便形成固定基底结构,或者可包括固定基底部分11和支撑部分12,支撑部分12相对于固定基底部分11沿着彼此正交的两个方向X和Z可移动。在此情况下,框架10的可移动支撑部分12借助于连接装置50连接到运动链100。
上述装置,且确切来说连接装置50和安全装置85,可安装在图10和11的复健设备1上。在这些实施例中,运动链100的第一接头31的旋转轴线相对于竖直方向倾斜确切地说设定在5°和30°之间的预定角度α。以此方式,根据本发明,使用者相对于设备1的正确定位更容易。
在图11的实施例中,根据本发明的设备1提供参考图9的实施例描述的基底部件70和图10的倾斜轴线两者。当通过设备1进行复健的使用者暂时或永久地被约束于轮椅时,此实施例特别有利。
此外,如上文描述的安全装置85和连接装置50两者可安装在复健设备上,它们被设计成交替地被配置来进行使用者的右臂或左臂的复健。
本发明的前述示例性实施例根据概念性视角如此充分地揭露了本发明,以便其他人通过应用当前的知识将能够在不进一步研究且不偏离本发明的情况下修改和/或调适此类实施例的各种应用,且相应地,因此应理解,此类调适和修改须被视为等效于特定实施例。实现本文中所描述的不同功能的构件和材料可具有不(出于此原因)背离本发明领域的不同性质。应了解,本文中所采用的措词或术语是出于描述而非限制的目的。

Claims (19)

