便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)機(jī)械連桿系統(tǒng)的伺服電機(jī)，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)主要由上臂塑托、下臂塑托及各關(guān)節(jié)控制桿構(gòu)成，所述托架馬甲主要由腰托、穿戴馬甲及支架構(gòu)成，使用時(shí)托架馬甲穿戴在人身上。由于設(shè)置有托架馬甲，使用時(shí)托架馬甲穿戴在人身上，使得患者的康復(fù)訓(xùn)練不受時(shí)間，地點(diǎn)的限制而可以自由的訓(xùn)練。
【專利說(shuō)明】便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種康復(fù)器械，尤其涉及一種便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。【背景技術(shù)】
[0002]在我國(guó)，由于各種原因造成肢體殘疾的患者多大一千多萬(wàn)人占?xì)埣踩丝倲?shù)的14.62%，按致殘部位劃分，上肢殘疾206.8萬(wàn)(18.43%〕。同時(shí)我國(guó)也是中風(fēng)病高發(fā)地區(qū)之一，幸存者中約70% — 80%的病人留有不同程度的殘疾。對(duì)于殘疾患者尤其是中風(fēng)患者，對(duì)其偏癱部位進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練是十分重要和關(guān)鍵的醫(yī)療手段，及早進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練可以大大減少殘疾的可能性。偏癱康復(fù)治療的最終目的是重建中樞神經(jīng)系統(tǒng)患側(cè)肢體的支配與控制，抑制低級(jí)中樞的代償活動(dòng)，調(diào)節(jié)肌張力、鍛煉肌力和協(xié)調(diào)動(dòng)作，使患者恢復(fù)正常的運(yùn)動(dòng)功能。由于我國(guó)大部分綜合醫(yī)院目前的主要精力放在發(fā)病的急性期的治療與控制，而康復(fù)期的治療比較薄弱，同時(shí)，綜合醫(yī)院和康復(fù)機(jī)構(gòu)都缺乏必要的康復(fù)輔助設(shè)備、基本的康復(fù)訓(xùn)練方法是康復(fù)大夫與患者一對(duì)一的訓(xùn)練，或利用簡(jiǎn)單的器械進(jìn)行手工操作，康復(fù)治療效率較低、康復(fù)效果因人而異，治療成本高，再由于我國(guó)康復(fù)專業(yè)人員和康復(fù)醫(yī)院的床位嚴(yán)重不足，很多患者只能在家接受家屬的護(hù)理和自然康復(fù)，加上我國(guó)康復(fù)知識(shí)普及宣傳不夠，一些患者只能接受非科學(xué)的康復(fù)訓(xùn)練，嚴(yán)重制約了患者的疾病恢復(fù)，有些甚至加重了患者的病情、給病人造成了傷害。而且缺乏評(píng)價(jià)訓(xùn)練參數(shù)和康復(fù)效果關(guān)系的客觀數(shù)據(jù)，難以對(duì)訓(xùn)練參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化以獲得最佳治療方案，也因此也就需要有更好的訓(xùn)練方式出現(xiàn)。
[0003]實(shí)驗(yàn)表明，正規(guī)的功能訓(xùn)練能促進(jìn)中樞神經(jīng)的重組和代償，恢復(fù)患者的肢體運(yùn)動(dòng)功能；這為機(jī)器人輔助康復(fù)技術(shù)提供了重要的醫(yī)學(xué)依據(jù)。結(jié)合機(jī)器人技術(shù)的康復(fù)訓(xùn)練，可以有效解決傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方法中存在的問(wèn)題。首先，機(jī)器人能夠根據(jù)不同患者的病情，合理的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)患者訓(xùn)練方案性；而且，機(jī)器人康復(fù)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)使得偏癱患者可以自主地在家里完成康復(fù)訓(xùn)練；其次，機(jī)器人可以客觀記錄訓(xùn)練過(guò)程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及曲線；再次，可以使康復(fù)醫(yī)師專注于制定治療方案、分析訓(xùn)練數(shù)據(jù)、優(yōu)化訓(xùn)練內(nèi)容；更進(jìn)一步，康復(fù)醫(yī)師可以從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)它們與治療結(jié)果之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而可能深入了解中樞神經(jīng)康復(fù)的規(guī)律，并進(jìn)一步了解大腦與上肢運(yùn)動(dòng)功能之間的關(guān)系；而且，可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)豐富訓(xùn)練內(nèi)容，提高患者的訓(xùn)練興趣，使患者積極參與治療，并及時(shí)得到治療效果的反饋信息。
