一种趣味上肢运动训练装置的制作方法

本发明涉及一种趣味上肢运动训练装置，属于康复医疗器械技术领域。

背景技术：

我国是人口大国，老龄化人口数量在逐年增加，由于相当大的一部分群体在饮食习惯、医疗保健方面的资金投入不多，每年的中风、偏瘫患者也在逐年增加，这部分患者有着需要重获健康或者改善生活质量的强烈愿望，康复训练就显得尤为重要，而目前的康复训练器往往缺乏趣味性，康复训练需要一个长期坚持的训练过程，患者在多次重复性的康复训练后会感到枯燥，且不能直观地看到自己的康复训练效果。

本申趣味上肢运动训练装置采用双侧上肢向前推动手柄杆，通过齿轮齿条机构带动前支柱后移，前支柱勾接勾爪后移，带动撞击杆后移使压缩弹簧305被压缩，患者根据自己的病情向前移动到极限距离后，松开手柄杆或者不在用力推动手柄杆，压缩弹簧复位，带动勾爪前移，前移初始阶段通过偏心轮机构将勾爪与前支柱脱开，手柄杆后移一段距离而失去动力，实现勾爪与前支柱脱开，防止手柄杆向后摆动打伤患者，同时提高压缩弹簧弹射冲击杆的弹射效果，实现患者在任何位置松开手柄杆或者放松手柄杆均可将勾爪与前支柱脱开；采用磁吸的方式固定在撞击筒内，便于连续撞击圆球，而不干涉撞击杆的前后运动；设置三个球箱，患者根据向前推动手柄杆的距离，即上肢运动范围，压缩弹簧被压缩程度不同，实现圆球弹射距离的大小落在不同的球箱内，得到不同分值，提高患者增大上肢运动范围的积极性和趣味性；后支柱的前后范围可调整，即手柄杆推动到同一位置时，压缩弹簧的压缩量不同，实现训练难度调整。

技术实现要素：

本发明目的在于：提供一种趣味上肢运动训练装置，双侧上肢通过转动轴同步向前推动，通过齿轮齿条机构驱动前支柱后移，前支柱后移带动勾爪后移，压缩弹簧压缩，患者松开或者不用力推动手柄杆时，通过偏心轮机构实现勾爪与前支柱脱开，压缩弹簧将撞击杆弹射，根据圆球下落距离得分不同的趣味上肢运动训练装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种趣味上肢运动训练装置，包括底座1、上肢机构2、趣味机构3，所述的底座1呈左右对称结构，所述的上肢机构2包括左上肢机构、右上肢机构、转动轴203，左上肢机构与右上肢机构关于底座1的左右对称平面对称设置，所述的右上肢机构包括右手柄杆202，所述的转动轴203沿着左右方向水平设置，转动轴203转动安装在底座1上，所述的转轴203的右端固定右手柄杆202的下端，右手柄杆202的上端固定右手柄201；

所述的趣味机构3包括齿条301、圆柱齿轮303、压缩弹簧305、撞击杆306、前支柱308、后支柱316、复位弹簧318、圆球，所述的转动轴203固定圆柱齿轮303，圆柱齿轮303与齿条301啮合，齿条301与支撑导轨302沿着前后方向滑动连接，支撑导轨302固定在底座1上，齿条301前端固定前支柱308下端，前支柱308上端设置有向上伸出的支柱凸台3081，支柱凸台3081前侧设置有从后向前向下方倾斜的凸台斜面3082；

所述的后支柱316呈叉形，叉形两端直接或间接固定在底座1上，并且沿着前后方向固定位置可调整，后支柱316的叉形尾部固定固定架320的下端，固定架320中间圆孔一与撞击杆306后部滑动连接，撞击杆306的后端固定挡环317，固定架320与挡环317之间设置有复位弹簧318，复位弹簧318套设在撞击杆306上，固定架320的左、右侧分别设置有一个凸耳一，固定架320左、右侧的凸耳一设置的侧圆孔一分别与一个导向杆319滑动连接，撞击杆306的左、右侧均设置一个导向杆319，并且与撞击杆306平行设置，滑动架307的中间圆孔二与撞击杆306固定连接，滑动架307左、右侧分别设置有一个凸耳二，滑动架307左、右侧的凸耳二上设置的侧圆孔二分别与一个导向杆319前端固定连接，每个导向杆319位于滑动架307与固定架320之间均套设一个压缩弹簧305；

