CN201847884U

CN201847884U - 智能四肢联动训练系统

Info

Publication number: CN201847884U
Application number: CN2010205596422U
Authority: CN
Inventors: 施宏
Original assignee: NANJING CONDITION ELECTRONIC APPLIANCE CO Ltd
Current assignee: NANJING CONDITION ELECTRONIC APPLIANCE CO Ltd
Priority date: 2010-10-13
Filing date: 2010-10-13
Publication date: 2011-06-01
Anticipated expiration: 2020-10-13

Abstract

本实用新型公开了一种智能四肢联动训练系统，包括主支架、置于主支架上的上肢训练托架和下肢训练脚托，所述上肢训练托架包括上肢旋转转轮、所述下肢训练脚托包括下肢旋转转轮，所述上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮之间通过联动机构传动，用于协调上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮同步旋转。本实用新型的智能四肢联动训练系统可以使患者自主实现四肢同步协调康复训练，只要四肢中有至少一肢能自主发力，即可协调其它肢体做协同运动，同时，本实用新型的智能四肢联动训练系统既可在患者力量不够的情况下自动给患者提供助力协助其运动，又可在患者在运动过程中突然发生痉挛的情况下，停止正向转动，然后反向缓慢转动，以减轻或缓解痉挛症状。

Description

智能四肢联动训练系统

技术领域

本实用新型涉及一种康复运动训练器，具体涉及一种可对上下肢进行康复训练智能四肢联动训练系统。

背景技术

并不是所有人都可以自主的支配肢体活动，对于很多患有残疾、中风、偏瘫或者脊椎损伤的患者，主动运动或者辅助被动运动都是很难完成的。目前国内使用或销售的一些针对上下肢的康复训练器材多采用机械运动的方式，当患者力量不够时，无法自动提供助力协助运动。对于市面上已经出现的上下肢训练器，包括上肢训练托架和下肢训练脚托，上下肢运动部件分别由各自的功率电机控制，或者由一个功率电机控制。当患者力量不够时，电机会自动提供助力。但是当患者在运动过程中突然出现痉挛时，电机仍然自动提供助力对患者是非常不利的，往往会加剧疼痛或者病患，因此迫切需要一种能自动识别痉挛状态，并能有效缓解痉挛的智能上下肢训练器。

专利200820035452.3提供一种能够提供患者进行主动运动和被动运动，且能自动识别痉挛状态，并能有效缓解痉挛的智能上下肢训练器，但是该上下肢训练器，上肢与下肢的训练是独立的。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种智能四肢联动训练系统，患者四肢中只要有一肢能够发力，都可以使用该设备自主的进行康复训练。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案如下：

一种智能四肢联动训练系统，包括主支架、置于主支架上的上肢训练托架和下肢训练脚托，所述上肢训练托架包括上肢旋转转轮、所述下肢训练脚托包括下肢旋转转轮，所述上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮之间通过联动机构传动，用于协调上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮同步旋转。

其中，智能四肢联动训练系统包括固定在所述主支架上的二级传动轮，所述二级传动轮分别与所述上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮通过所述联动机构传动。

其中，所述联动机构为传动链条、传动橡皮带以及传动齿轮。但本实用新型并不限于以上所举例的几种传动方式，所有现有技术中可以用于旋转传动的机构都可以用于本装置中。

其中，智能四肢联动训练系统包括安装在所述主支架的驱动电机，所述驱动电机用于驱动所述二级传动轮旋转，通过所述二级传动轮旋转带动所述上肢旋转转轮与所述下肢旋转转轮旋转，所述驱动电机受测量控制系统控制。

其中，所述的驱动电机的测量控制系统包括测量电路、运算控制电路和判断信号输入模块，其中运算控制电路分别与功率电机（上肢训练器电机或下肢训练器电机）以及测量电路连接；判断信号输入模块与运算控制电路连接；安装在功率电机上的编码器以及判断信号输入模块直接传输信号到运算控制电路，功率电机通过测量电路将信号传输到运算控制电路。

