一種可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，屬于康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]在現(xiàn)在高節(jié)奏、高效率、高壓力的社會(huì)，人們經(jīng)常以同一姿勢(shì)伏案工作，久坐不動(dòng)。由于缺乏運(yùn)動(dòng)，頸椎病發(fā)病率逐年增加。頸椎病是由于頸椎間盤和頸椎退行性變導(dǎo)致頸脊神經(jīng)、頸髓、椎動(dòng)脈和交感神經(jīng)受到刺激或壓迫而出現(xiàn)的一系列臨床癥狀和體征。康復(fù)治療方法分為非手術(shù)治療和手術(shù)治療。一般治療頸椎病都采用非手術(shù)治療，只有在非手術(shù)治療無(wú)效果時(shí)才采用手術(shù)治療。非手術(shù)治療指藥物治療、理療、推拿治療、牽引治療等。牽引治療常作為神經(jīng)根型、頸型和交感型頸椎病的首選療法，加上藥物治療的輔助，適應(yīng)面廣，療效顯著。但單純牽引需要患者臥床，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。頸部矯形器，采用頸托將頭部提高使其重力通過(guò)頸托傳導(dǎo)到肩部，以便減少頸部受到的壓力，減少二次損傷及加快恢復(fù)。但目前市場(chǎng)上的頸部矯形器具有一定的局限性，如無(wú)法調(diào)節(jié)高度、頭部不能轉(zhuǎn)動(dòng)、不具備輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的功能、穿戴不舒適等。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明旨在提供一種可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，它可以解決目前市場(chǎng)上的矯形器無(wú)法調(diào)節(jié)高度、頭部不能轉(zhuǎn)動(dòng)、不具備輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)的功能、和穿戴不舒適的問(wèn)題。
[0004]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的技術(shù)方案是:基于并聯(lián)機(jī)構(gòu)的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人的機(jī)械結(jié)構(gòu)包括頭套、串聯(lián)臂、肩套?？梢詫?shí)現(xiàn)的效果有:根據(jù)患者頸椎高度調(diào)整串聯(lián)臂的高度、舒適穿戴(頭套戴在頭上、肩套穿在肩上胸前)、頭部能實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)下輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0005]具體來(lái)說(shuō)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。
[0006]頭套由額套、頒套和后套通過(guò)帶連接而組成，套和帶的材質(zhì)柔軟且富有彈性，可舒適地戴在頭上。串聯(lián)臂上端與頭套用螺釘連接一起，下端與肩套用螺釘固連。肩套通過(guò)帶穿在肩上胸前。三條串聯(lián)臂分別在左肩、右肩和胸前。
[0007]每條串聯(lián)臂具有5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，由上連接板、下連接板、連接桿、連接筒、安裝板、連桿和電機(jī)組成。下連接板與連桿I之間的轉(zhuǎn)動(dòng)副連接電機(jī)。
[0008]根據(jù)每個(gè)患者頸椎的尚度，設(shè)定串聯(lián)臂抬起頭部的尚度。然后可關(guān)閉電機(jī)的控制，頭部可實(shí)現(xiàn)3個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)患者無(wú)法自主轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，通過(guò)控制3個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，在3條串聯(lián)臂協(xié)同作用下，輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)。電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)操作界面進(jìn)行控制，可以完成對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)的主動(dòng)加載控制(直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)使患者轉(zhuǎn)動(dòng))、被動(dòng)加載信息采集(醫(yī)師對(duì)患者頭部進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)記錄每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程)、對(duì)采集的信息進(jìn)行主動(dòng)復(fù)現(xiàn)控制(復(fù)現(xiàn)所記錄的每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程以模擬醫(yī)師的治療過(guò)程)。
【附圖說(shuō)明】
[0009]圖1:本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0010]圖2:本發(fā)明頭套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖3:本發(fā)明肩套的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖4:本發(fā)明串聯(lián)臂的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖5:本發(fā)明的使用示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]如附圖所示，本發(fā)明包括基于由額套、頒套、后套和帶組成的頭套，額套、頒套與后套通過(guò)帶連接，戴在頭上；基于上連接板、下連接板、連接桿、連接筒、安裝板、連桿和電機(jī)組成的串聯(lián)臂，上連接板通過(guò)螺釘固定在頭套，下連接板通過(guò)螺釘固定在肩套上，上連接板與連桿1、連桿I與連桿2、連桿2與連接筒1、連接筒2與連接桿以轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，電機(jī)固定在下連接板上，電機(jī)軸通過(guò)安裝板與連桿4連接，連接筒I與連桿3、連桿3與連接筒2、連接桿與連桿4都通過(guò)一對(duì)螺栓螺母連接。肩套通過(guò)帶穿在肩上胸前。