所述的滑动架307下端设置有勾接杆329，勾接杆329后端固定柱销330，柱销330转动安装勾爪333的前端，勾爪333后端向下侧伸出，勾爪333后端设置有向前侧倾斜的勾爪斜面3331，勾爪333与勾接杆329之间设置有扭力弹簧343，扭力弹簧343套设在柱销330上，用于勾爪333后端向下侧转动，勾爪333后部左侧固定偏心轮轴332的右端，偏心轮轴332的中部在扭力弹簧343的作用下与勾接杆329后端下侧设置的勾接杆后端面3291贴合，偏心轮轴332的左端转动安装偏心轮块331，偏心轮块331向下侧伸出，且从后侧到前侧偏心轮块331边缘与偏心轮轴332的距离逐渐变大，所述的勾接杆329的后端左侧面固定限位销二337的右端，限位销二337的中部、限位销一335的右端用于限制偏心轮块331的转动范围，限位销二337左端固定限位销板336的一端，限位销板336向后侧上方伸出，限位销板336的另一端固定限位销一335的左端，限位销一335用于限制偏心轮块331转动范围，所述的后支柱316上端设置有向前伸出的偏心轮导杆334，偏心轮导杆334的上表面与偏心轮块331的下侧后端贴合时，限位销二337与偏心轮块331存在一定的距离。

球仓321内放置有若干个圆球，球仓321与撞击筒323连通，撞击筒323内孔侧壁上固定磁铁342，所述的圆球为空心金属球，金属材料为磁吸性材料，所述的底座1上位于撞击筒前侧设置有三个球箱，三个球箱从后到前依次排列，用于收纳撞击筒323内击落的圆球，三个球箱从后到前依次排列，且圆球落在三个球箱内的一个球箱，从后到前依次排列三个球箱中所得分值依次增加。

所述的支撑导轨302左、右侧均设置一个侧导轨311，支撑导轨302的左、右侧的侧导轨311与支撑导轨302平行设置，滑块连接板309固定齿条301的前端，滑块连接板309的左、右端分别固定一个侧中滑块312，滑块连接板309左、右端的侧中滑块312分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的中部，滑块连接板309固定前支柱308的下端，叉形两端分别固定一个侧后滑块313，叉形两端的侧后滑块313分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的后部，侧后滑块313均固定一个后导轨钳制器315，后导轨钳制器315分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311上，后导轨钳制器315上设置有后钳制器手柄314。

所述的球仓321下端固定球通道322，球通道322连接至球仓321的内腔，且球通道322直径尺寸仅允许单个圆球通过，球通道322下端固定撞击筒323，球通道322与撞击筒323内腔连通，撞击筒323沿着前后方向水平设置，撞击筒323的直径尺寸与圆球间隙配合，撞击筒323内孔下侧壁上且位于球通道322的正下方固定磁铁342，磁铁342上端呈圆弧形，与撞击筒323内孔形成圆柱形通道，撞击筒323内孔与撞击杆306间隙配合。

撞击筒323固定在撞击架324的上端，撞击架324下端固定在滑块连接架325上，滑块连接架325向左侧下方、右侧下方伸出，端部分别固定一个侧前滑块328，侧前滑块328分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的前部，每个侧前滑块328均固定一个前导轨钳制器326，支撑导轨302左、右侧的前导轨钳制器326分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311上，用于将侧前滑块328固定在与其滑动连接的侧导轨311上，前导轨钳制器326上设置有前钳制器手柄327。