其中，运算控制电路由运算电路和控制电路两部分组成。

其中，判断信号输入模块输入的判断阀值可以内嵌在运算控制电路中。

其中，所述运算控制电路由数字电路集成芯片MEGA88替代。

有益效果：本实用新型的智能四肢联动训练系统可以使患者自主实现四肢同步协调康复训练，只要四肢中有至少一肢能自主发力，即可协调其它肢体做协同运动，同时，本实用新型的智能四肢联动训练系统既可在患者力量不够的情况下自动给患者提供助力协助其运动，又可在患者在运动过程中突然发生痉挛的情况下，停止正向转动，然后反向缓慢转动，以减轻或缓解痉挛症状。

附图说明

图1为本实用新型的智能四肢联动训练系统的主视图。

图2为本实用新型的智能四肢联动训练系统的左视图。

图3为本实用新型的智能四肢联动训练系统的内部结构图。

图4为本实用新型实施方式中测量控制系统示意图。

图5为本实用新型测量控制系统一种实施方式的电路图。

具体实施方式

以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。

实施例1：

图1为本实用新型的智能四肢联动训练系统的主视图，图2为其左视图，图3为其内部结构图。由图可见，本实用新型的智能四肢联动训练系统，包括主支架11、置于主支架11上的上肢训练托架1和下肢训练脚托2，所述上肢训练托架1包括上肢旋转转轮4、所述下肢训练脚托2包括下肢旋转转轮10，所述上肢旋转转轮4与所述下肢旋转转轮10之间通过联动机构传动，用于协调上肢旋转转轮4与所述下肢旋转转轮10同步旋转。

作为本实用新型的一种优选方式，本实用新型的智能四肢联动训练系统还包括固定在所述主支架11上的二级传动轮6，所述二级传动轮6分别与所述上肢旋转转轮4与所述下肢旋转转轮10通过所述联动机构传动。所述联动机构为传动链条、传动橡皮带以及传动齿轮，如图中5、7、13的标号所示，但本实用新型并不限于以上所举例的几种传动方式，所有现有技术中可以用于旋转传动的机构都可以用于本装置中。所述二级传动轮6由安装在所述主支架11上的驱动电机3驱动旋转，驱动电机3带动转盘12旋转，再通过联动机构带动二级传动轮6旋转，通过所述二级传动轮6旋转带动所述上肢旋转转轮4与所述下肢旋转转轮10旋转，所述驱动电机3受测量控制系统控制。

上述测量控制系统的原理和结构已在现有的专利申请文件中公开（专利名称为直流电机作为测力装置的测量控制方法及其实现装置，申请号为200710133369.X）。

本实用新型的智能四肢联动训练系统中的测量控制系统包括测量电路33、运算控制电路34和判断信号输入模块35，其中运算控制电路34分别与驱动电机3以及测量电路33连接；判断信号输入模块35与运算控制电路34连接；安装在驱动电机3上的编码器32以及判断信号输入模块35直接传输信号到运算控制电路34，驱动电机3通过测量电路33将信号传输到运算控制电路34。图4即为本实用新型的驱动电机的测量控制系统的示意图。

上述运算控制电路34可由数字电路集成芯片MEGA88替代，如图5所示。

驱动电机3的一极通过电阻R19、R21与地线连接，R19与R21之间A点引出电压正信号并传送到集成芯片MEGA88的引脚PC2；上肢训练器电机3另一极通过测量电路33与集成芯片MEGA88的引脚PC0相连。编码器32安装在上肢训练器电机3上，感应上肢训练器电机3的转速信号，并分别与集成芯片MEGA88的引脚PC2、PC3及PC4相连，其中编码器32的引脚2还通过电阻R4与VCC相连。时钟电路36分别与集成芯片MEGA88的引脚PB6、PB7相连。判断信号输入器35分别与集成芯片MEGA88的引脚PD0、PD1相连。

其中测量电路33将驱动电机3电压、电流信号转化并传送给集成芯片MEGA88。集成芯片MEGA88的引脚PC0依次与电阻R16、R17、R8、R20、R24及地线串联MEGA88的引脚PC0与电阻R16为C点的电流信号；驱动电机3另一极连接在电阻R17与R8之间，并与R1及地线连接；R20与R24之间B点引出电压负信号并传送到集成芯片MEGA88的引脚PC3；电阻R17与R8引出线路通过电容C11与地线相连；电阻R16与R17引出线路通过电容C12与地线相连；二极管D3与电容C12并联，防止非正常电流烧坏该测量控制实现装置。

