CN112294600B - 上肢康复设备 - Google Patents

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    • A61H2201/1207—Driving means with electric or magnetic drive

Abstract

本发明涉及上肢康复研究领域，尤指一种新型的由伸缩链杆带动的上肢康复设备。本装置主要包括康复台、平面康复运动模块、显示监控组件。其中的平面康复运动模块由伸缩链杆的伸缩运动和包含伸缩链杆的链杆盒的旋转运动来带动手部滑动支撑在康复台面上进行移动以实现对患者上肢的康复作用；由于采用链杆和链盒式机构，能将电机的输出功率近乎直接地作用于末尾操作端，减小了功率损耗和力损耗，提高了设备的输出能力；独特设计的显示监控设备提高了设备的交互性，使康复训练过程更人性化。

Description

上肢康复设备
技术领域
本发明属于康复训练机构研究领域，具体涉及一种拥有上肢训练功能的康复仪。
背景技术
我国是人口大国，残障人士的基数相应较大，对于康复器材特别是康复机器人的需求也相应较大。同时随着我国经济发展的加快，人们生活水平以及生活观念的提升，对康复的认知也越来越深入，而与之相不符的是我国康复机器人产业化的缺失以及相关技术水平的低下。因此，研制出一款针对患者上肢功能障碍的康复机器人，帮助患者完成上肢伸展康复训练，提高患者的生活质量与独立生活能力，减轻看护人员的负担，促进我国康复机器人领域的发展，具有深远的实际意义。近年来康复设备存在设备系统冗杂，精度低，需要医护人员和家人的陪同下训练的不足，给病人和家人带来很大的不便。本发明设计了一种辅助上肢训练仪器，可以使病人自己完成上肢康复训练，采用了一种更加可靠的实现方式，降低了系统的复杂程度，提高了精度，降低了系统运算的复杂度，使其可对患者的行为作出更加迅速的反应，该上肢康复在上肢训练康复等领域有着重要的应用价值。
发明内容
技术问题：本发明所需要解决的技术问题：提供一种可实现脑卒中患者上肢康复训练的上肢康复设备，该设备采用旋转链杆加气浮足的运动方式，巧妙地解决了传统上肢康复设备中存在的动力不足、构型复杂、控制困难、精度太低等缺点。
技术方案：一种上肢康复设备，由康复台1、平面康复运动模块2、显示监控组件3组成；所述的康复台1由康复台面101、升降组件102、康复台支架103、控制箱104、滑动组件105组成；所述康复台面101与康复台支架103由升降组件102连接，康复台面101在升降组件102的带动下进行移动，以适应不同身形的使用者；滑动组件105安装在康复台支架103底部四个角，以保证设备的移动与固定；所述的平面康复运动模块2由手部滑动支撑 201、伸缩链杆202、链杆盒203、链杆盒盖204、链杆伸缩驱动组件205、链盒旋转驱动电机 206组成；所述手部滑动支撑201可在康复台面自由101滑动；伸缩链杆202一端与手部滑动支撑201固连，另一端卷绕在链杆盒203内，以带动手部滑动支撑201在康复台面101移动；所述伸缩链杆202由许多个链杆单元202-1首尾连接组成，所述链杆单元202-1一侧设置有齿槽202-1-1；链杆伸缩驱动组件205由驱动齿轮205-1、传动齿轮205-2、电机205-3、惰轮205-4组成；所述电机205-3的外壳与链杆盒203固连，电机205-3的输出轴与两个传动齿轮205-2和惰轮205-4固连；传动齿轮205-2在电机205-3的驱动下，带动驱动齿轮205-1 转动，驱动齿轮205-1则通过与链杆单元202-1的齿槽202-1-1啮合，带动伸缩链杆202运动；所述的显示监控组件由显示器支架301、监控摄像头302、显示器303组成，可以用来使设备与患者进行各种互动；所述链盒旋转驱动电机206的外壳与康复台面101固连，链盒旋转驱动电机206的输出轴与链杆盒203连接，用来带动链杆盒203在康复台面101上旋转。
优选的康复台1、显示监控组件2整体外观呈圆弧状，康复台面101靠近患者的一侧也为圆弧状，这种设计不仅增加了设备的美观性，康复台面的圆弧状也更符合人体工程学的设计；
优选的所述链杆盒203与链杆盒盖204内部带有螺旋状滑道，以方便伸缩链杆202在链杆盒203内部收纳；
优选的升降组件102由一根驱动杆102-1与另外两根从动杆102-2组成，以带动康复台面运动来适应不同使用者的身形；
优选的手部滑动支撑201下部安装有气浮轴承，便于手部滑动支撑201在康复台面上滑动；