[0004]現(xiàn)有偏癱康復(fù)訓(xùn)練器具多數(shù)的為功能單一輔助器械，具有智能化的康復(fù)器械很少，目前我國(guó)市場(chǎng)上作為機(jī)電產(chǎn)品的有國(guó)外進(jìn)口的被動(dòng)康復(fù)鍛煉CPM機(jī)，但這種產(chǎn)品只能進(jìn)行被動(dòng)訓(xùn)練，不能解決“三癱”患者康復(fù)訓(xùn)練的主要問(wèn)題，只能用于患者在防止關(guān)節(jié)粘連與肌肉萎縮等患病初期的康復(fù)訓(xùn)練。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)可以參考2009年10月21日公開(kāi)的中國(guó)第CN200830283981.0號(hào)專利，其公開(kāi)了一種下肢關(guān)節(jié)康復(fù)器(CPM)，只能放置在固定位置用于病人的下肢康復(fù)。
[0006]鑒于上述缺陷，實(shí)有必要設(shè)計(jì)一種便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。
實(shí)用新型內(nèi)容[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于:提供一種便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人。
[0008]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是:
[0009]便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)機(jī)械連桿系統(tǒng)的伺服電機(jī)，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)主要由上臂塑托、下臂塑托及各關(guān)節(jié)控制桿構(gòu)成，所述托架馬甲主要由腰托、穿戴馬甲及支架構(gòu)成，使用時(shí)托架馬甲穿戴在人身上。
[0010]采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的至少包括如下有益效果為:由于設(shè)置有托架馬甲，使用時(shí)托架馬甲穿戴在人身上，使得患者的康復(fù)訓(xùn)練不受時(shí)間，地點(diǎn)的限制而可以自由的訓(xùn)練。
[0011]進(jìn)一步地，所述控制器主要由計(jì)算機(jī)和傳感器檢測(cè)電路構(gòu)成，在控制模型的支持下所述控制器完成對(duì)系統(tǒng)的控制和信息的檢測(cè)與處理。
[0012]進(jìn)一步地，所述電源為體積小、重量輕的24伏可充電電源，所述電源給伺服驅(qū)動(dòng)
系統(tǒng)供給工作能量。
[0013]進(jìn)一步地，所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)訓(xùn)練、主動(dòng)訓(xùn)練及阻力訓(xùn)練三種模式。
[0014]進(jìn)一步地，所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人還具有用于選擇三種訓(xùn)練模式的操作面板。
[0015]進(jìn)一步地，所述腰托外形呈皮帶狀并具有相反設(shè)置的第一自由端和第二自由端，所述第一自由端和第二自由端均具有用于彼此扣合的扣合部。
[0016]進(jìn)一步地，所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人還具有控制箱、連接在控制箱與腰托之間的腰托連桿、及連接在在控制箱上方的外骨骼支架，所述腰托連桿上設(shè)置有高度調(diào)節(jié)旋鈕。
[0017]進(jìn)一步地，所述控制箱的側(cè)壁上設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、充電接口、電源指示及報(bào)警指示，所述控制箱的上部還設(shè)有肩部高度調(diào)節(jié)部件。
[0018]進(jìn)一步地，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)還具有第一肩關(guān)節(jié)控制桿、第二肩關(guān)節(jié)控制桿、及位于第一肩關(guān)節(jié)控制桿和第二肩關(guān)節(jié)控制桿之間的肩關(guān)節(jié)連桿，所述第一肩關(guān)節(jié)控制桿和第二肩關(guān)節(jié)控制桿的配合用于實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的伸或屈，以及肩關(guān)節(jié)的內(nèi)旋或外旋。
[0019]進(jìn)一步地，所述上臂塑托和下臂塑托之間設(shè)有肘關(guān)節(jié)控制桿和下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)還具有手部控制單元和位于手部控制單元與下臂塑托之間的手臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]圖1是符合本實(shí)用新型便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的示意圖。