[0015]本發(fā)明的工作原理如下:
[0016]使用本發(fā)明時(shí)將頭套戴上，肩套穿上，醫(yī)生根據(jù)患者的頸椎情況，調(diào)整串聯(lián)臂伸長(zhǎng)高度，即將頭部抬高的高度，實(shí)現(xiàn)頸部矯形。當(dāng)患者能自主轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，電機(jī)則可以不工作，頭套跟隨頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)串聯(lián)臂伸縮或轉(zhuǎn)動(dòng)，上連接板與連桿1、連桿I與連桿2、連桿2與連接筒1、連接筒2與連接桿均相互轉(zhuǎn)動(dòng)，肩套不動(dòng)。
[0017]當(dāng)患者無(wú)法自己轉(zhuǎn)動(dòng)頭部時(shí)，醫(yī)生根據(jù)康復(fù)療程轉(zhuǎn)動(dòng)患者頭部，3個(gè)電機(jī)將保持隨動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算機(jī)采集并存儲(chǔ)每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程。將整個(gè)過(guò)程采集完畢之后，將采集到的信息存檔到文件中，從而可以根據(jù)采集到的信息對(duì)三個(gè)電機(jī)進(jìn)行主動(dòng)控制，復(fù)現(xiàn)頭套的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，從而輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)醫(yī)師康復(fù)醫(yī)療過(guò)程的模擬。再次使用時(shí)，可以直接根據(jù)已存檔的文件直接進(jìn)行康復(fù)醫(yī)療。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:該機(jī)器人包括頭套、肩套和三條串聯(lián)臂，其中 頭套戴在頭上，頭套包括額套、頒套和后套，額套、頒套和后套通過(guò)帶相互連接； 每條串聯(lián)臂包括上連接板、下連接板、連接桿、連接筒、安裝板、連桿1、連桿2、連桿3、連桿4和電機(jī)，上連接板通過(guò)螺釘固定在頭套上，上連接板與連桿1、連桿I與連桿2、連桿2與連接筒1、連接筒2與連接桿之間都通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)副連接，連接筒I與連桿3、連桿3與連接筒2、連接桿與連桿4之間都通過(guò)一對(duì)螺栓螺母連接；電機(jī)固定在下連接板上，電機(jī)軸通過(guò)安裝板與連桿4連接；下連接板通過(guò)螺釘固定在肩套上； 肩套通過(guò)帶穿在肩上胸前，三條串聯(lián)臂分別在左肩、右肩和胸前。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)跟隨頭部的3個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。并且承擔(dān)頭部的部分或全部重量，減少頸椎的負(fù)重，同時(shí)不限制頭部運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1-2任一項(xiàng)所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:可根據(jù)患者頸椎高度調(diào)整串聯(lián)臂的高度4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一項(xiàng)所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:該機(jī)器人可在電機(jī)驅(qū)動(dòng)下輔助頭部轉(zhuǎn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其中電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)人機(jī)操作界面進(jìn)行控制，可以直接控制電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)使患者頭部轉(zhuǎn)動(dòng)。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:醫(yī)生根據(jù)康復(fù)療程轉(zhuǎn)動(dòng)患者頭部，三個(gè)電機(jī)將保持隨動(dòng)狀態(tài)。通過(guò)計(jì)算機(jī)采集并存儲(chǔ)每個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，將整個(gè)過(guò)程采集完畢之后，將采集到的信息存檔到文件中，從而計(jì)算機(jī)可以根據(jù)采集到的信息對(duì)三個(gè)電機(jī)進(jìn)行主動(dòng)控制，復(fù)現(xiàn)頭套的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可穿戴式三自由度頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，其特征在于:再次使用該機(jī)器人時(shí)，所述計(jì)算機(jī)根據(jù)已存檔的文件控制三個(gè)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行康復(fù)醫(yī)療。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種可穿戴式頸椎康復(fù)治療機(jī)器人，包括頭套、肩套和三條基于串聯(lián)機(jī)構(gòu)的串聯(lián)臂。頭套舒適戴在頭上，肩套舒適穿在肩上胸前。三條串聯(lián)臂分布在左肩、右肩和胸前。每條串聯(lián)臂具有5個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)副，實(shí)現(xiàn)跟隨頭部的3個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。承擔(dān)大腦部分或全部重量，減少頸椎的負(fù)重，同時(shí)不局限大腦的運(yùn)動(dòng)?？梢罁?jù)醫(yī)生指令，實(shí)現(xiàn)頸椎的康復(fù)治療。
【IPC分類】A61H1/02
【公開(kāi)號(hào)】CN104983545
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510404982
【發(fā)明人】楊熾夫
【申請(qǐng)人】哈爾濱天愈康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人有限公司
【公開(kāi)日】2015年10月21日
【申請(qǐng)日】2015年7月10日