一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
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[0001]本發(fā)明屬于醫(yī)療康復(fù)器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，能夠適用于偏癱和/或其它因素引起的上肢運(yùn)動障礙患者的康復(fù)/輔助訓(xùn)練。
【背景技術(shù)】
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[0002]據(jù)不完全統(tǒng)計，風(fēng)病、腦癱等幸存者中約有70% — 80%的病人均遺留有不同程度的殘疾；對于殘疾患者特別是中風(fēng)患者，針對其偏癱部位的康復(fù)訓(xùn)練是十分重要和關(guān)鍵的醫(yī)療手段，實(shí)踐證明，較早進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練能夠大大減少殘疾的可能性。在偏癱患者的康復(fù)醫(yī)療中，由于人類生活因素的影響，下肢康復(fù)一般都會達(dá)到一定程度的提高，而上肢康復(fù)卻由于人的惰性，潛意識等原因?qū)е聜麣埪示痈卟幌拢够颊呓K生遺憾。實(shí)驗表明，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)。借助智能化機(jī)器設(shè)備進(jìn)行的康復(fù)訓(xùn)練，能夠有效解決傳統(tǒng)康復(fù)訓(xùn)練方法中存在的問題，不僅可以針對不同患者的病情制定訓(xùn)練方案，而且能夠客觀的記錄訓(xùn)練過程中參數(shù)的一些數(shù)據(jù)，便于醫(yī)師通過訓(xùn)練數(shù)據(jù)的分析優(yōu)化調(diào)整治療方案，并總結(jié)探索出中樞神經(jīng)系統(tǒng)康復(fù)治療的規(guī)律，同時智能化機(jī)器設(shè)備能大大減少輔助人員的工作強(qiáng)度，減少患者心里壓力，提高訓(xùn)練興趣。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中固定偏癱康復(fù)訓(xùn)練器具大多數(shù)為功能單一的輔助器械，智能化程度不是很高，而且大多數(shù)是適用于癱瘓患者全身或下肢適用的，例如中國專利2014207753905公開的一種腦中風(fēng)康復(fù)訓(xùn)練器，中國專利201420507546.1公開的一種上下肢主被動關(guān)節(jié)康復(fù)器，中國專利201420474844.5公開的一種水中手搖車式上下肢協(xié)同訓(xùn)練器等器材，體積大、質(zhì)量重，無法單獨(dú)適用于上肢康復(fù)訓(xùn)練。另外包括中國專利201410742188.7公開的一種適合肌力為I級的癱瘓上肢訓(xùn)練滑輪，中國專利201420422215.8公開的一種上肢訓(xùn)練輔助裝置，中國專利201310177902.8公開的一種偏癱患者上肢訓(xùn)練輔助器等訓(xùn)練裝置，雖然是專門針對于上肢訓(xùn)練的器材，但是均存在訓(xùn)練模式單一、人機(jī)交互性差等缺陷，因此，發(fā)明人研宄設(shè)計出一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，具有主動訓(xùn)練、被動訓(xùn)練和阻力訓(xùn)練三種運(yùn)動控制模式，并能記錄訓(xùn)練過程中患者的各項生理信息和運(yùn)動信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

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[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，設(shè)計一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，能夠進(jìn)行三種模式下五個自由度的復(fù)合運(yùn)動訓(xùn)練。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明設(shè)計的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器主體結(jié)構(gòu)包括控制器、檢測模塊、動力驅(qū)動裝置和訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)，控制器分別與檢測模塊和動力驅(qū)動模塊電信息連接，檢測模塊和動力驅(qū)動模塊嵌入式安裝在訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)上；控制器為安裝有控制系統(tǒng)的計算機(jī)，能夠完成對訓(xùn)練器的控制和信息檢測處理；檢測模塊包括肌力傳感器、肌電傳感器、空間位置傳感器和壓力傳感器，能夠采集傳輸訓(xùn)練器使用過程中患者的運(yùn)動信息和生理信息以及訓(xùn)練器的作用力，同時形成記錄予以輸出；動力驅(qū)動裝置包括兩組帶有伺服驅(qū)動系統(tǒng)的伺服電機(jī)，分別用以驅(qū)動訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)中外骨骼的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)運(yùn)動；訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、頂部連桿、肩部固定機(jī)構(gòu)、外骨骼、上臂扎帶和下臂扎帶，外骨骼由自上而下通過運(yùn)動副方式連接的肩關(guān)節(jié)、上臂連桿、肘關(guān)節(jié)、下臂連桿和手托構(gòu)成，肩部固定機(jī)構(gòu)的一端通過頂部連桿連接有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，分別用于調(diào)整上肢康復(fù)訓(xùn)練器水平和垂直方向的固定位置；肩部固定機(jī)構(gòu)的另一端以運(yùn)動副方式連接有外骨骼，外骨骼中的上臂連桿和下臂連桿上分別設(shè)置有上臂扎帶和下臂扎帶，用于患者上肢的固定穿戴；肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)上分別設(shè)置有動力驅(qū)動裝置，動力驅(qū)動裝置能夠在控制器的作用下帶動訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)輔助患者上肢進(jìn)行被動式、主動式和/或阻力式康復(fù)訓(xùn)練。