[0021]其中:1.機(jī)械連桿系統(tǒng)，11.第一肩關(guān)節(jié)控制桿，12.第二肩關(guān)節(jié)控制桿，13.肩關(guān)節(jié)連桿，14.上臂塑托，15.下臂塑托，16.肘關(guān)節(jié)控制桿，17.下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，18.手部控制單元，19.手臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，2.托架馬甲，21.腰托，211.第一自由端，212.第二自由端，213.扣合部，22.穿戴馬甲，23.外骨骼支架，24.控制箱，241.電源開(kāi)關(guān)，242.充電接口，243.電源指示，244.報(bào)警指示，25.腰托連桿，26.高度調(diào)節(jié)旋鈕?！揪唧w實(shí)施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023]如圖1所示為符合本實(shí)用新型的一種便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械連桿系統(tǒng)1、托架馬甲2、控制器及電源。伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(未圖示)主要由四個(gè)伺服電機(jī)構(gòu)成，并驅(qū)動(dòng)機(jī)械連桿系統(tǒng)I進(jìn)而完成對(duì)關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)。
[0024]機(jī)械連桿系統(tǒng)I主要由上臂塑托14、下臂塑托15及各關(guān)節(jié)控制桿構(gòu)成。機(jī)械連桿系統(tǒng)I完成對(duì)人手臂的支托及各關(guān)節(jié)的驅(qū)動(dòng)。機(jī)械連桿系統(tǒng)I還具有第一肩關(guān)節(jié)控制桿
11、第二肩關(guān)節(jié)控制桿12、及位于第一肩關(guān)節(jié)控制桿11和第二肩關(guān)節(jié)控制桿12之間的肩關(guān)節(jié)連桿13。第一肩關(guān)節(jié)控制桿11和第二肩關(guān)節(jié)控制桿12的配合用于實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的伸或屈，以及肩關(guān)節(jié)的內(nèi)旋或外旋。上臂塑托14和下臂塑托15之間設(shè)有肘關(guān)節(jié)控制桿16和下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件17，其中下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件17位于肘關(guān)節(jié)控制桿16的上方。機(jī)械連桿系統(tǒng)I還具有手部控制單元18和位于手部控制單元18與下臂塑托15之間的手臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件19。為適用不同的患者，下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件17和手臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件19的設(shè)置使得各關(guān)節(jié)連桿的長(zhǎng)度是可調(diào)的。另外，為了安全，在每個(gè)關(guān)節(jié)都設(shè)有限位裝置。整個(gè)機(jī)械連桿系統(tǒng)I具有5個(gè)自由度，其中肩關(guān)節(jié)控制桿11、12有2個(gè)自由度，肘關(guān)節(jié)控制桿16有一個(gè)I個(gè)自由度，手部控制單元18有兩個(gè)2個(gè)自由度。在這些自由度的支持下，可以實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的屈/伸，內(nèi)旋/外旋，肘關(guān)節(jié)的屈/伸，腕關(guān)節(jié)內(nèi)翻外翻，及手指的屈/伸。
[0025]托架馬甲2主要由腰托21、穿戴馬甲22及支架構(gòu)成，使用時(shí)托架馬甲2穿戴在人身上。腰托21外形呈皮帶狀并具有相反設(shè)置的第一自由端211和第二自由端212，第一自由端211和第二自由端212均具有用于彼此扣合的扣合部213。便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人I還具有控制箱24、連接在控制箱24與腰托21之間的腰托連桿25、及連接在在控制箱24上方的外骨骼支架23，腰托連桿25上設(shè)置有高度調(diào)節(jié)旋鈕26?？刂葡?4的側(cè)壁上設(shè)有電源開(kāi)關(guān)241、充電接口 242、電源指示243及報(bào)警指示244，控制箱24的上部還設(shè)有肩部高度調(diào)節(jié)部件26。
[0026]控制器(未圖示)主要由計(jì)算機(jī)和傳感器(未圖示)檢測(cè)電路構(gòu)成，在控制模型的支持下控制器完成對(duì)系統(tǒng)的控制和信息的檢測(cè)與處理。
[0027]電源(未圖示)為體積小、重量輕的24伏可充電電源，電源給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供給工作能量。便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)訓(xùn)練、主動(dòng)訓(xùn)練及阻力訓(xùn)練三種模式。被動(dòng)訓(xùn)練:主要適用于0-1級(jí)患者，訓(xùn)練內(nèi)容可以根據(jù)患者進(jìn)行規(guī)劃。主動(dòng)訓(xùn)練:主要適用于2-3級(jí)患者，這一功能主要協(xié)助患者完成有關(guān)動(dòng)作，提高患者的肌力。阻力訓(xùn)練:主要適用于4-5級(jí)患者，進(jìn)一步提高患者的肌力。信息采集處理:完成訓(xùn)練時(shí)患者的有關(guān)信息的采集處理。便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人還具有用于選擇三種訓(xùn)練模式的操作面板。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人由于設(shè)置有托架馬甲1，使得患者的康復(fù)訓(xùn)練不受時(shí)間，地點(diǎn)的限制而可以自由的訓(xùn)練。便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人的不同訓(xùn)練模式的選擇可以使患者完成高強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量的訓(xùn)練，解除患者家人和治療師的疲勞，提高了康復(fù)的機(jī)會(huì)。由于有傳感器的信息的采集處理，可以使醫(yī)生隨時(shí)根據(jù)患者的信息調(diào)整訓(xùn)練規(guī)劃，提高訓(xùn)練效果。
