CN114176997B - 主动式双上肢协调康复器 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种主动式双上肢协调康复器，包括定位板、动臂机构和离合式同步轮机构：动臂机构具有两组且均包括有动臂组件和传动轮组件，两组动臂机构分别通过对应的传动轮组件安装于定位板的两端位置上；离合式同步轮机构包括离合组件和同步轮组，同步轮组中具有两组同步轮组件，两组同步轮组件分别通过同步带与两组传动轮组件连接，离合组件设置于定位板与同步轮组之间，以带动同一同步轮组中的两组同步轮组件分离或是啮合；当两组同步轮组件分离时，两组动臂机构独立动作，当两组同步轮组件啮合时，两组动臂机构镜像动作。本发明主被动康复功能能够切换使用，以及结构小巧轻便，可以转移、固定在任意平面上，便于患者家庭化使用。
Description
技术领域
本发明涉及医疗康复器械领域，尤其涉及一种主动式双上肢协调康复器。
背景技术
现有康复器主要关注患侧的主被动康复，被动康复主要为CPM模式，主动康复主要以机械或者电机施加阻力或者阻尼。
目前，被动康复和主动康复在使用过程中均存在缺陷：被动康复的CPM模式单一，没有灵活性，或者参与性不强，而且由于一般是电机带动运动，有被二次伤害的可能性；主动康复一般也为患侧的单独康复训练，患侧的整体参与性和任务真实性也不高。其次，现有康复器大多采用电机作为驱动动力，具有结构复杂、体积较大以及成本较高问题，因此难以普及。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供了一种主动式双上肢协调康复器，主被动康复功能能够切换使用，以及结构小巧轻便，可以转移、固定在任意桌面平面上，便于家庭化，方便患者居家康复训练。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种主动式双上肢协调康复器，其特征是：包括定位板、动臂机构和离合式同步轮机构：
所述动臂机构具有两组且均包括有动臂组件和传动轮组件，两组动臂机构分别通过对应的传动轮组件安装于定位板的两端位置上；
所述离合式同步轮机构包括离合组件和同步轮组，所述同步轮组中具有两组同步轮组件，两组同步轮组件分别通过同步带与两组传动轮组件连接，所述离合组件设置于定位板与同步轮组之间，以带动同一同步轮组中的两组同步轮组件分离或是啮合；
当两组同步轮组件分离时，两组动臂机构独立动作，当两组同步轮组件啮合时，两组动臂机构镜像动作。
优选的，所述动臂组件包括由第一连杆、第二连杆、第三连杆以及第四连杆形成的四连杆结构和安装于第四连杆上供用户握持的手柄；所述同步轮组具有两组，两组同步轮组分别将两组四连杆结构中的两个第一连杆同步连接，以及将两个第二连杆同步连接。
优选的，所述传动轮组件包括固定于定位板上的固定轴套、轴向限位周向能转动套装在固定轴套内的中间轴套、轴向限位周向能转动套装在中间轴套内的转轴、固定于中间轴套上并且供同步带连接的轴套带轮以及固定于转轴上并且供同步带连接的轴带轮；
所述转轴与第一连杆固定，所述中间轴套与第二连杆固定。
优选的，所述同步轮组件包括转动式连接于离合组件上的同步齿轮和与同步齿轮固定连接并且供同步带连接的同步轮。
优选的，所述离合组件包括摆臂组、旋钮和连动杆；
所述摆臂组具有两组，每组均具有两个供同一组同步轮组中的两个同步齿轮安装的摆臂；
所述旋钮安装于定位板上，并且位于两组摆臂组之间，以及旋钮通过连动杆与摆臂组连接，当旋钮转动后，通过连动杆带动摆臂摆动，以带动同一摆臂组上的两个同步齿轮啮合或是分离。
优选的，同一摆臂组中的两个摆臂的摆动端相向设置，并且在摆臂的摆动端上设置有相互啮合的扇形齿轮。
优选的，所述摆臂上设置有角度传感器，所述角度传感器的感应端与同步齿轮对应。