[0006]優(yōu)選的，所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為滑道式結(jié)構(gòu)，能夠在水平方向范圍內(nèi)滑動。
[0007]優(yōu)選的，所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為伸縮式結(jié)構(gòu)，能夠在垂直方向范圍內(nèi)伸長或縮短。
[0008]優(yōu)選的，所述上臂連桿和下臂連桿均為帶有鎖緊裝置的抽拉式結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)不同患者需求進(jìn)行長度調(diào)節(jié)。
[0009]進(jìn)一步的，水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與高度調(diào)節(jié)機(jī)頭相互配合用于調(diào)整固定整體上肢康復(fù)訓(xùn)練器。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，特別適宜上肢功能性障礙患者使用，能夠根據(jù)不同患者的需求進(jìn)行被動式、主動式和/或阻力式訓(xùn)練，達(dá)到針對性康復(fù)治療效果；使用時能夠精準(zhǔn)定位貼合患者的上肢各個關(guān)節(jié)，避免錯位的練習(xí)引起組織損傷和肌肉拉傷；該訓(xùn)練器結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，使用方便，訓(xùn)練效果好，訓(xùn)練精度高，制造成本低，應(yīng)用范圍廣。
【附圖說明】
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[0011]圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)模塊示意圖。
[0012]圖2為本發(fā)明中訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)的主體結(jié)構(gòu)原理示意圖。
【具體實(shí)施方式】
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[0013]下面通過實(shí)施例并結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。
[0014]實(shí)施例1:
[0015]本實(shí)施例涉及的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器的主體結(jié)構(gòu)包括控制器1、檢測模塊2、動力驅(qū)動裝置3和訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)4，控制器I分別與檢測模塊2和動力驅(qū)動模塊3電信息連接，檢測模塊2和動力驅(qū)動模塊3嵌入式安裝在訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)4上；控制器I為安裝有控制系統(tǒng)的計算機(jī)，能夠完成對訓(xùn)練器的控制和信息檢測處理；檢測模塊2包括肌力傳感器、肌電傳感器、空間位置傳感器和壓力傳感器，能夠采集傳輸訓(xùn)練器使用過程中患者的運(yùn)動信息和生理信息以及訓(xùn)練器的作用力，同時形成記錄予以輸出；動力驅(qū)動裝置3包括兩組帶有伺服驅(qū)動系統(tǒng)的伺服電機(jī)，分別用以驅(qū)動外骨骼中的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)的運(yùn)動；訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)4包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、頂部連桿7、肩部固定機(jī)構(gòu)8、外骨骼9、上臂扎帶10和下臂扎帶11，外骨骼9由自上而下通過運(yùn)動副方式連接的肩關(guān)節(jié)12、上臂連桿13、肘關(guān)節(jié)14、下臂連桿15和手托16構(gòu)成，用于支撐患者的上肢；肩部固定機(jī)構(gòu)8的一端通過頂部連桿7連接有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6和水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5，分別用于調(diào)整上肢康復(fù)訓(xùn)練器水平和垂直方向的固定位置；肩部固定機(jī)構(gòu)8的另一端以運(yùn)動副方式連接有外骨骼9，其中上臂連桿13和下臂連桿15上分別設(shè)置有上臂扎帶10和下臂扎帶11，用于患者上肢的固定穿戴；肩關(guān)節(jié)12和肘關(guān)節(jié)14上分別設(shè)置有動力驅(qū)動裝置3，動力驅(qū)動裝置3能夠在控制器I的作用下帶動訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)4輔助患者上肢進(jìn)行被動式、主動式和/或阻力式康復(fù)訓(xùn)練。
[0016]本實(shí)施例中涉及的水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5為滑道式結(jié)構(gòu)，能夠在水平方向范圍內(nèi)滑動；高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6為伸縮式結(jié)構(gòu)，能夠在垂直方向范圍內(nèi)伸長或縮短，兩者相互配合用于調(diào)整固定整體上肢康復(fù)訓(xùn)練器；上臂連桿13和下臂連桿15均為帶有鎖緊裝置的抽拉式結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)不同患者需求進(jìn)行長度調(diào)節(jié)。
[0017]本實(shí)施例中所述被動式訓(xùn)練主要適用于0-2級患者，訓(xùn)練內(nèi)容根據(jù)患者具體需要進(jìn)行規(guī)劃，包括單關(guān)節(jié)訓(xùn)練(肩關(guān)節(jié)的內(nèi)、外旋轉(zhuǎn)和上舉，肘關(guān)節(jié)伸、屈，腕關(guān)節(jié)內(nèi)翻、外翻)和多關(guān)節(jié)復(fù)合訓(xùn)練(整體上肢上舉、放下、擺動等)；所述主動式訓(xùn)練主要適用于3-4級患者，訓(xùn)練內(nèi)容主要為協(xié)助患者完成有關(guān)動作，提高患者的肌力；所述阻力式訓(xùn)練主要適用于4-5級患者，訓(xùn)練過程中控制器I根據(jù)檢測模塊2采集到的訓(xùn)練器作用力信息以滯后的形式啟動訓(xùn)練器，保持患者和訓(xùn)練器之間穩(wěn)定的作用力(阻力)，以進(jìn)一步提高患者的肌力。
