CN211723888U - 一种上肢关节康复训练仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上肢关节康复训练仪，包括：用于放置上肢的手柄组件；用于驱动手柄组件沿平面坐标系的X轴和/或Y轴移动的驱动组件，驱动组件的输出端与手柄组件相连，驱动组件为平面型Hbot结构和CoreXY结构中的任意一种。该上肢关节康复训练仪将现有技术中在3D打印机中广泛应用的平面型Hbot结构或CoreXY结构，应用于上肢关节康复训练仪，以通过平面型Hbot结构或CoreXY结构带动手柄组件运动，达到对患者上肢康复治疗的目的，使得手柄组件具有较高的运动稳定性。

Description

一种上肢关节康复训练仪

技术领域

本实用新型涉及康复训练器械技术领域，更具体地说，涉及一种上肢关节康复训练仪。

背景技术

对于因脑卒中、脊髓损伤、脑外伤或交通事故等所造成的残障人来说，患者往往由于手部神经功能损伤而无法照顾自己的日常生活，为了提高他们的生活质量，现有技术通常采用一对一的康复治疗师来帮助患者恢复上肢功能，然而，就目前各医院的康复科室来说，康复治疗师普遍短缺，为此，上肢康复训练器械应运而生。

现有技术中的上肢康复训练器械，一般通过电机驱动手托沿导轨滑动，来实现患者上肢的康复训练，通常情况下，单个电机控制手托单方向的运动，也即，当导轨包括相互垂直的X轴导轨和Y轴导轨时，采用两个电机来分别控制手托沿X轴导轨和Y轴导轨的运动。

一方面，分别控制X轴运动和Y轴运动的电机同时运动的负担较大，运动稳定性差。

综上所述，如何提供一种运动稳定性较高的上肢关节康复训练仪，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种上肢关节康复训练仪，其运动稳定性较高。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种上肢关节康复训练仪，包括：

用于放置上肢的手柄组件；

用于驱动所述手柄组件沿平面坐标系的X轴和/或Y轴移动的驱动组件，所述驱动组件的输出端与所述手柄组件相连，所述驱动组件为平面型Hbot结构和CoreXY结构中的任意一种。

优选地，所述驱动组件为平面型Hbot结构，所述驱动组件包括：

两个用于输出旋转动力的动力组件；

分别与两个所述动力组件的动力输出轴相连的两个主动轮、与所述主动轮一一对应设置的两个第一从动轮，每个所述主动轮和与之对应的所述第一从动轮之间均设有两个第二从动轮；

缠绕于两个所述主动轮、两个所述第一从动轮和四个所述第二从动轮上的一根钢丝绳，所述钢丝绳通过转接固定件与所述手柄组件固定连接；

X轴直线导轨和Y轴直线导轨，所述手柄组件通过第一滑块与所述X轴直线导轨滑动连接，所述X轴直线导轨通过第二滑块与所述Y轴直线导轨滑动连接。

优选地，所述Y轴直线导轨固设于用于承载的基座架，所述X轴直线导轨固设于X轴导轨支撑上，所述X轴导轨支撑通过所述第二滑块与所述Y轴直线导轨滑动连接；

所述第一从动轮固设于所述基座架，所述第二从动轮固设于所述X轴导轨支撑。

优选地，所述第二从动轮包括：

用于与所述X轴导轨支撑螺纹连接的螺栓轴，所述螺栓轴上套设有轴套；

用于缠绕所述钢丝绳的轮子，所述轮子通过轴承与所述轴套连接。

优选地，所述主动轮、所述第一从动轮和所述第二从动轮的周向均设有用于容纳所述钢丝绳的U形槽。

优选地，所述动力组件包括伺服电机和与所述伺服电机的电机轴相连的谐波减速器，所述谐波减速器的输出端与所述动力输出轴连接。

优选地，所述手柄组件包括：

与所述第一滑块固定连接的手柄支撑座；

与所述手柄支撑座相连、用于放置上肢前臂的前臂护垫；

与所述手柄支撑座相连、用于供手抓握的垂体状手柄。

优选地，所述垂体状手柄设有：

用于检测患者手部对所述垂体状手柄产生的力的力传感器；

用于检测所述手柄组件的实时位置信息的位置传感器。

优选地，还包括外壳组件，所述外壳组件包括：

与所述基座架相连的底座，所述底座的左侧和右侧分别设有左护板和右护板；

罩设于所述基座架边缘部的壳体。

优选地，所述底座的前侧设有：

用于选择训练模式的LCD屏幕；

用于开关设备的急停开关。

本实用新型提供的上肢关节康复训练仪，将现有技术中在3D打印机中广泛应用的平面型Hbot结构或CoreXY结构，应用于上肢关节康复训练仪，以通过平面型Hbot结构或CoreXY结构带动手柄组件运动，达到对患者上肢康复治疗的目的。