所述的底座1上设置有三个球箱的结构为：所述的底座1前端固定球箱架339，球箱架339上端固定有从后先前依次排列的球箱一338、球箱二340、球箱三341，球箱一338、球箱二340、球箱三341相邻两个球箱相互贴合，球箱一338、球箱二340、球箱三341位于撞击筒323的前侧。

圆球落在球箱一338、球箱二340、球箱三341内所得分值分别为2分、4分、6分。

所述的固定架320的中间圆孔一、滑动架307的中间圆孔二、撞击杆306、撞击筒323同轴设置。

勾接杆329后端上侧设置有从下向上向前倾斜的倾斜面3292，用于避让偏心轮轴332。

所述的转动轴203转动安装在底座1上的结构为：转动轴203左、右部分别转动安装在一个转轴架204的上端，转轴架204下端固定在底座1上。

所述的偏心轮块331的中心角为100-120度。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

本申趣味上肢运动训练装置采用双侧上肢向前推动手柄杆，通过齿轮齿条机构带动前支柱后移，前支柱勾接勾爪后移，带动撞击杆后移使压缩弹簧305被压缩，患者根据自己的病情向前移动到极限距离后，松开手柄杆或者不在用力推动手柄杆，压缩弹簧复位，带动勾爪前移，前移初始阶段通过偏心轮机构将勾爪与前支柱脱开，手柄杆后移一段距离而失去动力，实现勾爪与前支柱脱开，防止手柄杆向后摆动打伤患者，同时提高压缩弹簧弹射冲击杆的弹射效果，实现患者在任何位置松开手柄杆或者放松手柄杆均可将勾爪与前支柱脱开；采用磁吸的方式固定在撞击筒内，便于连续撞击圆球，而不干涉撞击杆的前后运动；设置三个球箱，患者根据向前推动手柄杆的距离，即上肢运动范围，压缩弹簧被压缩程度不同，实现圆球弹射距离的大小落在不同的球箱内，得到不同分值，提高患者增大上肢运动范围的积极性和趣味性；后支柱的前后范围可调整，即手柄杆推动到同一位置时，压缩弹簧的压缩量不同，实现训练难度调整。

附图说明

图1是趣味上肢运动训练装置的总体结构示意图。

图2是趣味上肢运动训练装置的上肢机构的结构示意图。

图3是趣味机构的后部结构示意图一。

图4是趣味机构的后部结构示意图二。

图5是趣味机构的前部结构示意图。

图6是趣味机构的勾爪与前支柱连接后移与偏心轮块与偏心轮导杆相切结构示意图。

图7是趣味机构的滑块连接板安装勾爪结构示意图一。

图8是趣味机构的滑块连接板安装勾爪结构示意图二。

图9是是趣味机构的勾爪与前支柱连接结构示意图。

图10是勾爪脱开支柱凸台使撞击杆向前弹射时偏心轮块位置结构示意图。

图11是球箱摆放位置结构示意图。

图12是撞击筒内安装磁铁的结构示意图。

附图标记说明：1-底座、2-上肢机构、3-趣味机构、4-座椅、201-右手柄、202-右手柄杆、203-转动轴、204-转轴架、301-齿条、302-支撑导轨、303-圆柱齿轮、304-后导轨滑块、305-压缩弹簧、306-撞击杆、307-滑动架、308-前支柱、309-滑块连接板、310-前导轨滑块、311-侧导轨、312-侧中滑块、313-侧后滑块、314-后钳制器手柄、315-后导轨钳制器、316-后支柱、317-挡环、318-复位弹簧、319-导向杆、320-固定架、321-球仓、322-球通道、323-撞击筒、324-撞击架、325-滑块连接架、326-前导轨钳制器、327-前钳制器手柄、328-侧前滑块、329-勾接杆、330-柱销、331-偏心轮块、332-偏心轮轴、333-勾爪、334-偏心轮导杆、335-限位销一、336-限位销板、337-限位销二、338-球箱一、339-球箱架、340-球箱二、341-球箱三、342-磁铁、343-扭力弹簧、3081-支柱凸台、3082-凸台斜面、3291-勾接杆后端面、3292-倾斜面、3293-缺口、3331-勾爪斜面。