其中时钟电路36根据集成芯片MEGA88脉冲信号计算工作时间。电容C7串联在集成芯片MEGA88的引脚PB6与地线之间；电容C8串联在集成芯片MEGA88的引脚PB7与地线之间；晶振X1串联在集成芯片MEGA88的引脚PB6与引脚PB7之间。

根据A点、B点电压v、C点电流i、电机转速n以及数字芯片时钟时间t，可以测量出直流电机外部作用力的数值。将该作用力数值与判断信号输入器35输入的数值比较，根据比较结果调整电机的工作状态。

为了实现更好的控制效果，增加人机互动性，本实用新型实施方式中，还可以在主支架12上设置控制台9。测量控制系统测得的信号可以通过显示驱动模块输入到控制台上的显示屏显示。同时控制台上还设有控制按钮，控制按钮连接到测量控制系统，可以按照使用者需的要实现智能四肢联动训练系统的康复训练。本实施方式中所述的显示驱动模块、显示屏以及控制按钮为常用技术可以实现。

使用本实用新型的智能四肢联动训练系统时，患者可坐在轮椅或普通椅子上接近智能四肢联动训练系统，调节主支架12的高度至适合位置（主支架12为可活动支架，可拉伸或缩短），把双脚放在智能四肢联动训练系统的下肢训练脚托2上，双手握住上肢训练托架1进行康复训练。使用者可以不使用驱动电机3，通过四肢中的至少一肢发力，促使其它肢体也随之做康复训练。使用者也可以使用驱动电机3，通过功能键选定的工作模式，可以控制上肢训练托架1和下肢训练脚托2每分钟旋转速度，同时控制系统能实时测量驱动电机3在训练中使用者施加的作用力：当检测到的作用力在设定力值范围内发生了变化，本装置可以根据使用者的用力状况减缓或增加电机做功，以提高康复效果；当使用者臂部或腿部出现痉挛或者僵直等不良状况时，即检测的阻力超出了设定范围时，本装置可以控制调速电机停止转动，然后缓慢反向转动，以达到保护使用者身体安全的目的。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，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的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种智能四肢联动训练系统，包括主支架（11）、置于主支架（11）上的上肢训练托架（1）和下肢训练脚托（2），其特征在于，所述上肢训练托架（1）包括上肢旋转转轮（4）、所述下肢训练脚托（2）包括下肢旋转转轮（10），所述上肢旋转转轮（4）与所述下肢旋转转轮（10）之间通过联动机构传动，用于协调上肢旋转转轮（4）与所述下肢旋转转轮（10）同步旋转。

2.根据权利要求1所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，包括固定在所述主支架（11）上的二级传动轮（6），所述二级传动轮（6）分别与所述上肢旋转转轮（4）与所述下肢旋转转轮（10）通过所述联动机构传动。

3.根据权利要求1或2所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，所述联动机构为传动链条、传动橡皮带以及传动齿轮。

4.根据权利要求1或2所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，包括安装在所述主支架（11）的驱动电机（3），所述驱动电机（3）用于驱动所述二级传动轮（6）旋转，通过所述二级传动轮（6）旋转带动所述上肢旋转转轮（4）与所述下肢旋转转轮（10）旋转，所述驱动电机（3）受测量控制系统控制。

5.根据权利要求4所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，所述的驱动电机（3）的测量控制系统包括测量电路（33）、运算控制电路（34）和判断信号输入模块（35），其中运算控制电路（34）分别与上肢训练器电机（3）以及测量电路（33）连接；判断信号输入模块（35）与运算控制电路（34）连接；安装在上肢训练器电机（3）上的编码器（32）以及判断信号输入模块（35）直接传输信号到运算控制电路（34），上肢训练器电机（3）通过测量电路（33）将信号传输到运算控制电路（34）。

6.根据权利要求5所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，其中运算控制电路（34）由运算电路和控制电路两部分组成。

7.根据权利要求5所述的智能四肢联动训练系统，其特征在于，其中判断信号输入模块（35）输入的判断阀值可以内嵌在运算控制电路（34）中。