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一種上肢外骨骼康復(fù)臂的制作方法

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一種上肢外骨骼康復(fù)臂的制作方法與工藝

本實(shí)用新型涉及一種醫(yī)療康復(fù)訓(xùn)練器械,尤其涉及的是一種上肢外骨骼康復(fù)臂。



背景技術(shù):

對(duì)患者的肢體進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練能有效的輔助患者重獲癱瘓肢體的運(yùn)動(dòng)功能。傳統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練由治療師人力協(xié)助患者進(jìn)行。采用機(jī)器人輔助治療,不僅彌補(bǔ)傳統(tǒng)運(yùn)動(dòng)康復(fù)訓(xùn)練效率低、內(nèi)容枯燥、評(píng)價(jià)指標(biāo)不夠精確等缺點(diǎn),而且輔助分析患肢的各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)參數(shù),以促進(jìn)康復(fù)訓(xùn)練模式的改進(jìn),為康復(fù)醫(yī)學(xué)提供了全新的治療手段。

機(jī)器人適于重復(fù)性的工作,這使得機(jī)器人康復(fù)訓(xùn)練程序得到更好的實(shí)施,這樣設(shè)計(jì)主要為了幫助神經(jīng)受損的患者恢復(fù)其運(yùn)動(dòng)機(jī)能。由神經(jīng)系統(tǒng)損傷導(dǎo)致的功能性殘障中最影響患者功能的便是上肢系統(tǒng)的功能性障礙,上肢系統(tǒng)功能性障礙導(dǎo)致的殘障,對(duì)患者生活的獨(dú)立性和質(zhì)量的影響是非常顯著的,對(duì)患者運(yùn)動(dòng)機(jī)能的康復(fù),尤其上肢功能的恢復(fù),被認(rèn)為是腦外傷及脊髓損傷患者神經(jīng)康復(fù)訓(xùn)練中最重要的目標(biāo)之一?,F(xiàn)有設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,手部關(guān)節(jié)活動(dòng)不全面。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供了一種上肢外骨骼康復(fù)臂,實(shí)現(xiàn)上肢肩關(guān)節(jié)屈伸,外擺內(nèi)收以及肘關(guān)節(jié)的屈伸的三個(gè)自由度的訓(xùn)練。

本實(shí)用新型是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的,本實(shí)用新型包括肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊、上臂調(diào)節(jié)模塊、肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊和高度調(diào)節(jié)模塊,所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊和上臂調(diào)節(jié)模塊相連,所述肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊分別連接上臂調(diào)節(jié)模塊和高度調(diào)節(jié)模塊;所述肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊包括L型轉(zhuǎn)動(dòng)件、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件、屈伸驅(qū)動(dòng)件;所述L型轉(zhuǎn)動(dòng)件具有兩個(gè)相互垂直的第一直角板和第二直角板,所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件設(shè)置在第一直角板上,所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)上臂調(diào)節(jié)模塊,所述屈伸驅(qū)動(dòng)件設(shè)置在第二直角板上,所述屈伸驅(qū)動(dòng)件驅(qū)動(dòng)L型轉(zhuǎn)動(dòng)件繞第二直角板轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊包括小臂托盤和手扶件;所述小臂托盤的首端連接手扶件,末端和上臂調(diào)節(jié)模塊鉸接,所述鉸接處設(shè)有肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)件。能夠?qū)崿F(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)。

所述小臂托盤的末端的兩側(cè)分別通過(guò)連接螺栓鉸接在上臂調(diào)節(jié)模塊上。通過(guò)連接螺栓實(shí)現(xiàn)鉸接。

所述小臂托盤的末端的一側(cè)通過(guò)L型連接鍵連接肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)件。L型連接鍵簡(jiǎn)單方便,能夠簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)件與肘關(guān)節(jié)的連接方式,減少自重。

所述上臂調(diào)節(jié)模塊包括大臂托盤、伸縮柄、滑槽、肩部連接盤;所述滑槽沿大臂托盤的長(zhǎng)度方向設(shè)置,所述滑槽固定在大臂托盤的兩側(cè),所述伸縮柄的首端套設(shè)在所述滑槽內(nèi),末端鉸接肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊,所述大臂托盤的頂端連接肩部連接盤,所述肩部連接盤連接擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件。通過(guò)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)來(lái)配合使用者的手臂長(zhǎng)度。

所述滑槽和伸縮柄上分別開(kāi)設(shè)多個(gè)連接通孔,所述滑槽和伸縮柄上的對(duì)應(yīng)的連接通孔通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘連接。

所述高度調(diào)節(jié)模塊包括手柄螺母、基座、調(diào)節(jié)絲桿;所述調(diào)節(jié)絲桿的首端套設(shè)在基座內(nèi),所述手柄螺母連接在調(diào)節(jié)絲桿的頂部,所述基座連接屈伸驅(qū)動(dòng)件。使用絲桿調(diào)節(jié)高度,能夠滿足不同身高的人群。

所述調(diào)節(jié)絲桿的末端設(shè)有固定座。使用固定座能夠便于將康復(fù)臂整體定位或固定。

所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊和肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊上的驅(qū)動(dòng)件結(jié)構(gòu)相同,所述驅(qū)動(dòng)件包括依次連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)、聯(lián)軸器和連接套筒。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述小臂托盤的末端、第一直角板和第二直角板上分別設(shè)有角位移傳感器。由傳感器采集到各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)信息,提供量化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)供治療師分析。

