CN114344842A - 一种坐立式上肢康复训练装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种坐立式上肢康复训练装置，涉及医疗康复设备技术领域。本发明包括座椅、机器人以及用于控制机器人的仿真装置，还包括用于承托患者小臂的托架；托架通过多组螺栓螺母安装在机器人的末端执行器上；机器人放置在座椅与仿真装置之间；机器人的末端执行器包括圆柱轴杆以及第一法兰盘；托架包括与末端执行器配合的第二法兰盘；第二法兰盘下端固定有同轴设置的延伸杆；延伸杆下端固定有吊环；吊环的轴向一端固定有小臂托架；吊环的轴向另一端固定有手掌托架。本发明利用仿真装置控制机器人的执行末端带着放置患者小臂的手进行仿真运动，模拟手臂的各种互动动作，进行上肢体的康复训练，减少人员的投入量，降低康复训练带来的劳动量。
Description
技术领域
本发明属于医疗康复设备技术领域，特别是涉及一种坐立式上肢康复训练装置。
背景技术
神经系统疾病可能导致病人上肢运动功能丧失或部分丧失，需要人工或采用器械带动病人手臂做各种运动，以帮助病人恢复上肢功能。上肢康复训练有肩关节活动训练、肘关节活动训练、腕关节活动训练和手指活动训练。肩关节活动训练包括肩关节内收、外展、内旋和外旋。肘关节活动训练包括肘关节屈伸和牵拉。腕关节活动训练包括腕部背伸。手指活动训练包括手指伸展弯曲。
但是运动康复训练所要花费的时间十分漫长，长时间地在医院或者康复训练中心的医护人员的陪同看护下进行康复训练，所要花费的费用和精力是普通家庭难以长期坚持的，具体的困难表现在以下几点。首先，当患者较多时，训练陪护人员较少，在一个医护人员对多个患者的情况下其治疗效率会相较于平常大大降低，导致每一位患者的治疗效果不好；其次，由于个人能力有高低，并不是所有的康复训练师都能为不同训练阶段以及不同康复程度的患者提供适合他们自己的康复训练方法；而且，有相当一部分的普通家庭承担不起长期康复训练的费用；最后，训练内容较为枯燥，缺乏趣味性，不能使患者产生兴趣配合治疗。
并且现有的康复训练装置多为多自由度定向的锻炼器材，在转换锻炼的自由度时需要进行装置活动方式的切换，需要家人或医护人员全过程地跟踪辅助。
公开号为CN104875203B的发明提供一种生成机器人的动作路径的机器人仿真装置。其能够不依赖于操作者的熟练程度，自动生成机器人的现实的干扰回避路径。仿真装置具备：动作路径取得部，其执行机器人的动作程序的仿真来取得第1动作路径；示教点确定部，其检测第1动作路径中的干扰来确定该干扰发生前后的示教点即第1示教点和第2示教点；动作路径生成部，其基于以随机数确定的搜索方向和搜索距离，在第1和第2示教点之间自动地插入至少一个第3示教点，生成不发生干扰的第2动作路径；评价部，其针对每一个第2动作路径，进行基于预先确定的至少一个参数的评价；以及动作路径选择部，其根据该评价，从多个第2动作路径中选择最佳动作路径。通过仿真装置能够控制机器人进行路径的仿真，通过便捷运动路径即可还原成可执行的运动路径。因此本申请文件提供了一种坐立式上肢康复训练装置，利用仿真装置控制机器人的执行末端带着放置患者小臂的手进行仿真运动，模拟手臂的各种互动动作，进行上肢体的康复训练，减少人员的投入量，降低康复训练带来的劳动量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种坐立式上肢康复训练装置，通过仿真装置控制机器人的末端执行器带着承托小臂的托架进行小臂活动的仿真运动，多自由度同时进行，多种动作切换，全方位的带着患者的小臂进行训练，过程中不需要过多辅助，降低上肢复健的人力投入，节约社会资源，解决了现有问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种坐立式上肢康复训练装置，包括座椅、机器人以及用于控制所述机器人的仿真装置，还包括用于承托患者小臂的托架；所述托架通过多组螺栓螺母安装在所述机器人的末端执行器上；所述机器人放置在座椅与仿真装置之间；所述机器人的末端执行器包括圆柱轴杆以及第一法兰盘；所述托架包括与所述末端执行器配合的第二法兰盘；所述第二法兰盘下端固定有同轴设置的延伸杆；所述延伸杆下端固定有吊环；所述吊环的轴向一端固定有小臂托架；所述吊环的轴向另一端固定有手掌托架。
进一步地，所述延伸杆包括两节套设的空心管，且两节配合的空心管通过弹簧销钉进行固定，根据不同身高进行适应调整。
