PL212300B1 - Robot do rehabilitacji ruchowej osób o uposledzonych ruchowo konczynach - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest robot do rehabilitacji osób o upośledzonych ruchowo kończynach, zwłaszcza o upośledzonych ruchowo kończynach górnych.

Urządzenia stosowane do rehabilitacji pacjentów po udarach mózgu lub schorzeniach ortopedycznych nazywane również sprzętem rehabilitacyjnym, umożliwiają wykonywanie ćwiczeń, podczas których kończyna wykonuje ruch po trajektorii zadanej przez rehabilitanta, a wynikający z zastosowania urządzenia o określonej, najczęściej stałej kinematyce. Przeważnie jest to ruch płaski, rzadziej ruch przestrzenny bez możliwości modyfikacji i zmian. Znane są laboratoryjne próby realizacji ruchu przestrzennego podczas ćwiczeń rehabilitacyjnych za pomocą robotów przemysłowych. Jednak z powodu swojej specyfiki roboty przemysłowe (w tym koszty, konieczność fundamentowania) nie znajdują w praktyce zastosowania jako urządzenia rehabilitacyjne. Istnieje potrzeba stosowania do celów wspomagania rehabilitacji manipulatorów umożliwiających realizację ruchu przestrzennego dostosowanych do potrzeb związanych z rehabilitacją pacjentów.

Robot do rehabilitacji ruchowej osób o upośledzonych ruchowo kończynach, zwłaszcza kończynach górnych, wyposażony w układ sterowania umieszczony w szafie sterowniczej osadzonej na podstawie, jest wyposażony w manipulator, składający się ramienia połączonego jednym końcem z wałem układu napędowego, zaś drugim końcem połączonego z drugim ramieniem sprzężonym z wałem drugiego układu napędowego, przy czym wały napędowe układów napędowych są współosiowe, a układy napędowe są zamocowane do karetki osadzonej przesuwnie na prowadnicach połączonych z pionową kolumną przy czym karetka jest sprzężona z balastem umieszczonym na prowadnicach położonych przeciwległe, w stosunku do pionowej kolumny, na których jest umieszczona karetka, za pomocą łańcuchów, napędzanych za pomocą kół zębatych zespołu napędowego osadzonego w górnej części pionowej kolumny, przy czym łańcuchy opasują koła zębate ułożyskowane w dolnej części pionowej kolumny. Ramiona manipulatora są połączone ze sobą za pomocą sprzęgła zaciskowego. Karetka i balast są zaopatrzone w rolki jezdne. Podstawa jest zaopatrzona w kółka jezdne oraz w stopki.

Robot jest wyposażony w czujnik sił i momentów sił, osadzony na końcu ramienia, na którym jest również osadzona rękojeść, wyposażona w uchwyt dłoni osoby rehabilitowanej.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia robota do rehabilitacji ruchowej kończyn górnych, w widoku perspektywicznym, a fig. 2 - układ kinematyczny robota do rehabilitacji ruchowej kończyn górnych, schematycznie.

