CN116146580A - 一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置 - Google Patents

一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置 Download PDF

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Abstract

本发明属于卒中偏瘫病人用脑机接口康复锻炼技术领域，特别涉及一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，包括上圆弧板和下圆弧板，上圆弧板两侧固定上悬臂板，下圆弧板两侧固定下悬臂板，上悬臂板固定有微型伺服电动缸，微型伺服电动缸输出端连接球碗圆柱，球碗圆柱下部设有矩形槽，下悬臂板下方固定有托盖，托盖上端开设有环形内孔，环形内孔内均布有扇形板，托盖下端套设有移动套，扇形板与移动套之间连接连杆，扇形板外侧分别开设有圆形槽，圆形槽内设有环形弹簧钢丝。本发明的有益效果是：对卒中偏瘫病人患肢腿部不造成大的移动变形情况下，可方便迅捷的完成其大腿和小腿部位上、下圆弧板快速插接或脱接，满足了可靠性和安全性要求。

Description

一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置
技术领域
本发明属于卒中偏瘫病人用脑机接口康复锻炼技术领域，特别涉及一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置。
背景技术
现脑机接口技术等智能自动化康复锻炼机械代替康复人员操作，实现了激发、协助卒中偏瘫病人自主康复锻炼，使患者早期得到锻炼、与时间赛跑、减少后遗症，最大限度满足了患者运动功能恢复，提高生活质量。卒中偏瘫病人早期患肢髋、膝部位锻炼时，自动化康复锻炼机械通过伺服电控部件和相关传感器等作用于患肢髋、膝部位，实现腿部按摩、弯曲、伸直等执行动作。在执行动作前要有类似于康复人员双手的相关部件，来握持患者的大腿和小腿部位，这种类似人手可放大和缩小的环形装置，若在患者脚处依次穿套置到大腿和小腿部位十分不便，在取下时也是如此。这会要造成患者腿部移动量很大和不应有的动作发生，同时也耗费时间。最好的解决方案是类似于可分离的双手，这样无需由脚处套至大腿和小腿，装拆时比套装对患者造成的痛苦或意外少，所以采用两个半圆弧来代替人的双手实现握持患者的大腿和小腿部位。两半圆弧之间的连接属于可拆卸连接，常规采用螺纹、卡扣、铰链等方法，但现有结构满足不了该应用场合体积小、插接和脱接都迅速的要求，同时可靠性和安全性也至关重要。
发明内容
本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种安全可靠、无需患肢大移动量、操作方便快捷的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：包括上圆弧板和下圆弧板，所述上圆弧板两侧固定上悬臂板，下圆弧板两侧固定下悬臂板，上悬臂板固定有微型伺服电动缸，微型伺服电动缸输出端连接球碗圆柱，球碗圆柱下部设有矩形槽，下悬臂板下方固定有托盖，托盖上端开设有环形内孔，环形内孔内均布有扇形板，托盖下端套设有移动套，扇形板与移动套之间连接连杆，扇形板外侧分别开设有圆形槽，圆形槽内设有环形弹簧钢丝。
所述扇形板与连杆之间及移动套与连杆之间分别连接铰链轴。
所述铰链轴置于窄槽内。
所述矩形槽下方设有圆弧段。
所述微型伺服电动缸与球碗圆柱之间连接球头万向节。
所述球头万向节与微型伺服电动缸之间连接拉压力传感器。
所述移动套套设于托盖下方的管柱体上。
所述管柱体底部与移动套下方之间设有下间隙，管柱体上部与移动套顶部之间设有上间隙。
所述移动套中心开设有出气孔。
所述托盖下方通过永磁体安装有防护罩。
所述下悬臂板和托盖开设有螺栓孔，下悬臂板和托盖通过螺栓相固定。
本发明的有益效果是：对卒中偏瘫病人患肢腿部不造成大的移动变形情况下，可方便迅捷的完成其大腿和小腿部位上、下圆弧板快速插接或脱接，满足了可靠性和安全性要求，适于康复锻炼用动作要求。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图1为本发明的使用状态场景示意图；
附图2为本发明的上圆弧板与下圆弧板待连接状态示意图；
附图3为本发明的上圆弧板与下圆弧板连接后状态示意图；
附图4为附图3的Ⅰ部放大剖面图；
附图5为附图4的
Figure SMS_1
部放大图；
附图6为附图4的A-A剖视图；
附图7为本发明的插接端脱接后瞬间状态结构示意图；
附图8为本发明的插接端脱接后扇形板瞬间状态结构示意图；
附图9为本发明的托盖剖视图；
附图10为本发明的窄槽分布示意图；
图中，1上圆弧板，2下圆弧板，3上悬臂板，4下悬臂板，5微型伺服电动缸，6球碗圆柱，7矩形槽，8托盖，9环形内孔，10扇形板，11移动套，12连杆，13圆形槽，14环形弹簧钢丝，15铰链轴，16窄槽，17圆弧段，18球头万向节，19拉压力传感器，20管柱体，21下间隙，22上间隙，23出气孔，24永磁体，25防护罩，26螺栓孔，27螺栓。