由于平面型Hbot结构或CoreXY结构的两个电机同时协同作用，力量要比单个电机控制一轴稳定得多，从而可确保手柄组件运动的稳定性；同时，由于平面型Hbot结构或CoreXY结构自身的结构特点，还可以减少XY平台上一个电机的重量。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中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实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其它的附图。

图1为本实用新型具体实施例所提供的上肢关节康复训练仪的结构示意图；

图2为图1的另一视角的结构示意图；

图3为图1的正视图；

图4为图1的俯视图；

图5为图1中X轴直线导轨的安装结构示意图；

图6为图1中第二从动轮的结构示意图。

图1至图6中的附图标记如下：

1为手柄组件、11为手柄支撑座、12为前臂护垫、13为垂体状手柄、131为力传感器、132为位置传感器、2为驱动组件、211为动力输出轴、212为伺服电机、213为谐波减速器、214为电机支座、221为主动轮、222为第一从动轮、223为第二从动轮、224为钢丝绳、225为转接固定件、226为螺栓轴、227为轴套、228为轮子、229为轴承、23为X轴直线导轨、231为第一滑块、232为X轴导轨支撑、24为Y轴直线导轨、3为基座架、4为外壳组件、41为底座、42为左护板、43为右护板、44为壳体、45为LCD屏幕、46为急停开关。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的核心是提供一种上肢关节康复训练仪，其运动稳定性较高。

请参考图1-图6，图1为本实用新型具体实施例所提供的上肢关节康复训练仪的结构示意图；图2为图1的另一视角的结构示意图；图3为图1的正视图；图4为图1的俯视图；图5为图1中X轴直线导轨的安装结构示意图；图6为图1中第二从动轮的结构示意图。

本实用新型提供一种上肢关节康复训练仪，包括手柄组件1和驱动组件2，手柄组件1与驱动组件2的输出端相连，手柄组件1用于放置上肢，驱动组件2用于驱动手柄组件1沿平面坐标系的X轴和/或Y轴移动，驱动组件2为平面型Hbot结构或CoreXY结构。

需要说明的是，平面型Hbot结构和CoreXY结构均为3D打印机的结构，在3D打印机中具有广泛应用。

也就是说，本实用新型的重点在于，将现有技术中在3D打印机中广泛应用的平面型Hbot结构或CoreXY结构，应用于上肢关节康复训练仪，以通过平面型Hbot结构或CoreXY结构带动手柄组件1运动，达到对患者上肢康复治疗的目的。

可以理解的是，平面型Hbot结构和CoreXY结构的原理是相同的，都是通过两个电机同时控制XY轴的移动。也即，当驱动组件2的两个电机同方向运动的时候，手柄组件1沿X轴移动；当驱动组件2的两个电机反方向运动的时候，手柄组件1沿Y轴移动；当驱动组件2的两个电机的转速不同或当驱动组件2的两个电机中的一者运动，另一者不运动时，则手柄组件1同时做X轴移动和Y轴移动的复合运动，也即，形成偏离X轴和Y轴的倾斜运动轨迹。

由于平面型Hbot结构或CoreXY结构的两个电机同时协同作用，力量要比单个电机控制一轴稳定得多，从而可确保手柄组件1运动的稳定性；同时，由于平面型Hbot结构或CoreXY结构自身的结构特点，还可以减少XY平台上一个电机的重量。

考虑到结构的简单性，作为一种优选方案，在上述实施例的基础之上，驱动组件2为平面型Hbot结构，具体地，驱动组件2包括两个动力组件、两个主动轮221、两个第一从动轮222、四个第二从动轮223、钢丝绳224、X轴直线导轨23和Y轴直线导轨24等。

其中，动力组件用于输出旋转动力，两个动力组件的动力输出轴211分别与两个主动轮221对应相连，优选地，主动轮221与动力输出轴211通过键连接。两个第一从动轮222与两个主动轮221一一对应设置，每个主动轮221和与之对应的第一从动轮222之间均设有两个第二从动轮223。一根钢丝绳224缠绕于两个主动轮221、两个第一从动轮222和四个第二从动轮223上，形成“工”字形结构。