进一步地，所述小臂托架包括固定在吊环端面的U形托板；所述U形托板的自由端固定下弯过渡板；所述U形托板上安装有多个绕过U形托板开口上方的第一绷带；所述第一绷带的两端均通过魔术贴与U形托板的外表面连接。
进一步地，所述手掌托架包括固定在吊环端面的上弯过渡板；所述上弯过渡板的内弧面固定两个支撑柱；两个所述支撑柱用于手抓的握持杆，握持杆能够方便地让患者握持，锻炼手掌的握力以及提供一个抓取物，降低手臂和托架的脱离风险。
进一步地，所述U形托板内壁的两个圆弧部分别固定一个支撑垫，支撑垫的内部填充高弹海绵，在锻炼过程中对患者手臂缓冲，在两个支撑垫之间形成通道，预防血脉阻塞。
进一步地，所述吊环与所述上弯过渡板的连接部位设置有用于支撑手腕的气垫，上弯过渡板在上端延伸后预防手臂向前滑出，气垫上设置有充气口，气垫的高度方便调整，在支撑垫的表面和气垫的表面均设置抗菌布，预防交叉感染。
进一步地，所述座椅上安装有束紧装置；所述束紧装置包括束紧带、固定在所述座椅后背相对设置的两个扣钩；所述束紧带的两端均设置一个与所述扣钩配合的扣环，在座椅的靠背上设置束紧装置对患者的上方半身进行定位，能够防止在锻炼过程中患者上半身随着手臂的移动进行移动，保障手臂仿形移动锻炼过程有效。
进一步地，所述机器人底座相对所述座椅的侧面固定有定位底座；所述定位底座上表面开设一列与所述座椅支撑腿配合的定位孔，依据不同的身高进行前后调整座椅位置，并将座椅前端的支撑腿放置到合适的定位孔内进行定位，稳定可靠。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明通过仿真装置控制机器人的末端执行器带着承托小臂的托架进行小臂活动的仿真运动，多自由度同时进行，多种动作切换，全方位的带着患者的小臂进行训练，过程中不需要过多辅助，降低上肢复健的人力投入，节约社会资源。
2、本发明通过座椅、机器人、仿真装置、托架、束紧装置和定位底座的组合，整体合理简单，能够对人体活动路径进行全面仿真辅助训练，多自由度训练，提高单位时间的训练效果。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种坐立式上肢康复训练装置的结构示意图。
图2为本发明去除托架后的结构示意图。
图3为图2中A处的局部放大图。
图4为托架的结构示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-座椅，2-机器人，3-仿真装置，4-托架，5-束紧装置，6-定位底座，41-第二法兰盘，42-延伸杆，43-吊环，44-小臂托架，45-手掌托架，51-束紧带，52-扣钩，53-扣环，441-U形托板，442-下弯过渡板，443-第一绷带，444-支撑垫，451-上弯过渡板，452-支撑柱，453-握持杆，454-气垫，61-定位孔。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-4所示，本发明为一种坐立式上肢康复训练装置，包括座椅1、机器人2以及用于控制机器人2的仿真装置3，还包括用于承托患者小臂的托架4；托架4通过多组螺栓螺母安装在机器人2的末端执行器21上；机器人2放置在座椅1与仿真装置3之间；机器人2的末端执行器21包括圆柱轴杆以及第一法兰盘；托架4包括与末端执行器21配合的第二法兰盘41；第二法兰盘41下端固定有同轴设置的延伸杆42；延伸杆42下端固定有吊环43；吊环43的轴向一端固定有小臂托架44；吊环43的轴向另一端固定有手掌托架45。
其中，延伸杆42包括两节套设的空心管，且两节配合的空心管通过弹簧销钉进行固定，根据不同身高进行适应调整。
其中，小臂托架44包括固定在吊环43端面的U形托板441；U形托板441的自由端固定下弯过渡板442；U形托板441上安装有多个绕过U形托板441开口上方的第一绷带443；第一绷带443的两端均通过魔术贴与U形托板441的外表面连接。
其中，手掌托架45包括固定在吊环43端面的上弯过渡板451；上弯过渡板451的内弧面固定两个支撑柱452；两个支撑柱452用于手抓的握持杆453，握持杆453外部套设海绵套，握持杆453能够方便地让患者握持，锻炼手掌的握力以及提供一个抓取物，降低手臂和托架4的脱离风险。
其中，U形托板441内壁的两个圆弧部分别固定一个支撑垫444，支撑垫444的内部填充高弹海绵，在锻炼过程中对患者手臂缓冲，在两个支撑垫444之间形成通道，预防血脉阻塞。
其中，吊环43与上弯过渡板451的连接部位设置有用于支撑手腕的气垫454，上弯过渡板451在上端延伸后预防手臂向前滑出，气垫454上设置有充气口，气垫454的高度方便调整，在支撑垫444的表面和气垫454的表面均设置抗菌布，预防交叉感染。