具体实施方式
附图为本发明的一种具体实施例。该实施例包括上圆弧板1和下圆弧板2，上圆弧板1两侧固定上悬臂板3，下圆弧板2两侧固定下悬臂板4，上悬臂板3固定有微型伺服电动缸5，微型伺服电动缸5输出端连接球碗圆柱6，球碗圆柱6下部设有矩形槽7，下悬臂板4下方固定有托盖8，托盖8上端开设有环形内孔9，环形内孔9内均布有扇形板10，托盖8下端套设有移动套11，扇形板10与移动套11之间连接连杆12，扇形板10外侧分别开设有圆形槽13，圆形槽13内设有环形弹簧钢丝14。扇形板10与连杆12之间及移动套11与连杆12之间分别连接铰链轴15。铰链轴15置于窄槽16内。矩形槽7下方设有圆弧段17。微型伺服电动缸5与球碗圆柱6之间连接球头万向节18。球头万向节18与微型伺服电动缸5之间连接拉压力传感器19。移动套11套设于托盖8下方的管柱体20上。管柱体20底部与移动套11下方之间设有下间隙21，管柱体20上部与移动套11顶部之间设有上间隙22。移动套11中心开设有出气孔23。托盖8下方通过永磁体24安装有防护罩25。下悬臂板4和托盖8开设有螺栓孔26，下悬臂板4和托盖8通过螺栓27相固定。
采用本发明的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，下悬臂板4下表面通过螺栓27固定托盖8，托盖8上端孔、下部管柱体20孔及下悬臂板4、上悬臂板3孔同轴，八个扇形板10装在托盖8上端环形内孔9内，扇形板10大径端设有环形弹簧钢丝14，扇形板10下表面设有铰链轴15铰接连杆12，连杆12下端铰接移动套11，移动套11装在管柱体20外径下部，球碗圆柱6上设有矩形槽7和圆弧段17，当球碗圆柱6下插时，八个扇形板10的小径端插入矩形槽7内实现球碗圆柱6与悬臂板连接；当脱离时，用手由下向上拍打一下移动套11，则连杆12外推扇形板10，扇形板10的小径端离开矩形槽7，实现球碗圆柱6与悬臂板脱接。
上圆弧板1和下圆弧板2内都粘附医用硅胶，医用硅胶上均布柔性压力传感器，医用硅胶和柔性压力传感器直接接触患肢腿表面，微型伺服电动缸5控制接触压力，球头万向节18可满足患者腿部朝各个方向轻微移动。两个上悬臂板3分别固定在上圆弧板1两侧外缘处，两上悬臂板3上各设有孔，下悬臂板4下表面通过螺栓27固定托盖8，托盖8上端有环形内孔9，环形内孔9的高度略大于扇形板10的厚度，环形内孔9内均布八个扇形板10，各扇形板10的大径端部上设有圆形槽13、在各圆形槽13内共同缠绕一环形弹簧钢丝14，使各扇形板10都有向圆心移动的趋势。托盖8上的环形内孔9及管柱体20的垂直中心线与上悬臂板3上的孔垂直中心线重合。扇形板10下表面偏于扇形板10大径一边设有铰链轴15，铰链轴15位于窄槽16内，窄槽16的水平中心线通过托盖8的垂直中心线，铰链轴15与连杆12铰接，连杆12下端与移动套11的外径铰接，移动套11的内径套在托盖8下部的管柱体20上。连杆12和移动套11的重量也有使扇形板10向圆心移动的趋势。微型伺服电动缸5通过螺栓固定在上悬臂板3上，微型伺服电动缸5的伸缩端下端安装拉压力传感器19，拉压力传感器19下端固定球头万向节18的球头端，球头万向节18的球碗圆柱6的圆周上设有矩形槽7，矩形槽7外下沿为圆弧段17，圆弧段17下端直径小于矩形槽7内底直径，矩形槽7内底直径与八个扇形板10小径端围成的孔径相同。球碗圆柱6的外径略小于下悬臂板4上的孔，当球碗圆柱6下移或下悬臂板4上移使球碗圆柱6插入孔内时，其圆弧段17下端首先插入八个扇形板10小径端围成的孔，之后圆弧段17接触并压推各扇形板10的小径端使其远离圆心，当球碗圆柱6的矩形槽7的下沿低于扇形板10厚度的下沿时，八个扇形板10的小径端移至矩形槽7内，使球碗圆柱6固定，即球头万向节18的球碗圆柱6与下悬臂板4插接固定为一体。
当要使球头万向节18的球碗圆柱6与下悬臂板4脱接时，只要用手由下向上拍打一下移动套11即可完成，当移动套11上移时，铰接在移动套11外径上的连杆12向外摆动，连杆12上端铰接的扇形板10向远离圆心方向移动，同时扇形板10的小径端由矩形槽7内移出，因下悬臂板4和下圆弧板2都有地心引力作用下移，使球头万向节18的球碗圆柱6与下悬臂板4脱接。扇形板10的小径端由矩形槽7内移出时，其扇形板10的大径端到圆心的距离小于环形内孔9的半径，下间隙21和上间隙22应满足扇形板10的移动。在托盖8下部表面靠近螺栓内侧间隔粘附永磁体24，用来吸附防护罩25，防护罩25用于防止误碰撞移动套11和连杆12。
具体使用的插接操作方法：将上圆弧板1移置患者腿上部、将下圆弧板2放在患者腿部下方并使两下悬臂板4上的孔基本包容球碗圆柱6的圆弧段17，两微型伺服电动缸5的伸缩端伸长使球碗圆柱6下移插接在下悬臂板4上，或两微型伺服电动缸5的伸缩端适当伸长，手持下圆弧板2上移使球碗圆柱6插入下悬臂板4内，可感觉或听到扇形板10的小径端碰击矩形槽7底部即为插接成功。脱接操作：将防护罩25取下，用手由下向上拍打一下移动套11，下圆弧板2下落取走，上移上圆弧板1即可。

