CN209286070U - 上肢康复设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及上肢康复设备，其包括肩背带/胸绑带、设置在肩背带/胸绑带上的上端的摆动旋转轴、根部设置在摆动旋转轴顶部的摆动水平臂、设置在摆动水平臂头部的摆动大臂万向节、下端与摆动大臂万向节连接的升降驱动螺杆、设置在升降驱动螺杆上端的升降立杆、设置在升降立杆上端的升降移动万向节、设置在升降移动万向节上且滑动套装在大臂中上部的大臂卡套、设置在大臂卡套上的侧开口、以及设置在侧开口两侧且通过螺栓连接的侧连接板。本实用新型设计合理、结构紧凑且使用方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及上肢康复设备及基于三轴加速度传感器的关节运动设备。
背景技术
随着社会老龄化的加剧，越来越多的老人由于中风等原因造成上肢瘫痪，给日常生活带来非常大的不便。瘫痪患者可以通过大量的康复训练激发大脑可塑性，恢复一定的运动能力，实现生活自理，提高生活质量，最大程度的回归社会。
上肢康复训练包括上肢伸展、弯曲、肘屈伸、手的握取与松开、上肢负重等训练。但是，目前能够满足不同训练灵活度的康复训练仪器大多结构复杂，例如 CN201110450041.7一种基于微型传感器的交互式上肢康复系统， CN201120561961.1一种基于微型传感器的交互式上肢康复设备等不便于携带，成本太高，难于满足众多患者的需求，如何提供一种能够有效帮助患者进行上肢关节活动度进行训练的康复训练器械成为急需解决的技术问题。
另外，从生理学的角度来看，我们人类的运动大部分是以“等张”形式进行的(即外界物体的质量或重量是固定的)。而我们人类运动时的肌肉所力在一个动作过程中也是在不断的变化的，所以我们要测试“等张”力量。
基于牛顿第二定律F＝ma来设计，在人体运动中F是人体肌肉的力量，这种力量会随着主观支配有所不同，如何定量快速准确的测出力的大小是运动科学的一个难题。m是物体的质量，a是在人体肌肉力的作用下产生的加速度。设计者用加速度作为测量力的参考值，从而能准确的测试出力的大小。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题总的来说是提供一种上肢康复设备；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述，作为保护的外延，基于本实用新型的康复系统，智能控制等也是本实用新型的保护范围。
为解决上述问题，本实用新型所采取的技术方案是：
一种上肢康复设备，包括肩背带/胸绑带、设置在肩背带/胸绑带上端的摆动旋转轴、根部设置在摆动旋转轴顶部的摆动水平臂、设置在摆动水平臂头部的摆动大臂万向节、下端与摆动大臂万向节连接的升降驱动螺杆、设置在升降驱动螺杆上端的升降立杆、设置在升降立杆上端的升降移动万向节、设置在升降移动万向节上且滑动套装在大臂中上部的大臂卡套、设置在大臂卡套上的侧开口、以及设置在侧开口两侧且通过螺栓连接的侧连接板。
在大臂下部固定套装有大臂固定卡套；在大臂固定卡套一侧设置有小臂第一万向节，小臂第一万向节连接有小臂连杆的根部，在小臂连杆头部设置有小臂驱动螺杆，在小臂驱动螺杆上设置有小臂驱动杆，在小臂驱动杆端部设置有小臂第二万向节，在小臂第二万向节上设置有套装在小臂上的小臂固定卡套；
大臂卡套、大臂固定卡套、以及小臂固定卡套结构相同。
在大臂卡套与大臂固定卡套之间连接有连接弹簧。
使用本实用新型时，肩背带/胸绑带为支撑，将大臂卡套套装在大臂上，然后手套-摆动旋转轴-摆动水平臂-升降立杆-大臂卡套滑动带动大臂水平摆动，升降驱动螺杆-大臂卡套滑动带动大臂上下摆动，也可以通过手套与升降驱动螺杆同时动作，实现大臂旋转摆动。
摆动大臂万向节、升降移动万向节、小臂第二万向节、以及小臂第一万向节实现柔性铰接连接，从而提高适应性。
通过侧连接板实现连接，连接弹簧实现软连接，保证器械的一体性，通过大臂固定卡套实现固定支撑，现在通过小臂驱动螺杆-小臂驱动杆-小臂第二万向节 -小臂固定卡套滑动带动小臂上下摆动。