[0018]實(shí)施例2:
[0019]本實(shí)施例中涉及的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器適用方法為:
[0020](I)先將訓(xùn)練器固定在椅子上，待患者坐定后根據(jù)患者具體情況調(diào)節(jié)水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)5、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)6、上臂連桿13和下臂連桿16，使得訓(xùn)練器的外骨骼與患者的上肢對應(yīng)對準(zhǔn)，再通過上臂扎帶10和下臂扎帶11將患者的上肢固定在訓(xùn)練器上，同時患者的受放入手托16中即完成穿戴；
[0021](2)通過控制器I進(jìn)行訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置和模式選擇，然后啟動訓(xùn)練器即可進(jìn)行相應(yīng)的康復(fù)訓(xùn)練。
【主權(quán)項】
1.一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于主體結(jié)構(gòu)包括控制器、檢測模塊、動力驅(qū)動裝置和訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)，控制器分別與檢測模塊和動力驅(qū)動模塊電信息連接，檢測模塊和動力驅(qū)動模塊嵌入式安裝在訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)上；控制器為安裝有控制系統(tǒng)的計算機(jī)，能夠完成對訓(xùn)練器的控制和信息檢測處理；檢測模塊包括肌力傳感器、肌電傳感器、空間位置傳感器和壓力傳感器，能夠采集傳輸訓(xùn)練器使用過程中患者的運(yùn)動信息和生理信息以及訓(xùn)練器的作用力，同時形成記錄予以輸出；動力驅(qū)動裝置包括兩組帶有伺服驅(qū)動系統(tǒng)的伺服電機(jī)，分別用以驅(qū)動訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)中外骨骼的肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)運(yùn)動；訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)包括水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、頂部連桿、肩部固定機(jī)構(gòu)、外骨骼、上臂扎帶和下臂扎帶，外骨骼由自上而下通過運(yùn)動副方式連接的肩關(guān)節(jié)、上臂連桿、肘關(guān)節(jié)、下臂連桿和手托構(gòu)成，肩部固定機(jī)構(gòu)的一端通過頂部連桿連接有高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)和水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，分別用于調(diào)整上肢康復(fù)訓(xùn)練器水平和垂直方向的固定位置；肩部固定機(jī)構(gòu)的另一端以運(yùn)動副方式連接有外骨骼，外骨骼中的上臂連桿和下臂連桿上分別設(shè)置有上臂扎帶和下臂扎帶，用于患者上肢的固定穿戴；肩關(guān)節(jié)和肘關(guān)節(jié)上分別設(shè)置有動力驅(qū)動裝置，動力驅(qū)動裝置能夠在控制器的作用下帶動訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)輔助患者上肢進(jìn)行被動式、主動式和/或阻力式康復(fù)訓(xùn)練。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為滑道式結(jié)構(gòu)，能夠在水平方向范圍內(nèi)滑動。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于所述高度調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)為伸縮式結(jié)構(gòu)，能夠在垂直方向范圍內(nèi)伸長或縮短。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于所述上臂連桿和下臂連桿均為帶有鎖緊裝置的抽拉式結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)不同患者需求進(jìn)行長度調(diào)節(jié)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，其特征在于所述水平調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)與高度調(diào)節(jié)機(jī)頭相互配合用于調(diào)整固定整體上肢康復(fù)訓(xùn)練器。
【專利摘要】本發(fā)明屬于醫(yī)療康復(fù)器械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，主體結(jié)構(gòu)包括控制器、檢測模塊、動力驅(qū)動裝置和訓(xùn)練器機(jī)構(gòu)，各部件配合構(gòu)成的智能型上肢康復(fù)訓(xùn)練器，能夠適用于偏癱和/或其它因素引起的上肢運(yùn)動障礙患者的康復(fù)/輔助訓(xùn)練，特別適宜上肢功能性障礙患者使用，能夠根據(jù)不同患者的需求進(jìn)行被動式、主動式和/或阻力式訓(xùn)練，達(dá)到針對性康復(fù)治療效果，使用時能夠精準(zhǔn)定位貼合患者的上肢各個關(guān)節(jié)，避免錯位的練習(xí)引起組織損傷和肌肉拉傷；其結(jié)構(gòu)簡單，體積小，質(zhì)量輕，使用方便，訓(xùn)練效果好，訓(xùn)練精度高，制造成本低，應(yīng)用范圍廣。
【IPC分類】A61H1/02, A63B23/12
【公開號】CN104983549
【申請?zhí)枴緾N201510452637
【發(fā)明人】張士勇, 楊書春
【申請人】張士勇
【公開日】2015年10月21日
【申請日】2015年7月29日