Claims (10)

1.一种基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：包括上圆弧板（1）和下圆弧板（2），所述上圆弧板（1）两侧固定上悬臂板（3），下圆弧板（2）两侧固定下悬臂板（4），上悬臂板（3）固定有微型伺服电动缸（5），微型伺服电动缸（5）输出端连接球碗圆柱（6），球碗圆柱（6）下部设有矩形槽（7），下悬臂板（4）下方固定有托盖（8），托盖（8）上端开设有环形内孔（9），环形内孔（9）内均布有扇形板（10），托盖（8）下端套设有移动套（11），扇形板（10）与移动套（11）之间连接连杆（12），扇形板（10）外侧分别开设有圆形槽（13），圆形槽（13）内设有环形弹簧钢丝（14）。
2.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述扇形板（10）与连杆（12）之间及移动套（11）与连杆（12）之间分别连接铰链轴（15），铰链轴（15）置于窄槽（16）内。
3.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述矩形槽（7）下方设有圆弧段（17）。
4.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述微型伺服电动缸（5）与球碗圆柱（6）之间连接球头万向节（18）。
5.根据权利要求4所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述球头万向节（18）与微型伺服电动缸（5）之间连接拉压力传感器（19）。
6.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述移动套（11）套设于托盖（8）下方的管柱体（20）上。
7.根据权利要求6所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述管柱体（20）底部与移动套（11）下方之间设有下间隙（21），管柱体（20）上部与移动套（11）顶部之间设有上间隙（22）。
8.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述移动套（11）中心开设有出气孔（23）。
9.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述托盖（8）下方通过永磁体（24）安装有防护罩（25）。
10.根据权利要求1所述的基于脑机接口的压力控制快插脱接装置，其特征是：所述下悬臂板（4）和托盖（8）开设有螺栓孔（26），下悬臂板（4）和托盖（8）通过螺栓（27）相固定。
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Pledgee: Agricultural Bank of China Limited Tai'an Mount Taishan Sub branch

Pledgor: SHANDONG HAITIAN INTELLIGENT ENGINEERING Co.,Ltd.

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