其中，座椅1上安装有束紧装置5；束紧装置5包括束紧带51、固定在座椅1后背相对设置的两个扣钩52；束紧带51的两端均设置一个与扣钩52配合的扣环53，在座椅1的靠背上设置束紧装置5对患者的上方半身进行定位，能够防止在锻炼过程中患者上半身随着手臂的移动进行移动，保障手臂仿形移动锻炼过程有效。
其中，机器人2底座相对座椅1的侧面固定有定位底座6；定位底座6上表面开设一列与座椅1支撑腿配合的定位孔61，依据不同的身高进行前后调整座椅1位置，并将座椅1前端的支撑腿放置到合适的定位孔61内进行定位，稳定可靠。
本发明一种坐立式上肢康复训练装置的具体应用为：在使用时，根据患者的身高将座椅1放置在定位底座6上合适的位置，患者坐立在座椅1上，将束紧装置5两端扣好，然后伸出需要训练的手臂，小臂放置到小臂托架44上，手掌穿过吊环43放置到手掌托架45，手掌可抓取握持杆453进行开合和握力训练，然后用第一绷带443将小臂束缚在U形托板441内侧，通过仿真装置3控制机器人2的末端执行器21带着承托小臂的托架4进行小臂活动的仿真运动，多自由度同时进行，多种动作切换，全方位的带着患者的小臂进行训练，过程中不需要过多辅助，降低上肢复健的人力投入，同时提高单位时间的训练效果。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。
Claims (8)
1.一种坐立式上肢康复训练装置，包括座椅(1)、机器人(2)以及用于控制所述机器人(2)的仿真装置(3)，其特征在于：
还包括用于承托患者小臂的托架(4)；所述托架(4)通过多组螺栓螺母安装在所述机器人(2)的末端执行器(21)上；
所述机器人(2)放置在座椅(1)与仿真装置(3)之间；
所述机器人(2)的末端执行器(21)包括圆柱轴杆以及第一法兰盘；
所述托架(4)包括与所述末端执行器(21)配合的第二法兰盘(41)；所述第二法兰盘(41)下端固定有同轴设置的延伸杆(42)；所述延伸杆(42)下端固定有吊环(43)；所述吊环(43)的轴向一端固定有小臂托架(44)；所述吊环(43)的轴向另一端固定有手掌托架(45)。
2.根据权利要求1所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述延伸杆(42)包括两节套设的空心管，且两节配合的空心管通过弹簧销钉进行固定。
3.根据权利要求1所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述小臂托架(44)包括固定在吊环(43)端面的U形托板(441)；所述U形托板(441)的自由端固定下弯过渡板(442)；所述U形托板(441)上安装有多个绕过U形托板(441)开口上方的第一绷带(443)；所述第一绷带(443)的两端均通过魔术贴与U形托板(441)的外表面连接。
4.根据权利要求3所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述手掌托架(45)包括固定在吊环(43)端面的上弯过渡板(451)；所述上弯过渡板(451)的内弧面固定两个支撑柱(452)；两个所述支撑柱(452)用于手抓的握持杆(453)。
5.根据权利要求4所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述U形托板(441)内壁的两个圆弧部分别固定一个支撑垫(444)。
6.根据权利要求4所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述吊环(43)与所述上弯过渡板(451)的连接部位设置有用于支撑手腕的气垫(454)。
7.根据权利要求1所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述座椅(1)上安装有束紧装置(5)；所述束紧装置(5)包括束紧带(51)、固定在所述座椅(1)后背相对设置的两个扣钩(52)；所述束紧带(51)的两端均设置一个与所述扣钩(52)配合的扣环(53)。
8.根据权利要求1所述的一种坐立式上肢康复训练装置，其特征在于，所述机器人(2)底座相对所述座椅(1)的侧面固定有定位底座(6)；所述定位底座(6)上表面开设一列与所述座椅(1)支撑腿配合的定位孔(61)。
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20220415 |