1.一种用于人体上肢复健的设备(1),所述设备(1)包括:
基底框架(10);
运动链(100),其连接到所述基底框架(10),所述运动链(100)包括:
多个刚性链节(21-25),其一个接一个地串联连接在第一刚性链节(21)和最后刚性链节(25)之间,所述第一刚性链节(21)以操作方式连接到所述基底框架(10);
多个旋转接头(31-34),其中的每一个具有相应旋转轴线(131-134)且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链(100)被配置成使得从所述第一刚性链节(21)开始前3个旋转接头(31-33)的所述旋转轴线(131-133)被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
多个致动组(70),所述多个中的每一致动组(70)关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;
检测组(171、172),其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
紧固装置(80),其被配置成将所述使用者的手臂紧固到所述多个中的至少一刚性链节;
所述设备(1)的特征在于所述第一刚性链节(21)借助于连接装置(50)以操作方式连接到所述基底框架(10),所述连接装置(50)被配置成从连接配置移动到释放配置,在连接配置中所述连接装置(50)被布置成在所述第一刚性链节(21)和所述基底框架(10)之间传送扭矩,在释放配置中所述第一刚性链节(21)相对于所述基底框架(10)自由旋转,借此当所述使用者在所述紧固装置(80)处施加力使得传送到所述连接装置(50)的所述扭矩大于预定阈值时,不能在所述第一刚性链节(21)和所述基底框架(10)之间传送扭矩。
2.根据权利要求1所述的设备,其中所述连接装置(50)包括:
与所述基底框架(10)成一体的第一部分(51)和与所述第一刚性链节(21)成一体的第二部分(52),所述第二部分(52)被布置成当经受高于所述预定阈值的扭矩时相对于所述第一部分(51)旋转。
3.根据权利要求2所述的设备,其中所述连接装置(50)进一步包括:
电磁体(55),其被配置成当被供应预定直流电流和/或电压时在所述第一和所述第二部分(51、52)之间施加预定磁性吸引力,所述预定磁性吸引力与所述预定阈值相关;
至少一对抗部件(56),其被配置成施加与所述磁性吸引力相反的预定对抗力,且被布置成使所述连接装置(50)的所述第一部分和所述第二部分(51、52)移动成彼此远离。
4.根据权利要求3所述的设备,其中所述连接装置(50)进一步包括:
至少一存在传感器(57),其被配置成检测所述第一和所述第二部分(51、52)之间的所述相对旋转,且将相对控制信号发送到控制单元(300),所述控制单元(300)被布置成当接收所述控制信号时中断到所述电磁体的所述直流电流和/或电压供应。
5.根据权利要求3或4所述的设备,其中所述对抗部件被配置成向所述磁性吸引力施加预定对抗弹性力。
6.根据权利要求2至5中任一项所述的设备,其中所述第一和所述第二部分(51、52)提供具有高摩擦的朝向彼此的相应表面(51a、52a),在所述连接装置(50)的所述连接配置中,所述朝向彼此的表面(51a、52a)布置成彼此邻近。
7.根据权利要求6所述的设备,其中所述朝向彼此的表面(51a、52a)提供相应多个齿,所述齿被布置成彼此接合以使所述连接装置(50)的所述第一和所述第二部分(51、52)互相接合。
8.根据权利要求3至5中任一项所述的设备,其中所述连接装置(50)关联到调整装置,所述调整装置被配置成调整由所述电磁体在所述第一和所述第二部分(51、52)之间施加的所述磁性吸引力,以便调整所述预定阈值。
9.根据权利要求1所述的设备,其中所述紧固装置(80)被配置成从接合配置移动到松开配置,在接合配置中所述紧固装置(80)被布置成将所述使用者的手臂接合到所述多个中的所述或每一刚性链节,在松开配置中所述紧固装置(80)被布置成当由所述使用者在所述紧固装置(80)处施加的力大于预定力阈值时将所述使用者的所述手臂从所述多个中的所述或每一刚性链节松开。
10.根据权利要求9所述的设备,其中所述紧固装置(80)包括:
至少一壳体部分(81),其被配置成在使用中容纳所述使用者的前臂;
紧固部分(82),其固定到所述或每一刚性链节;
所述紧固装置(80)进一步关联到安全装置(85),所述安全装置(85)被配置成以可移除方式使所述壳体部分(81)和所述紧固部分(82)互相接合。
11.根据权利要求10所述的设备,其中所述安全装置(85)关联到调整装置(90),所述调整装置(90)被配置成调整所述预定力阈值。
12.根据权利要求10或11所述的设备,其中所述安全装置(85)包括与所述壳体部分(81)或所述紧固部分(82)成一体的至少一磁体(86),所述或每一磁体(86)被配置成在分别与所述紧固部分(82)或所述壳体部分(81)成一体的由铁磁性材料(87)制成的相应部分上施加预定磁力。
13.根据权利要求12所述的设备,其中所述调整装置(90)被配置成增加或减小铁间间隙,即由铁磁性材料制成的所述部分和所述或每一磁体之间的距离。
14.根据任一前述权利要求所述的设备,其中所述基底框架(10)和所述运动链(100)被配置成使得所述运动链(100)的所述第一旋转接头(31)的所述旋转轴线(131)相对于竖直方向倾斜预定角度α,以便简化所述使用者的所述肩部关节的所述中心C'在所述前3个旋转轴线(131-133)的所述相交点C处的定位。
15.根据任一前述权利要求所述的设备,其中所述基底框架(10)包括:
立柱(11);
基底部件(70),其具有固定部分(71)和可移动部分(72),所述可移动部分(72)被配置成相对于所述固定部分(71)和/或所述立柱(11)滑动,所述运动链(100)的所述第一旋转接头(31)的所述旋转轴线(131)相对于正交于所述基底部件(70)的方向倾斜所述预定角度α。
16.根据权利要求14或15所述的设备(1),其中所述角度α设定在5°和30°之间。
17.根据任一前述权利要求所述的设备(1),其中所述基底框架(10)包括固定基底部分(11)和支撑部分(12),所述支撑部分(12)沿着彼此正交的第一和第二滑动方向(X、Z)滑动地安装在所述固定基底部分(11)上,所述运动链(100)安装在所述支撑部分(15)上。
18.一种用于人体上肢复健的设备(1),所述设备(1)包括:
基底框架(10);
运动链(100),其连接到所述基底框架(10),所述运动链(100)包括:
多个刚性链节(21-25),其一个接一个地串联连接;
多个旋转接头(31-34),其中的每一个具有相应旋转轴线(131-134)且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链(100)被配置成使得前3个旋转接头(31-33)的所述旋转轴线(131-133)被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
多个致动组(70),所述多个中的每一致动组关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;检测组(171、172),其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
紧固装置(80),其被配置成将所述使用者的手臂紧固到所述多个中的至少一刚性链节;
所述设备(1)的特征在于所述基底框架(10)和所述运动链(100)被配置成使得所述运动链(100)的所述第一旋转接头(31)的所述旋转轴线(131)相对于竖直方向倾斜预定角度α,以便简化所述使用者的所述肩部关节的所述中心C'在所述前3个旋转轴线(131-133)的所述相交点C处的定位。
19.一种用于人体上肢复健的设备(1),所述设备(1)包括:
基底框架(10);
运动链(100),其连接到所述基底框架(10),所述运动链(100)包括:
多个刚性链节(21-25),其一个接一个地串联连接在第一刚性链节(21)和最后刚性链节(25)之间,所述第一刚性链节(21)以操作方式连接到所述基底框架(10);
多个旋转接头(31-34),其中的每一个具有相应旋转轴线(131-134)且被布置成可旋转地连接所述串联的两个连续刚性链节;
所述运动链(100)被配置成使得从所述第一刚性链节(21)开始的3个旋转接头(31-33)的所述旋转轴线(131-133)被布置成在点C彼此相交,点C在使用中定位在使用者的肩部关节的中心C'处;
多个致动组(70),所述多个中的每一致动组(70)关联到相应旋转接头,且被配置成产生预定驱动力并将预定驱动力传送到与其关联的所述旋转接头;
检测组(171、172),其被配置成确定所述多个中的每一旋转接头的角位置;
紧固装置(80),其被配置成将所述使用者的手臂接合到所述多个中的至少一刚性链节;
所述设备(1)的特征在于所述紧固装置(80)被配置成从接合配置移动到松开配置,在接合配置中所述紧固装置(80)被布置成将所述使用者的手臂接合到所述多个中的所述或每一刚性链节,在松开配置中当由所述使用者在所述紧固装置(80)处施加的力大于预定力阈值时,所述使用者的手臂接合到所述多个中的所述或每一刚性链节。
CN201880057842.7A 2017-08-22 2018-08-13 用于人体上肢复健的设备 Active CN111050722B (zh)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
IT102017000095005A IT201700095005A1 (it) 2017-08-22 2017-08-22 Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo provvista di dispositivi di sicurezza altamente affidabili
IT102017000094995A IT201700094995A1 (it) 2017-08-22 2017-08-22 Apparecchiatura perfezionata per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo
IT102017000094995 2017-08-22
IT102017000095013A IT201700095013A1 (it) 2017-08-22 2017-08-22 Apparecchiatura per la riabilitazione degli arti superiori di un individuo in grado di assicurare elevati standard di sicurezza per l’utilizzatore
IT102017000095005 2017-08-22
IT102017000095013 2017-08-22
PCT/IB2018/056089 WO2019038633A1 (en) 2017-08-22 2018-08-13 APPARATUS FOR REHABILITATION OF UPPER MEMBERS OF A PERSON