Robot jest wyposażony w podstawę 17, zaopatrzoną w stopki 22 oraz w kółka jezdne 23. Kółka jezdne 23 pozwalają na przesuwanie robota w dowolne położenie dogodne dla osoby rehabilitowanej 11, natomiast stopki 22 pozwalają na ustalenie położenia robota. Na podstawie 17 jest umieszczona szafa sterownicza 1. Również na podstawie 1 jest osadzona pionowa kolumna 7. Kolumna 2 jest zaopatrzona w pionowe, równoległe do siebie, prowadnice 2 karetki 8 i balastu 3. Zarówno karetka 8 jak i balast 3 są zaopatrzone w rolki jezdne 19 umożliwiające przesuwanie się karetki 8 i balastu 3 wzdłuż prowadnic 2. Karetka 8 oraz balast 3 są ze sobą połączone łańcuchami 6 napędzanymi za pomocą osadzonego w górnej części pionowej kolumny 7, zespołu napędowego 4 zaopatrzonego w koła zębate 5. Koła zębate 5 służą do napędu łańcuchów 6, a tym samym do przesuwania wzdłuż prowadnic 2 karetki 8 i balastu 3. W dolnej części kolumny 7 jest umieszczony zespół kół łańcuchowych 18 przeznaczony do napinania łańcuchów 6. Balast 3 równoważy ciężar karetki 8 oraz elementów z nią związanych. Do karetki 8 jest zamocowany manipulator składający się z ramienia 15 i ramienia 14 połączonych ze sobą za pomocą sprzęgła zaciskowego 21. Drugi koniec ramienia 15 manipulatora jest połączony z wałem układu napędowego 16 zamocowanego do karetki 8. Manipulator jest ponadto wyposażony w układ prostowodu 13 przeznaczony do sprzęgania drugiego ramienia 14 manipulatora z wałem układu napędowego 9 zamocowanego do karetki 8. Wały układów napędowych 9 i 16 są współosiowe. Na drugim, przeciwległym końcu niż sprzęgło zaciskowe 21, ramieniu 14 manipulatora jest zamocowana rękojeść 10 oraz czujnik 12 mierzący siły i momenty sił występujące między ramieniem 14 manipulatora, a siłami i momentami sił występującymi na rękojeści 10 wywieranymi przez rękę osoby rehabilitowanej 11. Rękojeść 10 jest zaopatrzona w uchwyt dłoni osoby rehabilitowanej 11. Zakresy przemieszczeń kątowych α₁, α₂, a₃ wałów zespołu napędowego 4 i układów napędowych 9, 16 zapewniają przemieszczanie się końca ramienia manipulatora w przestrzeni w zakresach ruchów x-y-z odpowiednich do wykonywania ćwiczeń. Sprzęgło zaciskowe 21 pozwala na zmianę

PL 212 300 B1 położenia ramienia 14 dostosowując manipulator do ćwiczeń zarówno prawej R jak i lewej ręki osoby rehabilitowanej 11.

Układ kinematyczny manipulatora pozwala, w odróżnieniu od znanych i dotychczas stosowanych urządzeń rehabilitacyjnych, na wykonywanie wymuszonych, przez układ sterowania, ruchów w trzech płaszczyznach x, y, z czujnik siły i momentu sił 12 pozwala na dostosowanie ruchu ramion do możliwości osoby ćwiczącej

Claims (7)

1. Robot do rehabilitacji ruchowej osób o upośledzonych ruchowo kończynach, zwłaszcza kończynach górnych, wyposażony w układ sterowania umieszczony w szafie sterowniczej osadzonej na podstawie, znamienny tym, że jest wyposażony w manipulator, składający się ramienia (15) połączonego jednym końcem z wałem układu napędowego (16), zaś drugim końcem połączonego z drugim ramieniem (14) sprzężonym z wałem układu napędowego (9), przy czym wały napędowe układów napędowych (9, 16) są współosiowe, a układy napędowe (9, 16) są zamocowane do karetki (8) osadzonej przesuwnie na prowadnicach (2) połączonych z pionową kolumną (7), przy czym karetka (8) jest sprzężona z balastem (3) umieszczonym na prowadnicach (2) położonych przeciwległe, w stosunku do pionowej kolumny (7), na których jest umieszczona karetka (8), za pomocą łańcuchów (6), napędzanych za pomocą kół zębatych (5) zespołu napędowego (4) osadzonego w górnej części pionowej kolumny (7), przy czym łańcuchy (6) opasują koła zębate (18) ułożyskowane w dolnej części pionowej kolumny (7).

2. Robot według zastrz.1, znamienny tym, że ramiona (14, 15) manipulatora są połączone ze sobą za pomocą sprzęgła zaciskowego (21).

3. Robot według zastrz.1, znamienny tym, że karetka (8) i balast (3) są zaopatrzone w rolki jezdne (19).

4. Robot według zastrz.1, znamienny tym, że podstawa (17) jest zaopatrzona w kółka jezdne (23).

5. Robot według zastrz.1, znamienny tym, że podstawa (17) jest zaopatrzona w stopki (22).

6. Robot według zastrz.1, znamienny tym, że jest wyposażony w czujnik (12) sił i momentów sił, osadzony na końcu ramienia (14), na którym jest również osadzona rękojeść (10).

7. Robot według zastrz.6, znamienny tym, że rękojeść (10) jest wyposażona w uchwyt dłoni osoby rehabilitowanej (11).