本实用新型还可实现转动与摆动的三轴控制，可以增加三轴加速传感器，从而替代传统陀螺仪，能够测试上肢在三维空间的运动，运动参数包括位移和速度。在康复领域中患者追求的是肢体的运动(能够移动)，而对增加肌肉力量则是到康复后期的工作。将该传感器固定(通过可穿戴的“长臂”护套等形式)在大臂、小臂、手腕、肘等部位，对患者的运动能力进行测试、评价，并进行康复方案的制定。
作为优选，在手套的拇指，食指，中指及小指(无名指一般和小指一起运动) 安装三轴加速度传感器，对手的功能进行测试与评价；并在尺桡骨的远端固定三轴加速度传感器，对上肢远端的屈伸、旋转功能进行测试与评价。在桡骨的远端固定三轴加速传感器，对上肢的功能进行评价。
本实用新型的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
其中：1、肩背带/胸绑带；2、手套；3、摆动旋转轴；4、摆动水平臂；5、摆动大臂万向节；6、升降驱动螺杆；7、升降立杆；8、升降移动万向节；9、大臂卡套；10、侧连接板；11、连接弹簧；12、大臂固定卡套；13、小臂第一万向节；14、小臂连杆；15、小臂驱动螺杆；16、小臂驱动杆；17、小臂第二万向节； 18、小臂固定卡套；19、大臂摆动传感器；20、加速度传感器。
具体实施方式
如图1所示，本实施例的上肢康复设备，包括肩背带/胸绑带1、设置在肩背带/胸绑带1上端的摆动旋转轴3、根部设置在摆动旋转轴3顶部的摆动水平臂4、设置在摆动水平臂4头部的摆动大臂万向节5、下端与摆动大臂万向节5 连接的升降驱动螺杆6、设置在升降驱动螺杆6上端的升降立杆7、设置在升降立杆7上端的升降移动万向节8、设置在升降移动万向节8上且滑动套装在大臂中上部的大臂卡套9、设置在大臂卡套9上的侧开口、以及设置在侧开口两侧且通过螺栓连接的侧连接板10。
在大臂下部固定套装有大臂固定卡套12；在大臂固定卡套12一侧设置有小臂第一万向节13，小臂第一万向节13连接有小臂连杆14的根部，在小臂连杆 14头部设置有小臂驱动螺杆15，在小臂驱动螺杆15上设置有小臂驱动杆16，在小臂驱动杆16端部设置有小臂第二万向节17，在小臂第二万向节17上设置有套装在小臂上的小臂固定卡套18；
大臂卡套9、大臂固定卡套12、以及小臂固定卡套18结构相同。
在大臂卡套9与大臂固定卡套12之间连接有连接弹簧11。
小臂固定卡套18通过绳带连接有手套2，防止掉落。
使用本实用新型时，肩背带/胸绑带1为支撑穿带在人体身上，将大臂卡套 9套装在大臂上，然后摆动旋转轴3-摆动水平臂4-升降立杆7-大臂卡套9滑动带动大臂水平摆动，升降驱动螺杆6-大臂卡套9滑动带动大臂上下摆动，也可以通过升降驱动螺杆6同时动作，实现大臂旋转摆动。
摆动大臂万向节5、升降移动万向节8、小臂第二万向节17、以及小臂第一万向节13实现柔性铰接连接，从而提高适应性。
通过侧连接板10实现连接，连接弹簧11实现软连接，保证器械的一体性，通过大臂固定卡套12实现固定支撑，现在通过小臂驱动螺杆15-小臂驱动杆16- 小臂第二万向节17-小臂固定卡套18滑动带动小臂上下摆动。
作为本实用新型的保护外延，在大臂卡套9、大臂固定卡套12、和/或小臂固定卡套18中设置有加速度传感器20，大臂摆动传感器19、和/或加速度传感器20电连接有处理器，处理器电连接有控制器，控制器与手套2、升降驱动螺杆6、和/或小臂驱动螺杆15电连接。加速度传感器20优选为佛山市德力克测控有限公司，摆动传感器优选为角度传感器或霍尔传感器，作为公知常识，传感器-滤波整流-模数转换-处理器/单片机等控制单元-控制器-电机控制线圈。作为进一步保护外延，可以改造为无限测力装置，传感器将信号传递给处理器，然后处理器电连接无线发射器，并在肩背带/胸绑带1一侧设置有显示台，在显示台上设置有与无线发射器无限连接的无限接收器，无限接收器连接有作为主控的处理器，处理器将接受的信号发送到显示台的屏幕上，可以实现直观观察，从而为虚拟现实技术提供数据支持。