优选的链杆单元202-1上与齿槽202-1-1相对一侧设置有半圆孔洞202-1-2，当伸缩链杆伸出成杆的时候，可在中间形成圆孔供气浮轴承的气管穿过；
优选的滑动组件105由四个带刹车的脚轮组成，可方便设备移动和固定。
有益效果：通过上述设计方案，本发明具有以下有益效果：
1、上肢康复设备具有一定安全性。本发明中是通过两组驱动设备实现手部滑动支撑的自由滑动，在链杆伸缩驱动组件与链盒旋转驱动电机的带动下，手部滑动支撑实现两个方向——直线运动方向和旋转——的自由运动。在设备运动的过程中不会产生其他的机构构型的变化，对外界造成的影响较小，避免在康复过程中由于设备冗杂对患者造成的不便甚至是伤害。
2、上肢康复设备具有一定的柔性。本发明中的康复台面及手部支撑均为可伸缩式设计，因此可适应诸多不同身形的患者，提高了康复设备的使用范围。
3、上肢康复设备具有较高的效率。本发明中手部滑动支撑靠链杆伸缩驱动组件和链盒旋转驱动组件直接带动，因此可直接将电机的输出作用于末端，这一设计也意味着更少的力损耗；在使用相同的电机情况下，本设备的将具有更大的输出力。
4、上肢康复设备具有较高的控制精度。本发明中的运动分为链盒旋转组件带动链杆盒及伸缩链杆的旋转角度变化以及链杆伸缩组件带动伸缩链杆的位移变化；所述旋转角度变化可直接转化自链盒旋转驱动电机的转动，长度运动则通过齿条齿轮组将链杆伸缩组件中电机的转动转化为直线移动，因此控制方面也能达到更高的精度。
附图说明
图1为本发明的上肢康复仪整体结构示意图。
图2为本发明的康复台结构示意图。
图3为本发明的平面康复运动模块结构示意图。
图4为本发明的链杆伸缩运动驱动组件结构示意图。
图5为本发明的链杆单元结构示意图。
图6为本发明的显示监控组件结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的技术方案、结构特点更加清楚，下面结合附图对发明实施例中的技术方案进行完整、清楚地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，根据本发明实施例所述的一种上肢康复仪装置，主要由康复台1、平面康复运动模块2和显示监控组件3三个部分组成。显示监控组件3整体在两侧底部由螺丝固定在康复台1的康复台面101上方，平面康复运动模块2中链盒旋转驱动电机206的外壳与康复台面101下方由螺丝固连，电机输出轴则穿过康复台面101中央上方的孔洞与在康复台面101上方的链杆盒203固连以带动链杆盒转动。
如图2所示，康复台1由康复台面101、升降组件102、康复台支架103、控制箱104、滑动组件105组成；康复台1、显示监控组件2整体外观呈圆弧状，康复台面101靠近患者的一侧也为圆弧状，这种设计不仅增加了设备的美观性，康复台面的圆弧状也更符合人体工程学的设计；所述康复台面101与康复台支架103由升降组件102连接；升降组件由中间一根液压杆作为驱动杆，两侧包含两个移动滑台起固定作用，康复台面101可在升降组件102 中液压杆的带动下相对于康复台支架103进行上下移动；滑动组件105由四个带刹车的万向轮组成，安装于康复台支架103最底部，在需要移动设备的时候可将刹车抬起，在需要设备固定在地面的时候则踩下刹车。
如图3所示，平面康复运动模块2由手部滑动支撑201、伸缩链杆202、链杆盒203、链杆盒盖204、链杆伸缩驱动组件205、链盒旋转驱动电机206组成，伸缩链杆202穿过链杆盒203，一端与手部滑动支撑201固连，另一端卷绕在链杆盒203内；链杆盒203和链杆盒盖204内部都有螺旋滑道；当伸缩链杆202收缩回链杆盒203时，伸缩链杆202上侧和下侧的滚珠在滑道上滚动，使伸缩链杆202弯曲盘旋于链杆盒203内部；所述伸缩链杆202由多个链杆单元202-1由铰链以首尾连接的方式组成；所述链杆单元202-1一侧设置有齿槽 202-1-1；链杆单元202-1外侧包含齿条，链杆伸缩驱动组件205的驱动齿轮205-1通过齿轮齿条啮合来带动伸缩链杆202运动；链杆伸缩驱动组件205由四个驱动齿轮205-1、四个传动齿轮205-2、电机205-3组成；所述电机外壳与链杆盒203用螺丝固连，电机轴与传动齿轮 205-2和和惰轮205-4相连；两只传动齿轮205-2将电机205-3的驱动力直接传导至驱动齿轮 205-1上，两外两只通过惰轮205-4将电机205-3的驱动力传导至驱动齿轮205-1上，由此保证两侧的传动齿轮205-2转向相反，同步驱动伸缩链杆202进行伸缩运动；驱动齿轮205-1 通过与链杆单元202-1带动伸缩链杆202运动，从而改变手部滑动支撑201到链盒旋转驱动电机206轴的距离；链杆盒203旋转驱动电机206带动链杆盒203转动，伸缩链杆202随链杆盒203的转动而改变伸缩链杆202不同的角度；由此使手部滑动支撑201可在康复台面101 上任意移动。