优选的，两组摆臂组之间设置有拉动两组摆臂组相向摆动的拉簧。
优选的，所述旋钮的头部开设有旋转角度指示线。
优选的，所述康复器还包括有工作台，所述定位板固定于工作台上。
本发明的优点为：
1、通过离合式同步轮机构，实现了左右两侧动臂机构二维平面独立运动和镜像耦合运动，患者可以在镜像模式下利用健侧带动患侧的方式实现患侧的被动康复；患者的双侧肢体也可以分别独立运动，实现更加灵活有趣的康复任务。
2、本发明在镜像被动康复时，通过健侧带动患侧动作，节省了驱动电机的设置，使本发明小巧轻便，便于转移、固定在任意桌面平面上，便于家庭化，方便患者居家康复训练。
附图说明
图1为本实施例所提供的主动式双上肢协调康复器的示意图；
图2为本实施例所提供的离合式同步轮机构的示意图；
图3为本实施例所提供的离合式同步轮机构通过同步带与动臂机构连接的示意图；
图4为本实施例所提供的同步轮组件的示意图；
图5为本实施例所提供的离合式同步轮机构通过同步带与动臂机构连接的正视图；
图6为本实施例所提供的传动轮组件的剖视图。
具体实施方式
结合图1至图6对本发明主动式双上肢协调康复器作进一步的说明。
一种主动式双上肢协调康复器，其特征是：包括定位板2、动臂机构4和离合式同步轮机构3。所述动臂机构4具有两组且均包括有动臂组件41和传动轮组件42，两组动臂机构4分别通过各自的传动轮组件42安装于定位板2的两端位置上。所述离合式同步轮机构3包括离合组件31和同步轮组32，所述同步轮组32中具有两组同步轮组件321，两组同步轮组件321分别通过同步带6与两组传动轮组件42连接，所述离合组件31设置于定位板2与同步轮组32之间，以带动同一同步轮组32中的两组同步轮组件321分离或是啮合。当两组同步轮组件321分离时，两组动臂机构4独立动作，当两组同步轮组件321啮合时，两组动臂机构4镜像动作。
具体的，所述动臂组件41包括由第一连杆411、第二连杆412、第三连杆413以及第四连杆414形成的四连杆结构和安装于第四连杆414上供用户握持的手柄415。所述同步轮组32具有两组，两组同步轮组32分别与两组四连杆结构中的第一连杆411和第二连杆412同步连接。即其中一组同步轮组32中的两个同步轮组件321分别通过同步带6与两个四连杆结构中的第一连杆411联动，另一组同步轮组32中的两个同步轮组件321分别通过同步带6与两个四连杆结构中的第二连杆412联动。因此当同步轮组32中的两个同步轮组件321处于啮合状态时，两组四连杆结构中，两个第一连杆411能够同步动作，两个第二连杆412能够同步动作，以此达到两组动臂机构4的镜像动作。
所述传动轮组件42包括通过螺栓固定在定位板2上的固定轴套421、通过轴承轴向限位周向能转动套装在固定轴套421内的中间轴套422、同样通过轴承轴向限位周向能转动套装在中间轴套422内的转轴425、周向限位固定于中间轴套422上并且供同步带6连接的轴套带轮423以及周向限位固定于转轴425上并且供同步带6连接的轴带轮424。所述转轴425的上端与第一连杆411通过螺栓固定，所述中间轴套422的上端通过螺栓与第二连杆412固定。进一步的，第二连杆412背向第一连杆411的一端与第三连杆413的端部枢接，第三连杆413背向第二连杆412的一端枢接于第四连杆414的中间部位上，以及第四连杆414加长设置，并且第四连杆414背向手柄415的一端与第一连杆411背向转轴425的一端枢接，以此第一连杆411、第二连杆412、第三连杆413以及第四连杆414形成四连杆结构。基于四连杆结构的动臂机构4能够实现手柄415的旋转、前后、左右等各种动作，以满足用户的多种康复需求。