大臂摆动传感器19、加速度传感器20可以实现用于康复的上肢功能评价与锻炼，通过传感器可以测出上肢的活动情况，进行评价，而后再做出科学得锻炼计划。用三轴加速度传感器可以实时地测出康复病人的上肢活动情况，展现给病人和医生，给进一步治疗和锻炼方案提供科学的数据参考。
本实用新型实现转动与摆动的三轴控制，可以增加三轴加速传感器，例如， Bosch数字式三轴加速度传感器BMA250，从而替代传统陀螺仪，或替代上述摆动传感器，能够测试上肢在三维空间的运动，运动参数包括位移和速度。在康复领域中患者追求的是肢体的运动(能够移动)，而对增加肌肉力量则是到康复后期的工作。将该传感器固定(通过可穿戴的“长臂”护套等形式)在大臂、小臂、手腕、肘等部位，对患者的运动能力进行测试、评价，并进行康复方案的制定。
作为优选，在手套2的拇指，食指，中指及小指(无名指一般和小指一起运动)安装三轴加速度传感器，对手的功能进行测试与评价；并在尺桡骨的远端固定三轴加速度传感器，对上肢远端的屈伸、旋转功能进行测试与评价。在桡骨的远端固定三轴加速传感器，对上肢的功能进行评价。三轴加速度传感器具有体积小和重量轻特点，可以测量空间加速度，能够全面准确反映物体的运动性质，在航空航天、机器人、汽车和医学等领域得到广泛的应用。
如图1所示，本实施例的基于三轴加速度传感器的关节运动设备，包括在大臂下部固定套装的大臂固定卡套12；在大臂固定卡套12一侧设置有小臂第一万向节13，小臂第一万向节13连接有小臂连杆14的根部，在小臂连杆14头部设置有小臂驱动螺杆15，在小臂驱动螺杆15上设置有小臂驱动杆16，在小臂驱动杆16端部设置有小臂第二万向节17，在小臂第二万向节17上设置有套装在小臂上的小臂固定卡套18；
小臂固定卡套18通过绳带连接有手套2；
在手套2的拇指关节、食指关节、中指关节和/或小指关节处安装有三轴加速度传感器，
在小臂第一万向节13小和/或第二万向节17处安装有三轴加速度传感器。
本实用新型设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本实用新型充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本实用新型的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围。
Claims (4)
1.一种上肢康复设备，其特征在于：包括肩背带/胸绑带(1)、设置在肩背带/胸绑带(1)上端的摆动旋转轴(3)、根部设置在摆动旋转轴(3)顶部的摆动水平臂(4)、设置在摆动水平臂(4)头部的摆动大臂万向节(5)、下端与摆动大臂万向节(5)连接的升降驱动螺杆(6)、设置在升降驱动螺杆(6)上端的升降立杆(7)、设置在升降立杆(7)上端的升降移动万向节(8)、设置在升降移动万向节(8)上且滑动套装在大臂中上部的大臂卡套(9)、设置在大臂卡套(9)上的侧开口、以及设置在侧开口两侧且通过螺栓连接的侧连接板(10)。
2.根据权利要求1所述的上肢康复设备，其特征在于:在大臂下部固定套装有大臂固定卡套(12)；在大臂固定卡套(12)一侧设置有小臂第一万向节(13)，小臂第一万向节(13)连接有小臂连杆(14)的根部，在小臂连杆(14)头部设置有小臂驱动螺杆(15)，在小臂驱动螺杆(15)上设置有小臂驱动杆(16)，在小臂驱动杆(16)端部设置有小臂第二万向节(17)，在小臂第二万向节(17)上设置有套装在小臂上的小臂固定卡套(18)；
大臂卡套(9)、以及小臂固定卡套(18)结构相同。
3.根据权利要求2所述的上肢康复设备，其特征在于: 在大臂卡套(9)与大臂固定卡套(12)之间连接有连接弹簧(11)。
4.根据权利要求3所述的上肢康复设备，其特征在于: 小臂固定卡套(18)通过绳带连接有手套(2)。
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