具体实施方式

结合图1-12，本发明的一种趣味上肢运动训练装置，包括底座1、上肢机构2、趣味机构3、座椅4，以患者的上下、前后、左右方向定义本申请的方向，以便描述本申请，所述的底座1呈左右对称结构，所述的上肢机构2包括左上肢机构、右上肢机构、转动轴203、转轴架204，左上肢机构与右上肢机构关于底座1的左右对称平面对称设置，所述的右上肢机构包括右手柄201、右手柄杆202，所述的转动轴203沿着左右方向水平设置，转动轴203左、右部分别转动安装在一个转轴架204的上端，转轴架204下端固定在底座1上，所述的转轴203的右端固定右手柄杆202的下端，右手柄杆202的上端固定右手柄201。

所述的趣味机构3包括齿条301、支撑导轨302、圆柱齿轮303、后导轨滑块304、压缩弹簧305、撞击杆306、滑动架307、前支柱308、滑块连接板309、前导轨滑块310、侧导轨311、侧中滑块312、侧后滑块313、后钳制器手柄314、后导轨钳制器315、后支柱316、挡环317、复位弹簧318、导向杆319、固定架320、球仓321、球通道322、撞击筒323、撞击架324、滑块连接架325、前导轨钳制器326、前钳制器手柄327、侧前滑块328、勾接杆329、柱销330、偏心轮块331、偏心轮轴332、勾爪333、偏心轮导杆334、限位销一335、限位销板336、限位销二337、球箱一338、球箱架339、球箱二340、球箱三341、磁铁342、圆球、扭力弹簧343，所述的转动轴203的中间固定圆柱齿轮303，圆柱齿轮303与齿条301啮合，齿条301后端固定后导轨滑块304，后导轨滑块304安装在支撑导轨302上，齿条301、支撑导轨302沿着前后方向水平设置，齿条301的前端固定前导轨滑块310，滑块连接板309同时固定前导轨滑块310、齿条301的前端，支撑导轨302左、右侧均设置一个侧导轨311，支撑导轨302的左、右侧的侧导轨311与支撑导轨302平行设置，滑块连接板309的左、右端分别固定一个侧中滑块312，滑块连接板309左、右端的侧中滑块312分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的中部，滑块连接板309固定前支柱308的下端，所述的后支柱316呈叉形，叉形两端分别固定一个侧后滑块313，叉形两端的侧后滑块313分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的后部，侧后滑块313均固定一个后导轨钳制器315，后导轨钳制器315分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311上，后导轨钳制器315上设置有后钳制器手柄314，后支柱316的叉形尾部固定固定架320的下端，固定架320中间圆孔一与撞击杆306后部滑动连接，撞击杆306的后端固定挡环317，固定架320与挡环317之间设置有复位弹簧318，复位弹簧318套设在撞击杆306上，固定架320的左、右侧分别设置有一个凸耳一，固定架320左、右侧的凸耳一设置的侧圆孔一分别与一个导向杆319滑动连接，所述的撞击杆306的左、右侧均设置一个导向杆319，并且与撞击杆306平行设置，滑动架307的中间圆孔二与撞击杆306固定连接，滑动架307左、右侧分别设置有一个凸耳二，滑动架307左、右侧的凸耳二上设置的侧圆孔二分别与一个导向杆319前端固定连接，每个导向杆319位于滑动架307与固定架320之间均套设一个压缩弹簧305。

所述的球仓321内放置有若干个圆球，球仓321下端固定球通道322，球通道322连接至球仓321的内腔，且球通道322直径尺寸仅允许单个圆球通过，球通道322下端固定撞击筒323，球通道322与撞击筒323内腔连通，撞击筒323沿着前后方向水平设置，撞击筒323的直径尺寸与圆球间隙配合，撞击筒323内孔下侧壁上且位于球通道322的正下方固定磁铁342，磁铁342上端呈圆弧形，与撞击筒323内孔形成圆柱形通道。撞击筒323内孔与撞击杆306前端间隙配合。