[0029]以上對(duì)本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，但所述內(nèi)容僅為本實(shí)用新型創(chuàng)造的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本實(shí)用新型創(chuàng)造的實(shí)施范圍。凡依本實(shí)用新型創(chuàng)造申請(qǐng)范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本實(shí)用新型的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:包括伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)具有驅(qū)動(dòng)機(jī)械連桿系統(tǒng)的伺服電機(jī)，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)主要由上臂塑托、下臂塑托及各關(guān)節(jié)控制桿構(gòu)成，所述托架馬甲主要由腰托、穿戴馬甲及支架構(gòu)成，使用時(shí)托架馬甲穿戴在人身上。
2.如權(quán)利要求1所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述控制器主要由計(jì)算機(jī)和傳感器檢測(cè)電路構(gòu)成，在控制模型的支持下所述控制器完成對(duì)系統(tǒng)的控制和信息的檢測(cè)與處理。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述電源為體積小、重量輕的24伏可充電電源，所述電源給伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)供給工作能量。
4.如權(quán)利要求3所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)被動(dòng)訓(xùn)練、主動(dòng)訓(xùn)練及阻力訓(xùn)練三種模式。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人還具有用于選擇三種訓(xùn)練模式的操作面板。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述腰托外形呈皮帶狀并具有相反設(shè)置的第一自由端和第二自由端，所述第一自由端和第二自由端均具有用于彼此扣合的扣合部。
7.如權(quán)利要求6所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人還具有控制箱、連接在控制箱與腰托之間的腰托連桿、及連接在在控制箱上方的外骨骼支架，所述腰托連桿上設(shè)置有高度調(diào)節(jié)旋鈕。
8.如權(quán)利要求7所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述控制箱的側(cè)壁上設(shè)有電源開(kāi)關(guān)、充電接口、電源指示及報(bào)警指示，所述控制箱的上部還設(shè)有肩部高度調(diào)節(jié)部件。
9.如權(quán)利要求8所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述機(jī)械連桿系統(tǒng)還具有第一肩關(guān)節(jié)控制桿、第二肩關(guān)節(jié)控制桿、及位于第一肩關(guān)節(jié)控制桿和第二肩關(guān)節(jié)控制桿之間的肩關(guān)節(jié)連桿，所述第一肩關(guān)節(jié)控制桿和第二肩關(guān)節(jié)控制桿的配合用于實(shí)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)的伸或屈，以及肩關(guān)節(jié)的內(nèi)旋或外旋。
10.如權(quán)利要求1所述的便攜式上肢偏癱康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人，其特征在于:所述上臂塑托和下臂塑托之間設(shè)有肘關(guān)節(jié)控制桿和下臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件，所述機(jī)械連桿系統(tǒng)還具有手部控制單元和位于手部控制單元與下臂塑托之間的手臂長(zhǎng)度調(diào)節(jié)部件。
【文檔編號(hào)】A63B23/12GK203576847SQ201320624077
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】馮曉明, 劉智民, 劉浩, 馮超, 李時(shí)聰, 柳妮 申請(qǐng)人:馮曉明, 劉智民