一种肘膝关节牵引康复机器人及其绳索防缠绕结构的制作方法

文档序号:10497584
一种肘膝关节牵引康复机器人及其绳索防缠绕结构的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种肘膝关节牵引康复机器人及其绳索防缠绕结构,该结构包括滑轮本体、滑轮壳体、滑轮支撑片和滑轮垫块,所述滑轮壳体将滑轮本体包装起来,滑轮本体可在该滑轮壳体内转动,滑轮壳体上留有可穿过牵引绳索的孔,所述滑轮支撑片用于连接滑轮本体和滑轮垫块,所述滑轮壳体也连接在所述滑轮支撑片上,所述滑轮垫块固定连接在所述滑块上。本发明的机器人可以实现肘关节和膝关节牵引角度和牵引力大小的精准调控,对患者可以进行全方位的康复治疗,大大缩短肘膝关节疾病的康复时间。
【专利说明】
一种肘膝关节牵引康复机器人及其绳索防缠绕结构
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及康复医疗机器人领域,尤其涉及一种肘膝关节牵弓I康复机器人及其绳索防缠绕结构。
【【背景技术】】
[0002]膝关节功能障碍是膝关节及其周围骨折手术及内、外固定后常见的并发症。由于长时间制动、肢体活动减少,可致伸膝装置因血液及淋巴回流障碍造成组织水肿、纤维渗出、纤维沉积到组织间隙内,并导致周围肌肉纤维化、挛缩及粘连,髌上囊粘连以至完全消失,使股四头肌及其肌腱与股骨之间的滑动消失,因而关节活动受限。肘关节外伤后,由于内和(外)固定长期制动的影响,主要后遗症为关节组织粘连和瘢痕挛缩导致的功能障碍。临床表现为肘关节主动活动和被动活动范围受限,严重者波及肩关节及腕关节。
[0003]肘关节外伤后,由于内和(外)固定长期制动的影响,主要后遗症为关节组织粘连和瘢痕挛缩导致的功能障碍。临床表现为肘关节主动活动和被动活动范围受限,严重者波及肩关节及腕关节
[0004]关节松动术:由治疗师进行被动的肘关节屈伸、旋转功能训练。需要在护理人员监督指导下做肘关节屈伸、旋转功能训练的病人。
[0005]目前,临床的主要治疗方法有药物治疗、牵引法、按摩法、物理法。牵引疗法的治疗是由治疗师进行被动的肘关节屈伸、旋转功能训练。需要在护理人员监督指导下做肘关节屈伸、旋转功能训练的病人。不过这类疗法一定要在正规医生的指导下进行,否则很容易让病情加剧。然而,医师数量有限而患者较多时便不易使所有患者都得到及时的康复训练,此时如果借助医疗机械进行康复便有很大希望提高康复的效率和效果。随着医疗机械的不断发展,很多研究者利用机械学、力学、电磁学、机器人学等学科的研究成果,结合医学理论设计出新的康复训练方法。康复医疗机器人作为一种自动化康复医疗设备可以帮助患者进行科学而有效的康复训练来恢复其损伤部位的运动机能。目前国内针对腰椎康复治疗的已有一些专利成果,而这些成果均有一定地局限性,如能够运动的自由度较少、模拟医师治疗过程能力不足、固定不够平稳、穿戴不够舒适等。

【发明内容】

[0006]本发明主要针对关节功能障碍患者/老年人关节退化患者/关节损伤/胫键断裂/术后恢复/偏瘫等,结合机器人学、人体运动学、人机工程学等理论进行机械设计,多关节牵引康复机器人可满足不同程度肘关节和膝关节病患的牵引需求,还可以使医生/康复师对关节疾病物理牵引治疗方法和治疗处方的标准化。
[0007]为了达到上述目的,本发明提出的技术方案如下:
[0008]—种肘膝关节牵引康复机器人,该机器人包括支撑组件、床主体、固定带快卸机构、牵引绳索、牵引角度调节机构、柔和力控制机构、计算机控制与采集系统;
[0009]所述支撑组件用于支撑所述机器人的各个部件;
[0010]所述床主体用于支撑和固定患者,所述固定带快卸机构设置在床主体上,并以床主体的轴线作对称分布,用于快速连接和卸除固定带;所述床主体的下方具有一个缸,通过缸的伸缩可以调节床主体的高度;
[0011]所述牵引角度调节机构用于调节牵引绳索的牵引角度,其包括丝杆滑台、控制电机和位移传感器;所述丝杆滑台垂直固定在支撑组件上,丝杆滑台上的滑块可沿着垂直方向上下滑动;所述控制电机用于拉动该滑块在丝杆滑台上滑动;所述滑块朝向床主体的一端固定了一个滑轮,用于穿过牵引绳索;所述位移传感器可以测量滑块在丝杆滑台上的位移;
[0012]所述柔和力控制机构包括牵引电机、减速器、联轴器、扭矩传感器和线轮;所述牵引电机与该减速器连接,通过减速器输出扭矩,所述联轴器一端用传动件连接减速器,另一端输出连接到线轮,该线轮上缠绕着牵引绳索。所述扭矩传感器设置在联轴器和线轮之间,用于实时检测和反馈输出扭矩的大小;
[0013]所述牵引绳索从柔和力控制机构的线轮拉出,穿过牵引角度调节机构的所述滑块上的滑轮,再固定在患者的小腿或小臂上;
[0014]所述滑轮包括滑轮本体、滑轮壳体、滑轮支撑片和滑轮垫块,所述滑轮壳体将滑轮本体包装起来,滑轮本体可在该滑轮壳体内转动,滑轮壳体上留有可穿过牵引绳索的孔,所述滑轮支撑片用于连接滑轮本体和滑轮垫块,所述滑轮壳体也连接在所述滑轮支撑片上,所述滑轮垫块固定连接在所述滑块上;
[0015]所述计算机控制与采集系统分别与上述控制电机、牵引电机以及上述位移传感器、扭矩传感器、缸相连接,可通过所述位移传感器的检测结果计算牵引的角度,可根据设置的牵引角度控制所述控制电机拉动滑块,可根据所述扭矩传感器反馈的信号,控制牵引电机的输出扭矩,实现牵引力的柔和控制;可控制所述缸的伸缩;可主动控制上述两个电机的工作,也可被动采集记录两个电机的工作过程,将采集到的过程信息存档到数据库文件中,之后能根据所述数据库文件控制电机工作,从而复现牵引过程。
[0016]进一步地,该机器人还包括人机互动界面,所述计算机控制与采集系统通过该人机互动界面进行操作。
[0017]优选的,在所述床主体上设置了2-10个固定带快卸机构。
[0018]进一步地,所述支撑组件包括支撑床主体的组件部分,还包括支撑牵引角度调节机构和柔和力控制机构的组件部分。
[0019]本发明的技术效果是:本发明的机器人可以实现肘关节和膝关节牵引角度和牵引力大小的精准调控,对患者可以进行全方位的康复治疗,大大缩短肘膝关节疾病的康复时间。
【【附图说明】】
[0020]此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解,构成本申请的一部分,但并不构成对本发明的不当限定,在附图中:
[0021 ]图1是本发明的总体结构示意图;
[0022]图2是本发明的牵引角度调节机构示意图;
[0023]图3是本发明的柔和力控制机构示意图;
[0024]图4和图5