便攜式上肢偏癱康復訓練機器人的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，其包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有驅(qū)動機械連桿系統(tǒng)的伺服電機，所述機械連桿系統(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，使用時托架馬甲穿戴在人身上。由于設置有托架馬甲，使用時托架馬甲穿戴在人身上，使得患者的康復訓練不受時間，地點的限制而可以自由的訓練。
【專利說明】便攜式上肢偏癱康復訓練機器人
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種康復器械，尤其涉及一種便攜式上肢偏癱康復訓練機器人?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]在我國，由于各種原因造成肢體殘疾的患者多大一千多萬人占殘疾人總數(shù)的14.62%，按致殘部位劃分，上肢殘疾206.8萬(18.43%〕。同時我國也是中風病高發(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。對于殘疾患者尤其是中風患者，對其偏癱部位進行康復訓練是十分重要和關(guān)鍵的醫(yī)療手段，及早進行康復訓練可以大大減少殘疾的可能性。偏癱康復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，抑制低級中樞的代償活動，調(diào)節(jié)肌張力、鍛煉肌力和協(xié)調(diào)動作，使患者恢復正常的運動功能。由于我國大部分綜合醫(yī)院目前的主要精力放在發(fā)病的急性期的治療與控制，而康復期的治療比較薄弱，同時，綜合醫(yī)院和康復機構(gòu)都缺乏必要的康復輔助設備、基本的康復訓練方法是康復大夫與患者一對一的訓練，或利用簡單的器械進行手工操作，康復治療效率較低、康復效果因人而異，治療成本高，再由于我國康復專業(yè)人員和康復醫(yī)院的床位嚴重不足，很多患者只能在家接受家屬的護理和自然康復，加上我國康復知識普及宣傳不夠，一些患者只能接受非科學的康復訓練，嚴重制約了患者的疾病恢復，有些甚至加重了患者的病情、給病人造成了傷害。而且缺乏評價訓練參數(shù)和康復效果關(guān)系的客觀數(shù)據(jù)，難以對訓練參數(shù)進行優(yōu)化以獲得最佳治療方案，也因此也就需要有更好的訓練方式出現(xiàn)。
[0003]實驗表明，正規(guī)的功能訓練能促進中樞神經(jīng)的重組和代償，恢復患者的肢體運動功能；這為機器人輔助康復技術(shù)提供了重要的醫(yī)學依據(jù)。結(jié)合機器人技術(shù)的康復訓練，可以有效解決傳統(tǒng)康復訓練方法中存在的問題。首先，機器人能夠根據(jù)不同患者的病情，合理的設計設計患者訓練方案性；而且，機器人康復系統(tǒng)的實現(xiàn)使得偏癱患者可以自主地在家里完成康復訓練；其次，機器人可以客觀記錄訓練過程產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及曲線；再次，可以使康復醫(yī)師專注于制定治療方案、分析訓練數(shù)據(jù)、優(yōu)化訓練內(nèi)容；更進一步，康復醫(yī)師可以從這些數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)它們與治療結(jié)果之間的對應關(guān)系，從而可能深入了解中樞神經(jīng)康復的規(guī)律，并進一步了解大腦與上肢運動功能之間的關(guān)系；而且，可以通過虛擬現(xiàn)實等技術(shù)豐富訓練內(nèi)容，提高患者的訓練興趣，使患者積極參與治療，并及時得到治療效果的反饋信息。
[0004]現(xiàn)有偏癱康復訓練器具多數(shù)的為功能單一輔助器械，具有智能化的康復器械很少，目前我國市場上作為機電產(chǎn)品的有國外進口的被動康復鍛煉CPM機，但這種產(chǎn)品只能進行被動訓練，不能解決“三癱”患者康復訓練的主要問題，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訓練。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)可以參考2009年10月21日公開的中國第CN200830283981.0號專利，其公開了一種下肢關(guān)節(jié)康復器(CPM)，只能放置在固定位置用于病人的下肢康復。
[0006]鑒于上述缺陷，實有必要設計一種便攜式上肢偏癱康復訓練機器人。
實用新型內(nèi)容[0007]本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于:提供一種便攜式上肢偏癱康復訓練機器人。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本實用新型的技術(shù)方案是:
[0009]便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有驅(qū)動機械連桿系統(tǒng)的伺服電機，所述機械連桿系統(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，使用時托架馬甲穿戴在人身上。
[0010]采用了上述技術(shù)方案，本實用新型的至少包括如下有益效果為:由于設置有托架馬甲，使用時托架馬甲穿戴在人身上，使得患者的康復訓練不受時間，地點的限制而可以自由的訓練。
[0011]進一步地，所述控制器主要由計算機和傳感器檢測電路構(gòu)成，在控制模型的支持下所述控制器完成對系統(tǒng)的控制和信息的檢測與處理。
[0012]進一步地，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
系統(tǒng)供給工作能量。
[0013]進一步地，所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人能實現(xiàn)被動訓練、主動訓練及阻力訓練三種模式。
[0014]進一步地，所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人還具有用于選擇三種訓練模式的操作面板。
[0015]進一步地，所述腰托外形呈皮帶狀并具有相反設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]進一步地，所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人還具有控制箱、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，所述腰托連桿上設置有高度調(diào)節(jié)旋鈕。
[0017]進一步地，所述控制箱的側(cè)壁上設有電源開關(guān)、充電接口、電源指示及報警指示，所述控制箱的上部還設有肩部高度調(diào)節(jié)部件。
[0018]進一步地，所述機械連桿系統(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]進一步地，所述上臂塑托和下臂塑托之間設有肘關(guān)節(jié)控制桿和下臂長度調(diào)節(jié)部件，所述機械連桿系統(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度調(diào)節(jié)部件。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是符合本實用新型便攜式上肢偏癱康復訓練機器人的示意圖。