钢丝绳224通过转接固定件225与手柄组件1固定连接，以在动力组件输出旋转动力时，使钢丝绳224带动手柄组件1移动。

进一步地，手柄组件1通过第一滑块231与X轴直线导轨23滑动连接，X轴直线导轨23通过第二滑块与Y轴直线导轨24滑动连接。

也就是说，当两个动力组件输出方向相同的旋转动力时，在两个主动轮221、两个第一从动轮222以及四个第二从动轮223的传动下，使钢丝绳224带动手柄组件1沿X轴直线导轨23滑动；当两个动力组件输出方向相反的旋转动力时，在两个主动轮221、两个第一从动轮222以及四个第二从动轮223的传动下，使钢丝绳224带动手柄组件1运动，进而使手柄组件1带动X轴直线导轨23整体沿Y轴直线导轨24滑动。

可以理解的是，上肢关节康复训练仪还包括用于承载的基座架3，动力组件的固定部安装在基座架3上。

基座架3设有用于固定第一从动轮222的安装孔，优选地，该安装孔为长条状安装孔，以调整第一从动轮222的安装位置。

第二从动轮223优选与X轴直线导轨23相连，也即，在钢丝绳224带动手柄组件1沿Y轴移动时，第二从动轮223随X轴直线导轨23一起沿Y轴直线导轨24移动，Y轴直线导轨24固定安装在基座架3上。

优选地，还包括用于固定X轴直线导轨23的X轴导轨支撑232，第二从动轮223优选固定安装在X轴导轨支撑232上。

进一步优选地，Y轴直线导轨24的数量为两个，X轴直线导轨23位于两个Y轴直线导轨24之间，X轴导轨支撑232的两端分别通过第二滑块与Y轴直线导轨24滑动连接；也即，两个Y轴直线导轨24上均设有可滑动的第二滑块，X轴导轨支撑232的两端分别与两个第二滑块固定连接。

考虑到第二从动轮223固定的方便性，在上述实施例的基础之上，第二从动轮223包括螺栓轴226、轴套227、轴承229和轮子228，螺栓轴226用于固定第二从动轮223，例如，X轴导轨支撑232上设有螺纹孔，通过螺栓轴226与螺纹孔的连接，可实现第二从动轮223与X轴导轨支撑232的固定。轴套227套设于螺栓轴226上，轮子228通过轴承229与轴套227套接。

优选地，第一从动轮222的结构与第二从动轮223的结构相同，也即，第一从动轮222通过螺栓轴226固定于基座架3。

考虑到钢丝绳224传动时的平稳性，在上述各个实施例的基础之上，主动轮221、第一从动轮222和第二从动轮223的周向均设有用于容纳钢丝绳224的U形槽。

也就是说，本实施例通过U形槽来限定钢丝绳224在传动过程中上下活动的范围，以尽量使钢丝绳224始终在同一平面内传动，确保手柄组件1移动的稳定性。

考虑到动力组件的具体结构的实现，在上述实施例的基础之上，动力组件包括伺服电机212和谐波减速器213，谐波减速器213的输入端与伺服电机212的电机轴相连，谐波减速器213的输出端与动力输出轴211连接。

可以理解的是，伺服电机212和谐波减速器213的配合使用，可以有效保证上肢关节康复训练仪的精准伺服性。

优选地，伺服电机212通过电机支座214与基座架3固定连接，伺服电机212优选通过螺栓与电机支座214固定。

考虑到手柄组件1具体结构的实现，在上述任意一项实施例的基础之上，手柄组件1包括手柄支撑座11、前臂护垫12和垂体状手柄13，手柄支撑座11与第一滑块231固定连接，前臂护垫12用于放置上肢前臂，垂体状手柄13用于供手抓握，前臂护垫12和垂体状手柄13均与手柄支撑座11相连。

为了提高患者使用时的舒适性，优选地，前臂护垫12用于与患者前臂接触的部位填充有压型海绵。

进一步地，前臂护垫12包覆有用于遮盖压型海绵的涤纶棉布。

在上述实施例的基础之上，垂体状手柄13设有力传感器131和位置传感器132，力传感器131用于检测患者手部对垂体状手柄13产生的力，以此来评估患者手部肌肉力的恢复情况。位置传感器132用于检测手柄组件1的实时位置信息，以判断手柄组件1运动的准确性。