所述同步轮组件321包括通过轴承3214转动式连接于离合组件31上的同步齿轮3211和与同步齿轮3211连接并且同步转动并且供同步带6连接的同步轮3212。即在同步齿轮3211上具有与同步齿轮3211同轴的连接轴3213，所述同步轮3212和轴承3214固定于该连接轴3213上。
为了便于同步带的布置，两组同步轮组32中的同步轮组件321反方向设置。即其中一组同步轮组32中的同步轮组件321中，同步轮3212位于同步齿轮3211的上方，另一组同步轮组中的同步轮组件中，同步轮位于同步齿轮的下方。
所述离合组件31包括摆臂组312、旋钮311和连动杆313。所述摆臂组312具有两组，以供两组同步轮组32装配，每组摆臂组312均具有两个供同一组同步轮组32中的两个同步齿轮3211通过轴承3214安装的摆臂3121。即两组同步轮组32中的四组同步轮组件321分别安装于两组摆臂组312的四个摆臂3121上。摆臂3121的一端通过调节轴33连接于定位板2的下表面上，另一端能够摆动形成摆动端，同一摆臂组312中的两个摆臂3121的摆臂3121端相向设置。所述旋钮311转动式安装于定位板2上，并且位于两组摆臂组312之间，以及旋钮311通过连动杆313与摆臂组312连接。当旋钮311转动后，通过连动杆313带动两组摆臂组312中的摆臂3121摆动，以带动同一摆臂组312上的两个同步齿轮3211啮合或是分离。具体的，在旋钮311上设置有旋钮盘3111，连动杆313的两端分别通过连接销或连接钉与旋钮盘3111以及摆臂3121连接，以此推动或是拉动摆臂3121摆动。进一步的，在摆臂3121上具有供连动杆的端部伸入的联动槽，在联动槽内设置有供连动杆上的连接销插入的连接孔，以此实现连接。
同一摆臂组312中的两个摆臂3121的摆动端上设置有能够相互啮合的扇形齿轮31212。通过扇形齿轮31212能够实现同一摆臂组312中的两个摆臂3121的同步转动，因此可以减少连动杆的设置。即连动杆只需设置两个即可，一个连接于旋钮盘3111与其中一组摆臂组312中的其中一个摆臂3121上，另一个连动杆连接于旋钮盘3111与另一组摆臂组312中的其中一个摆臂3121上即可，以此转动旋钮311后，即可带动两者摆臂组312同步摆动。
所述摆动臂3121上设置有角度传感器5，所述角度传感器5的感应端与同步齿轮3211对应。通过角度传感器5，可以实时感应同步齿轮3211的转动角度，从而实时计算出双侧手柄415的平面位置，通过无线发射器，可以将位置信号发送到电脑、智能电视端，驱动对应的康复游戏，实现康复过程的虚拟可视化、游戏化和数据化。
两组摆臂组312之间设置有拉动两组摆臂组相向摆动的拉簧34，以便于将同一同步轮组32中的两组同步轮组件321拉动至啮合状态。
所述旋钮311的头部开设有旋转角度指示线3113。通过该指示线，能够便于使用者知悉离合式同步轮机构3是否处于啮合状态。
所述康复器还包括有工作台1，工作台1的底面上具有支撑脚11，工作台1的台面上具有安装口。所述定位板2通过螺栓固定于工作台1上，同时离合式同步轮机构3以及传动轮组件42通过该安装口，延伸至工作台1的下侧。
在具体使用时，通过离合式同步轮机构3以及同步带6，实现了左右两侧动臂机构4二维平面独立运动和镜像耦合运动，患者可以在镜像模式下利用健侧带动患侧的方式实现患侧的被动康复；患者的双侧肢体也可以分别独立运动，实现更加灵活有趣的康复任务。
具体的，当需要两组动臂机构4镜像动作时，通过旋钮311带动每组同步轮组32中的两个同步齿轮3211啮合，使同一组同步轮组32中的两个同步齿轮3211能够同步转动，两组动臂机构4中的第一连杆411通过其中一组同步轮组32中的两组同步轮组件321连接，第二连杆412通过另一组同步轮组32中的两组同步轮组件321连接，因此当每组同步轮组32中的两个同步齿轮3211啮合后，即可带动两组动臂机构4中的两个第一连杆411同步转动，以及两个第二连杆412同步转动，达到镜像动作的功能；当需要使两组动臂机构4独立动作时，转动旋钮311，旋钮311通过旋钮盘3111以及连动杆推动两组摆臂组312中的摆臂3121向外摆动，使每组同步轮组32中的两个同步齿轮3211分离，以此即可实现动臂机构4的独立动作。具有操作便利，结构小巧轻便，便于转移、固定在任意桌面平面上，便于家庭化，方便患者居家康复训练。