撞击筒323固定在撞击架324的上端，撞击架324下端固定在滑块连接架325上，滑块连接架325向左侧下方、右侧下方伸出，端部分别固定一个侧前滑块328，侧前滑块328分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311的前部，每个侧前滑块328均固定一个前导轨钳制器326，支撑导轨302左、右侧的前导轨钳制器326分别安装在支撑导轨302左、右侧的侧导轨311上，前导轨钳制器326上设置有前钳制器手柄327。

所述的滑动架307下端设置有勾接杆329，勾接杆329后端设置有沿着上下方向贯穿的缺口3293，勾接杆329后端缺口的左、右侧分别固定柱销330的左、右端，柱销330的中部转动安装勾爪333的前端，勾爪333后端向下侧伸出，勾爪333后端设置有向前侧倾斜的勾爪斜面3331，勾爪333的左、右侧各设置有一个扭力弹簧343，扭力弹簧343套设在柱销330上，用于勾爪333后端向下侧转动，勾爪333后部左侧固定偏心轮轴332的右端，偏心轮轴332的中部在扭力弹簧343的作用下与勾接杆329后端下侧设置的勾接杆后端面3291贴合，偏心轮轴332的左端转动安装偏心轮块331，偏心轮块331的中心角为100-120度，偏心轮块331向下侧伸出，且从后侧到前侧与偏心轮轴332的距离逐渐变大，所述的勾接杆329的后端左侧面固定限位销二337的右端，限位销二337的中部、限位销一335的右端用于限制偏心轮块331的转动范围，限位销二337左端固定限位销板336的一端，限位销板336向后侧上方伸出，限位销板336的另一端固定限位销一335的左端，从左侧正视偏心轮块331视角时，限位销二337用于限制偏心轮块331顺时针转动范围，限位销一335用于限制偏心轮块331逆时针转动范围，防止偏心轮块331出现转动整圈的现象，勾接杆329后端上侧设置有从下向上向前倾斜的倾斜面3292，用于避让偏心轮轴332。

所述的前支柱308上端设置有向上伸出的支柱凸台3081，支柱凸台3081前侧设置有从后向前向下方倾斜的凸台斜面3082。

所述的后支柱316上端设置有向前伸出的偏心轮导杆334，偏心轮导杆334的上表面与偏心轮块331的下侧后端贴合时，限位销二337与偏心轮块331存在一定的距离，例如2毫米。

所述的底座1前端固定球箱架339，球箱架339上端固定有从后先前依次排列的球箱一338、球箱二340、球箱三341，球箱一338、球箱二340、球箱三341相邻两个球箱相互贴合，球箱一338、球箱二340、球箱三341位于撞击筒323的前侧，用于接住撞击筒323内击落的圆球。

所述的固定架320的中间圆孔一、滑动架307的中间圆孔二、撞击杆306、撞击筒323同轴设置。

所述的圆球为空心金属球，金属材料为磁吸性材料，例如至少含有铁、钴、镍中一种元素的材料。

所述的座椅4设置在底座1上，且位于右手柄杆202与左上肢机构的左手柄杆之间的后侧位置。

当患者出现单侧或者双侧上肢运动功能障碍进行康复训练时，患者双手分别抓住右手柄201、左手柄，并向前推动，根据患者的病情，使双侧上肢同时主动运动，或者一侧上肢带动另一侧上肢运动，向前推动右手柄201、左手柄，转动轴203转动，圆柱齿轮303转动，圆柱齿轮303带动啮合的齿条301向后移动，滑块连接板309向后滑动，前支柱308向后移动，由于支柱凸台3081的后端面与勾爪333后端勾接，勾爪333向后拉动勾接杆329，偏心轮块331后侧下端与偏心轮导杆334的上表面贴合，限位销二337防止偏心轮块331由于与偏心轮导杆334接触摩擦在惯性力作用下，而使偏心轮块331下侧向前摆动范围超过设定的角度，患者松开手或者双手不用力时，而影响偏心轮块331通过偏心轮轴332抬起勾爪333的效果，