如图6所示，显示监控组件3由显示器支架301、监控摄像头302、显示器303组成，显示器303内嵌于显示器支架301内部，上方由螺丝固定有监控摄像头302可用于上肢康复设备的人机交互，以增加对患者实施康复过程的功能以及趣味性。
本发明的上至康复仪的具体工作过程为：
上肢康复设备通过控制器对链杆伸缩驱动组件和链盒旋转驱动电机发送移动指令；由链盒旋转驱动电机带动链杆盒在康复台面进行旋转，从而通过伸缩连杆带动手部滑动支撑左右摆动；同时链杆伸缩驱动组件中的电机驱动伸缩链杆实现伸缩运动，从而实现手部滑动支撑带动患者手臂在整个康复台面上实现平面运动；手部滑动支撑下安装的气浮轴承不仅为手部滑动支撑受提供支撑力同时也减少了手部滑动支撑在沿康复台面运动过程中的摩擦阻力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种上肢康复仪，其特征在于包括康复台(1)、平面康复运动模块(2)、显示监控组件(3)；
所述的康复台(1)由康复台面(101)、升降组件(102)、康复台支架(103)、控制器(104)、滑动组件(105)组成；所述康复台面(101)与康复台支架(103)由升降组件(102)连接；滑动组件(105)安装在康复台支架(103)底部；
所述的平面康复运动模块(2)由手部滑动支撑(201)、伸缩链杆(202)、链杆盒(203)、链杆盒盖(204)、链杆伸缩驱动组件(205)、链盒旋转驱动电机(206)组成，伸缩链杆(202)一端与手部滑动支撑(201)固连，另一端卷绕在链杆盒(203)内；所述手部滑动支撑(201)可在康复台面(101)上滑动；所述伸缩链杆(202)由多个链杆单元(202-1)首尾连接组成；所述链杆单元(202-1)一侧设置有齿槽(202-1-1)；所述链杆伸缩驱动组件(205)由驱动齿轮(205-1)、传动齿轮(205-2)、电机(205-3)、惰轮(205-4)组成；所述电机(205-3)的外壳与链杆盒(203)固连，电机(205-3)的输出轴与两个传动齿轮(205-2)和惰轮(205-4)固连；传动齿轮(205-2)在电机(205-3)的驱动下，带动驱动齿轮(205-1)转动，驱动齿轮(205-1)则通过与链杆单元(202-1)的齿槽(202-1-1)啮合，带动伸缩链杆(202)运动；
所述的显示监控组件(3)由显示器支架(301)、监控摄像头(302)、显示器(303)组成；
所述链盒旋转驱动电机(206)的外壳与康复台面(101)固连，链盒旋转驱动电机(206)的输出轴与链杆盒(203)连接。
2.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：所述康复台(1)、显示监控组件(2)整体外观呈圆弧状。
3.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：所述康复台面(101)靠近患者的一侧为圆弧状。
4.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：所述链杆盒(203)与链杆盒盖(204)内部带有螺旋状滑道，以方便伸缩链杆(202)在链杆盒(203)内部收纳。
5.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：升降组件(102)由一根驱动杆(102-1)与另外两条移动滑道(102-2)组成。
6.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：手部滑动支撑(201)下部安装有气浮轴承。
7.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：链杆单元(202-1)上与齿槽(202-1-1)相对一侧设置有半圆孔洞(202-1-2)。
8.根据权利要求1所述的一种上肢康复仪，其特征在于：滑动组件(105)由四个带刹车的脚轮组成。
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