本实用新型对力传感器131和位置传感器132的具体类型及各自的检测原理不做限定，只要能够达到各自的目的即可，本领域技术人员可以在现有技术中常规的力传感器131和位置传感器132中选择。

在上述各个实施例的基础之上，还包括外壳组件4，外壳组件4包括底座41、左护板42、右护板43和壳体44，底座41与基座架3相连，左护板42和右护板43分别位于底座41的左侧和右侧，壳体44罩设于基座架3边缘部，左护板42和右护板43均与壳体44相连。

在上述实施例的基础之上，底座41的前侧设有LCD屏幕45和急停开关46，LCD屏幕45用于选择训练模式；急停开关46用于开关设备。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

以上对本实用新型所提供的上肢关节康复训练仪进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种上肢关节康复训练仪，其特征在于，包括：

用于放置上肢的手柄组件(1)；

用于驱动所述手柄组件(1)沿平面坐标系的X轴和/或Y轴移动的驱动组件(2)，所述驱动组件(2)的输出端与所述手柄组件(1)相连，所述驱动组件(2)为平面型Hbot结构和CoreXY结构中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述驱动组件(2)为平面型Hbot结构，所述驱动组件(2)包括：

两个用于输出旋转动力的动力组件；

分别与两个所述动力组件的动力输出轴(211)相连的两个主动轮(221)、与所述主动轮(221)一一对应设置的两个第一从动轮(222)，每个所述主动轮(221)和与之对应的所述第一从动轮(222)之间均设有两个第二从动轮(223)；

缠绕于两个所述主动轮(221)、两个所述第一从动轮(222)和四个所述第二从动轮(223)上的一根钢丝绳(224)，所述钢丝绳(224)通过转接固定件(225)与所述手柄组件(1)固定连接；

X轴直线导轨(23)和Y轴直线导轨(24)，所述手柄组件(1)通过第一滑块(231)与所述X轴直线导轨(23)滑动连接，所述X轴直线导轨(23)通过第二滑块与所述Y轴直线导轨(24)滑动连接。

3.根据权利要求2所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述Y轴直线导轨(24)固设于用于承载的基座架(3)，所述X轴直线导轨(23)固设于X轴导轨支撑(232)上，所述X轴导轨支撑(232)通过所述第二滑块与所述Y轴直线导轨(24)滑动连接；

所述第一从动轮(222)固设于所述基座架(3)，所述第二从动轮(223)固设于所述X轴导轨支撑(232)。

4.根据权利要求3所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述第二从动轮(223)包括：

用于与所述X轴导轨支撑(232)螺纹连接的螺栓轴(226)，所述螺栓轴(226)上套设有轴套(227)；

用于缠绕所述钢丝绳(224)的轮子(228)，所述轮子(228)通过轴承(229)与所述轴套(227)连接。

5.根据权利要求2所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述主动轮(221)、所述第一从动轮(222)和所述第二从动轮(223)的周向均设有用于容纳所述钢丝绳(224)的U形槽。

6.根据权利要求2所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述动力组件包括伺服电机(212)和与所述伺服电机(212)的电机轴相连的谐波减速器(213)，所述谐波减速器(213)的输出端与所述动力输出轴(211)连接。

7.根据权利要求2-6任一项所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述手柄组件(1)包括：

与所述第一滑块(231)固定连接的手柄支撑座(11)；

与所述手柄支撑座(11)相连、用于放置上肢前臂的前臂护垫(12)；

与所述手柄支撑座(11)相连、用于供手抓握的垂体状手柄(13)。

8.根据权利要求7所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述垂体状手柄(13)设有：

用于检测患者手部对所述垂体状手柄(13)产生的力的力传感器(131)；

用于检测所述手柄组件(1)的实时位置信息的位置传感器(132)。

9.根据权利要求3所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，还包括外壳组件(4)，所述外壳组件(4)包括：

与所述基座架(3)相连的底座(41)，所述底座(41)的左侧和右侧分别设有左护板(42)和右护板(43)；

罩设于所述基座架(3)边缘部的壳体(44)。

10.根据权利要求9所述的上肢关节康复训练仪，其特征在于，所述底座(41)的前侧设有：

用于选择训练模式的LCD屏幕(45)；

用于开关设备的急停开关(46)。

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