如无特殊说明，本发明中，若有术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。
除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种主动式双上肢协调康复器，其特征是：包括定位板、动臂机构和离合式同步轮机构：
所述动臂机构具有两组且均包括有动臂组件和传动轮组件，两组动臂机构分别通过对应的传动轮组件安装于定位板的两端位置上；
所述离合式同步轮机构包括离合组件和同步轮组，所述同步轮组中具有两组同步轮组件，两组同步轮组件分别通过同步带与两组传动轮组件连接，所述离合组件设置于定位板与同步轮组之间，以带动同一同步轮组中的两组同步轮组件分离或是啮合；
当两组同步轮组件分离时，两组动臂机构独立动作，当两组同步轮组件啮合时，两组动臂机构镜像动作；
所述同步轮组件包括转动式连接于离合组件上的同步齿轮和与同步齿轮固定连接并且供同步带连接的同步轮，所述离合组件包括摆臂组、旋钮和连动杆；
所述摆臂组具有两组，每组均具有两个供同一组同步轮组中的两个同步齿轮安装的摆臂；
所述旋钮安装于定位板上，并且位于两组摆臂组之间，以及旋钮通过连动杆与摆臂组连接，当旋钮转动后，通过连动杆带动摆臂摆动，以带动同一摆臂组上的两个同步齿轮啮合或是分离。
2.根据权利要求1所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：所述动臂组件包括由第一连杆、第二连杆、第三连杆以及第四连杆形成的四连杆结构和安装于第四连杆上供用户握持的手柄；所述同步轮组具有两组，两组同步轮组分别将两组四连杆结构中的两个第一连杆同步连接，以及将两个第二连杆同步连接。
3.根据权利要求2所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：所述传动轮组件包括固定于定位板上的固定轴套、轴向限位周向能转动套装在固定轴套内的中间轴套、轴向限位周向能转动套装在中间轴套内的转轴、固定于中间轴套上并且供同步带连接的轴套带轮以及固定于转轴上并且供同步带连接的轴带轮；
所述转轴与第一连杆固定，所述中间轴套与第二连杆固定。
4.根据权利要求1所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：同一摆臂组中的两个摆臂的摆动端相向设置，并且在摆臂的摆动端上设置有相互啮合的扇形齿轮。
5.根据权利要求4所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：所述摆臂上设置有角度传感器，所述角度传感器的感应端与同步齿轮对应。
6.根据权利要求4所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：两组摆臂组之间设置有拉动两组摆臂组相向摆动的拉簧。
7.根据权利要求4所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：所述旋钮的头部开设有旋转角度指示线。
8.根据权利要求1所述的主动式双上肢协调康复器，其特征是：所述康复器还包括有工作台，所述定位板固定于工作台上。
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