[0021]其中:1.機械連桿系統(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.下臂長度調(diào)節(jié)部件，18.手部控制單元，19.手臂長度調(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.電源開關(guān)，242.充電接口，243.電源指示，244.報警指示，25.腰托連桿，26.高度調(diào)節(jié)旋鈕?！揪唧w實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步說明。
[0023]如圖1所示為符合本實用新型的一種便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，其包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機械連桿系統(tǒng)1、托架馬甲2、控制器及電源。伺服驅(qū)動系統(tǒng)(未圖示)主要由四個伺服電機構(gòu)成，并驅(qū)動機械連桿系統(tǒng)I進而完成對關(guān)節(jié)的驅(qū)動。
[0024]機械連桿系統(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。機械連桿系統(tǒng)I完成對人手臂的支托及各關(guān)節(jié)的驅(qū)動。機械連桿系統(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之間設有肘關(guān)節(jié)控制桿16和下臂長度調(diào)節(jié)部件17，其中下臂長度調(diào)節(jié)部件17位于肘關(guān)節(jié)控制桿16的上方。機械連桿系統(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之間的手臂長度調(diào)節(jié)部件19。為適用不同的患者，下臂長度調(diào)節(jié)部件17和手臂長度調(diào)節(jié)部件19的設置使得各關(guān)節(jié)連桿的長度是可調(diào)的。另外，為了安全，在每個關(guān)節(jié)都設有限位裝置。整個機械連桿系統(tǒng)I具有5個自由度，其中肩關(guān)節(jié)控制桿11、12有2個自由度，肘關(guān)節(jié)控制桿16有一個I個自由度，手部控制單元18有兩個2個自由度。在這些自由度的支持下，可以實現(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訓練機器人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上設置有高度調(diào)節(jié)旋鈕26。控制箱24的側(cè)壁上設有電源開關(guān)241、充電接口 242、電源指示243及報警指示244，控制箱24的上部還設有肩部高度調(diào)節(jié)部件26。
[0026]控制器(未圖示)主要由計算機和傳感器(未圖示)檢測電路構(gòu)成，在控制模型的支持下控制器完成對系統(tǒng)的控制和信息的檢測與處理。
[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)動系統(tǒng)供給工作能量。便攜式上肢偏癱康復訓練機器人能實現(xiàn)被動訓練、主動訓練及阻力訓練三種模式。被動訓練:主要適用于0-1級患者，訓練內(nèi)容可以根據(jù)患者進行規(guī)劃。主動訓練:主要適用于2-3級患者，這一功能主要協(xié)助患者完成有關(guān)動作，提高患者的肌力。阻力訓練:主要適用于4-5級患者，進一步提高患者的肌力。信息采集處理:完成訓練時患者的有關(guān)信息的采集處理。便攜式上肢偏癱康復訓練機器人還具有用于選擇三種訓練模式的操作面板。
[0028]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的便攜式上肢偏癱康復訓練機器人由于設置有托架馬甲1，使得患者的康復訓練不受時間，地點的限制而可以自由的訓練。便攜式上肢偏癱康復訓練機器人的不同訓練模式的選擇可以使患者完成高強度、大運動量的訓練，解除患者家人和治療師的疲勞，提高了康復的機會。由于有傳感器的信息的采集處理，可以使醫(yī)生隨時根據(jù)患者的信息調(diào)整訓練規(guī)劃，提高訓練效果。
[0029]以上對本實用新型的一個實施例進行了詳細說明，但所述內(nèi)容僅為本實用新型創(chuàng)造的較佳實施例，不能被認為用于限定本實用新型創(chuàng)造的實施范圍。凡依本實用新型創(chuàng)造申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本實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訓練機器人，其特征在于:包括伺服驅(qū)動系統(tǒng)、機械連桿系統(tǒng)、托架馬甲、控制器及電源，所述伺服驅(qū)動系統(tǒng)具有驅(qū)動機械連桿系統(tǒng)的伺服電機，所述機械連桿系統(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訓練機器人，其特征在于:所述控制器主要由計算機和傳感器檢測電路構(gòu)成，在控制模型的支持下所述控制器完成對系統(tǒng)的控制和信息的檢測與處理。
3.如權(quán)利要求2所述的便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，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訓練機器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人能實現(xiàn)被動訓練、主動訓練及阻力訓練三種模式。
5.如權(quán)利要求4所述的便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人還具有用于選擇三種訓練模式的操作面板。
6.如權(quán)利要求5所述的便攜式上肢偏癱康復訓練機器人，其特征在于:所述腰托外形呈皮帶狀并具有相反設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訓練機器人，其特征在于:所述便攜式上肢偏癱康復訓練機器人還具有控制箱、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訓練機器人，其特征在于:所述控制箱的側(cè)壁上設有電源開關(guān)、充電接口、電源指示及報警指示，所述控制箱的上部還設有肩部高度調(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訓練機器人，其特征在于:所述機械連桿系統(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訓練機器人，其特征在于:所述上臂塑托和下臂塑托之間設有肘關(guān)節(jié)控制桿和下臂長度調(diào)節(jié)部件，所述機械連桿系統(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度調(diào)節(jié)部件。
【文檔編號】A63B23/12GK203576847SQ201320624077
【公開日】2014年5月7日 申請日期: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, 李時聰, 柳妮 申請人:馮曉明, 劉智民