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111050722A true CN111050722A (zh) 2020-04-21
CN111050722B CN111050722B (zh) 2022-09-30

Family

ID=63579539

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880057842.7A Active CN111050722B (zh) 2017-08-22 2018-08-13 用于人体上肢复健的设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20200246209A1 (zh)
EP (2) EP3672557B1 (zh)
CN (1) CN111050722B (zh)
WO (1) WO2019038633A1 (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11123608B2 (en) * 2019-03-05 2021-09-21 Hiwin Technologies Corp. Upper limb training system and control method thereof
US11813219B2 (en) * 2020-09-02 2023-11-14 Ford Global Technologies, Llc Powered exoskeleton wrist component

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070225620A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Carignan Craig R Portable Arm Exoskeleton for Shoulder Rehabilitation
EP1850824A2 (en) * 2005-02-04 2007-11-07 Motorika Limited Methods and apparatuses for rehabilitation and training
CN101869526A (zh) * 2010-06-07 2010-10-27 付风生 一种上肢康复训练机器人
CN102258849A (zh) * 2011-04-22 2011-11-30 上海交通大学 上肢偏瘫康复机器人
CN102379793A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 付风生 一种上肢康复训练机器人
WO2012042471A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 C.N.R. Consiglio Nazionale Ricerche Biomedical device for robotized rehabilitation of a human upper limb, particularly for neuromotor rehabilitation of the shoulder and elbow joint
KR20140081461A (ko) * 2012-12-21 2014-07-01 한국기계연구원 상지 재활 로봇
CN104666049A (zh) * 2015-02-02 2015-06-03 南京理工大学 一种新型便携式上肢康复机器人
WO2015099858A2 (en) * 2013-09-30 2015-07-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Upper-body robotic exoskeleton
KR101694369B1 (ko) * 2015-08-28 2017-01-09 경상대학교산학협력단 상지 재활 로봇
CN106943713A (zh) * 2016-01-05 2017-07-14 蓝兆杰 肩关节复健辅具

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU730680B2 (en) * 1997-04-29 2001-03-08 Jilin Zhang Three-dimensional spine remedying apparatus
US6267737B1 (en) * 1997-05-15 2001-07-31 Algis A. Meilus Robotic system for lengthening muscles and method of use
US20030028130A1 (en) * 2001-08-04 2003-02-06 Craig Wunderly Machine for upper limb physical therapy
US20030115954A1 (en) * 2001-12-07 2003-06-26 Vladimir Zemlyakov Upper extremity exoskeleton structure and method
WO2006058442A1 (de) * 2004-11-30 2006-06-08 Eidgenössische Technische Hochschule Zürich System und verfahren für die kooperative armtherapie sowie rotationsmodul dafür
WO2008101205A2 (en) * 2007-02-16 2008-08-21 Rehabtek Llc Robotic rehabilitation apparatus and method
TWI354550B (en) * 2008-05-09 2011-12-21 Univ Nat Taiwan Rehabilitating and training device and controlling
KR101065420B1 (ko) 2008-12-16 2011-09-16 한양대학교 산학협력단 상지거동을 위한 착용형 로봇장치
WO2011076240A1 (en) * 2009-12-01 2011-06-30 X-Trainer As Robotic arm trainer
TR201807071T4 (tr) * 2011-06-21 2018-06-21 Univ Sabanci Diş i̇skelet.
JP6002422B2 (ja) * 2012-04-03 2016-10-05 ベバスト ジャパン株式会社 駆動装置
US9833895B2 (en) * 2012-10-29 2017-12-05 Arizona Board Of Regents On Behalf Of Arizona State University Coupling system
KR101383421B1 (ko) * 2013-04-18 2014-04-08 재단법인대구경북과학기술원 식사보조를 위한 상지 재활 로봇
US9662525B2 (en) * 2013-04-18 2017-05-30 Daegu Gyeongbuk Institute Of Science And Technology Upper limb rehabilitation robot for meal assistance or meal rehabilitation training and method thereof