滑动架307向后滑动，由于滑动架307的中间圆孔二与撞击杆306固定连接，撞击杆306向后移动，球通道322内的一个圆球下落到撞击筒323内，并被磁铁342吸住，撞击杆306左、右侧的压缩弹簧305被压缩，当患者的双侧上肢向前移动到患者所能达到的极限位置时，松开双手，撞击杆306左、右侧的压缩弹簧305使撞击杆306向前移动，由于偏心轮块331与偏心轮导杆334上表面贴合，偏心轮块331从后侧到前侧与偏心轮轴332的距离逐渐变大，偏心轮块331在偏心轮导杆334上表面滚动，偏心轮轴332向上移动，克服扭力弹簧343的作用力，将勾爪333后端向上抬起，偏心轮块331脱开支柱凸台3081，右手柄201、左手柄、圆柱齿轮303、齿条301失去动力，防止右手柄201、左手柄跟随撞击杆306摆动而撞伤患者，同时防止减小撞击杆306的弹射力量，撞击杆306向前弹射，偏心轮块331借助惯性，偏心轮块331的前侧下端转动到位于偏心轮轴332的后侧，并脱离偏心轮导杆334上表面，限位销一335挡住偏心轮块331继续转动，而出现转动整圈的现象，防止偏心轮快331继续与偏心轮导杆334上表面贴合并滚动，影响撞击杆306向前的弹射速度，偏心轮块331外伸的部分位于偏心轮轴332的后侧，偏心轮块331前侧边缘位于偏心轮轴332的后侧，并与偏心轮导杆334上表面滑动摩擦，撞击杆306向前弹射复位后，偏心轮块331位于偏心轮导杆334的前端，以使偏心轮块331在重力作用下复位，或者在偏心轮块331与偏心轮轴332之间安装扭力弹簧二，使偏心轮块331复位，撞击杆306撞击撞击筒323内的圆球，如果患者双手向前推动的距离大，则撞击杆306弹射的力量大，圆球被击落的距离大，根据患者双手向前推动的距离大小，圆球分别落在球箱一338、球箱二340、球箱三341内，每个球箱所得分值不同，距离撞击筒323远的球箱分值高，反之，分值低，对患者的康复训练过程进行量化打分，例如圆球落到球箱一338、球箱二340、球箱三341内分值分别为2分、4分、6分，一方面提高患者的康复训练的乐趣，促使患者的上肢运动范围尽量大，通过患者长期训练所得分数值，进行康复效果评价；另一方面对患者每天的运动量进行量化，对患者康复过程进行督促。撞击杆306撞击圆球后，撞击杆306继续前移，复位弹簧318被压缩而复位。向后拉动左手柄、右手柄201，圆柱齿轮303转动，齿条301向前移动，支柱凸台3081前侧设置的凸台斜面3082向上推开勾爪333后端设置的勾爪斜面3331，支柱凸台3081与勾爪333勾接，完成一次圆球撞击。

如果调节康复训练难度，后支柱316的侧导轨311上的前后固定位置，即旋松后钳制器手柄314，将侧后滑块313、后导轨钳制器315向前移动，后支柱316向前移动，旋紧后钳制器手柄314，将后导轨钳制器315、侧后滑块313固定在侧导轨311上，患者上肢向前推动的相同的距离时，则压缩弹簧305的压缩量增加，撞击杆306撞击圆球的力量增加，则降低训练难度，反之，则增加训练难度。但是要满足撞击杆306向前弹射复位后，偏心轮块331位于偏心轮导杆334的前端，以使偏心轮块331在重力作用下复位的要求。