本實(shí)用新型相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單使用方便,具有三個(gè)自由度,輔助患者進(jìn)行上肢肩關(guān)節(jié)的屈/伸、外擺/內(nèi)收、肘關(guān)節(jié)的屈/伸;三個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度同時(shí)、協(xié)調(diào)進(jìn)行的主動(dòng)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。且各個(gè)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)自由度與人體關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)自由度基本保持了同軸,仿生設(shè)計(jì)增強(qiáng)了機(jī)器的舒適性和可靠性,更有益于機(jī)器人輔助康復(fù)訓(xùn)練。適用的人群廣泛,降低結(jié)構(gòu)的復(fù)雜程度。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖2是肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖3是上臂調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖4是肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖;

圖5是高度調(diào)節(jié)模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施例作詳細(xì)說(shuō)明,本實(shí)施例在以本實(shí)用新型技術(shù)方案為前提下進(jìn)行實(shí)施,給出了詳細(xì)的實(shí)施方式和具體的操作過(guò)程,但本實(shí)用新型的保護(hù)范圍不限于下述的實(shí)施例。

如圖1~5所示,本實(shí)施例包括肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊1、上臂調(diào)節(jié)模塊2、肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊3和高度調(diào)節(jié)模塊4,所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊1和上臂調(diào)節(jié)模塊2相連,所述肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊3分別連接上臂調(diào)節(jié)模塊2和高度調(diào)節(jié)模塊4。

所述肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊3包括L型轉(zhuǎn)動(dòng)件31、擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件32、屈伸驅(qū)動(dòng)件33;所述L型轉(zhuǎn)動(dòng)件31具有兩個(gè)相互垂直的第一直角板和第二直角板,所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件32設(shè)置在第一直角板上,所述擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件32驅(qū)動(dòng)上臂調(diào)節(jié)模塊2,所述屈伸驅(qū)動(dòng)件33設(shè)置在第二直角板上,所述屈伸驅(qū)動(dòng)件33驅(qū)動(dòng)L型轉(zhuǎn)動(dòng)件31繞第二直角板轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊1包括小臂托盤11和手扶件12;所述小臂托盤11的首端連接手扶件12,末端和上臂調(diào)節(jié)模塊2鉸接,所述鉸接處設(shè)有肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)件13。能夠?qū)崿F(xiàn)肘關(guān)節(jié)的屈伸運(yùn)動(dòng)。

手扶件12的兩端通過(guò)固定螺栓16連接在小臂托盤11的首端兩側(cè),手扶件12可以旋轉(zhuǎn),便于把握。

所述小臂托盤11的末端的兩側(cè)分別通過(guò)連接螺栓14鉸接在上臂調(diào)節(jié)模塊2上。通過(guò)連接螺栓14實(shí)現(xiàn)鉸接??拷怅P(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)件13一側(cè)的連接14為封閉螺栓。

所述小臂托盤11的末端的一側(cè)通過(guò)L型連接鍵15連接肘關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)件13。L型連接鍵15簡(jiǎn)單方便,能夠簡(jiǎn)化驅(qū)動(dòng)件與肘關(guān)節(jié)的連接方式,減少自重。

所述上臂調(diào)節(jié)模塊2包括大臂托盤21、伸縮柄22、滑槽23、肩部連接盤24;所述滑槽23沿大臂托盤21的長(zhǎng)度方向設(shè)置,所述滑槽23固定在大臂托盤21的兩側(cè),所述伸縮柄22的首端套設(shè)在所述滑槽23內(nèi),末端鉸接肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊1,所述大臂托盤21的頂端連接肩部連接盤24,所述肩部連接盤24連接擺動(dòng)驅(qū)動(dòng)件32。通過(guò)長(zhǎng)度調(diào)節(jié)來(lái)配合使用者的手臂長(zhǎng)度。

所述滑槽23和伸縮柄22上分別開(kāi)設(shè)多個(gè)連接通孔,所述滑槽23和伸縮柄22上的對(duì)應(yīng)的連接通孔通過(guò)調(diào)節(jié)螺釘25連接。

所述高度調(diào)節(jié)模塊4包括手柄螺母41、基座42、調(diào)節(jié)絲桿43;所述調(diào)節(jié)絲桿43的首端套設(shè)在基座42內(nèi),所述手柄螺母41連接在調(diào)節(jié)絲桿43的頂部,所述基座42連接屈伸驅(qū)動(dòng)件33。使用絲桿調(diào)節(jié)高度,能夠滿足不同身高的人群。

所述調(diào)節(jié)絲桿43的末端設(shè)有固定座44。使用固定座44能夠便于將康復(fù)臂整體定位或固定。

所述肘關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊1和肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)模塊3上的驅(qū)動(dòng)件結(jié)構(gòu)相同,所述驅(qū)動(dòng)件包括依次連接的驅(qū)動(dòng)電機(jī)50、聯(lián)軸器51和連接套筒52。通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度的轉(zhuǎn)動(dòng)。

所述小臂托盤11的末端、第一直角板和第二直角板上分別設(shè)有角位移傳感器。由傳感器采集到各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)信息,提供量化的訓(xùn)練數(shù)據(jù)供治療師分析。

同時(shí)設(shè)置直流電源給傳感器供電,設(shè)置數(shù)據(jù)采集卡與傳感器相連接并傳輸旋轉(zhuǎn)角度信息。

患者坐于座椅的合適位置,調(diào)節(jié)高度,使人體的肩關(guān)節(jié)對(duì)位于機(jī)器人肩關(guān)節(jié)的不動(dòng)點(diǎn)(兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的交點(diǎn))。穿戴外骨骼機(jī)器人,調(diào)節(jié)上臂、前臂和手腕對(duì)應(yīng)的機(jī)器人部位的長(zhǎng)度到合適尺寸,即可進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練

以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。

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