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850824A2 (en) * 2005-02-04 2007-11-07 Motorika Limited Methods and apparatuses for rehabilitation and training
US20070225620A1 (en) * 2006-03-23 2007-09-27 Carignan Craig R Portable Arm Exoskeleton for Shoulder Rehabilitation
CN101869526A (zh) * 2010-06-07 2010-10-27 付风生 一种上肢康复训练机器人
WO2012042471A1 (en) * 2010-09-28 2012-04-05 C.N.R. Consiglio Nazionale Ricerche Biomedical device for robotized rehabilitation of a human upper limb, particularly for neuromotor rehabilitation of the shoulder and elbow joint
CN102258849A (zh) * 2011-04-22 2011-11-30 上海交通大学 上肢偏瘫康复机器人
CN102379793A (zh) * 2011-08-18 2012-03-21 付风生 一种上肢康复训练机器人
KR20140081461A (ko) * 2012-12-21 2014-07-01 한국기계연구원 상지 재활 로봇
WO2015099858A2 (en) * 2013-09-30 2015-07-02 Board Of Regents, The University Of Texas System Upper-body robotic exoskeleton
CN104666049A (zh) * 2015-02-02 2015-06-03 南京理工大学 一种新型便携式上肢康复机器人
KR101694369B1 (ko) * 2015-08-28 2017-01-09 경상대학교산학협력단 상지 재활 로봇
CN106943713A (zh) * 2016-01-05 2017-07-14 蓝兆杰 肩关节复健辅具

Also Published As

Publication number Publication date
EP3970682A1 (en) 2022-03-23
EP3672557A1 (en) 2020-07-01
US20200246209A1 (en) 2020-08-06
WO2019038633A1 (en) 2019-02-28
CN111050722B (zh) 2022-09-30
EP3672557B1 (en) 2021-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Banala et al. Active Leg Exoskeleton (ALEX) for gait rehabilitation of motor-impaired patients
KR101667179B1 (ko) 사용자-연계 휴먼-머신 인터페이스 시스템 및 그의 외골격 제어 방법
US8142334B2 (en) Early rehabilitation training system
KR101836413B1 (ko) 근력 보조를 위한 의복형 착용로봇용 텐던장치
US20150148728A1 (en) Isolated orthosis for thumb actuation
KR100810004B1 (ko) 인체하지 착용형 근력지원로봇
EP3414061B1 (en) A device for enhancing a user's grasping capability
CN111050722B (zh) 用于人体上肢复健的设备
US11311772B1 (en) Physical exercise apparatus
WO2010090658A1 (en) An integrated system to assist in the rehabilitation and/or exercising of a single leg after stroke or other unilateral injury
KR101471385B1 (ko) 상지 착용로봇
EP2613753B1 (en) Device to relieve the articular efforts resulting from the weight of a human limb
RU2713971C2 (ru) Приводная система для управления платформой и седлом реабилитационного тренажера для восстановления нижних конечностей и туловища и реабилитационный тренажер
KR20190059568A (ko) 상지 재활을 위해 엔드 이펙터 타입의 재활로봇과 연결가능한 재활 로봇
CN108686337B (zh) 步行训练器械和步行训练辅助装置
WO2017110930A1 (ja) 装着式動作補助装置の性能評価装置及び性能評価方法
Burns et al. Towards a wearable hand exoskeleton with embedded synergies
CN110997084A (zh) 上肢运动器械及其控制方法
CA3158757C (en) System for guiding motions of a target joint
KR102284822B1 (ko) 지지 모듈, 이를 포함하는 운동 보조 장치 및 운동 보조 장치의 제어 방법
GB2094647A (en) Physical exercise device
AU2016210013B2 (en) A force measurement mechanism
JP6794201B2 (ja) 動力伝達アセンブリ及びこれを含む運動補助装置
Takaiwa et al. Wrist rehabilitaion equipment using pneumatic parallel manipulator
KR101799057B1 (ko) 능동형 상지 운동 보조장치

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant