专利名称：智能上肢训练器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种康复运动训练器，具体涉及一种可对上肢进行康复训练的智能 上肢训练器。
背景技术：
并不是所有人都可以自主的支配肢体活动，对于很多患有残疾、中风、偏瘫或者脊 椎损伤的患者，主动运动或者辅助被动运动都是很难完成的。目前国内使用或销售的一 些针对上肢的康复训练器材多采用机械运动的方式，当患者力量不够时，无法自动提供 助力协助运动。对于市面上已经出现的上肢训练器，包括上肢训练托架，上肢运动部件 由功率电机控制。当患者力量不够时，电机会自动提供助力。但是当患者在运动过程中 突然出现痉挛时，电机仍然自动提供助力对患者是非常不利的，往往会加剧疼痛或者病 患，因此迫切需要一种能自动识别痉挛状态，并能有效缓解痉挛的智能上肢训练器。 发明内容
本实用新型的目的是提供一种能够提供患者进行主动运动和被动运动，且能自动识 别痉挛状态，并能有效缓解痉挛的智能上肢训练器。
为达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下
一种智能上肢训练器，包括置于主支架上的上肢训练托架，上肢训练托架由上肢训
练器电机驱动，上肢训练器电机由测量控制系统控制。
其中，所述的测量控制系统包括测量电路、运算控制电路和判断信号输入模块，其
中运算控制电路与上肢训练器电机以及测量电路连接；判断信号输入模块与运算控制电
路连接；安装在上肢训练器电机上的编码器以及判断信号输入模块直接传输信号到运算
控制电路，上肢训练器电机通过测量电路将信号传输到运算控制电路。 其中，运算控制电路由运算电路和控制电路两部分组成。 其中，判断信号输入模块输入的判断阀值可以内嵌在运算控制电路中。 其中，所述运算控制电路由数字电路集成芯片MEGA88替代。 其中，在主支架上的适当位置设有固定把手，其位置要满足既方便手扶又不影响上
肢训练托架的转动，例如可置于上肢训练器电机的上部。此固定把手的设置主要是为了
当患者不需要进行臂部康复训练时，可手扶该固定把手。
有益效果本实用新型的智能上肢训练器既可在患者力量不够的情况下自动给患者
提供助力协助其运动，又可在患者在运动过程中突然发生痉挛的情况下，停止正向转动，
然后反向缓慢转动，以减轻或缓解痉挛症状。
图1为本实用新型的智能上肢训练器的主视图。
图2为本实用新型的智能上肢训练器的左视图。
图3为本实用新型实施方式中测量控制系统示意图。
图4为本实用新型测量控制系统一种实施方式的电路图。
具体实施方式
以下通过具体实施例进一步说明本实用新型。 实施例1:
图1为本实用新型的智能上肢训练器的主视图，图2为其左视图。由图可见，智能 上肢训练器包括置于主支架2上的上肢训练托架1，上肢训练托架1在上肢训练器电机 3的驱动下可沿上肢训练器转动轴6转动。上肢训练器电机3由测量控制系统控制。
上述测量控制系统的原理和结构已在现有的专利申请文件中公开(专利名称为直流 电机作为测力装置的测量控制方法及其实现装置，申请号为200710133369.X)。
本发明的智能上肢训练器中的测量控制系统包括测量电路33、运算控制电路34和 判断信号输入模块35，其中运算控制电路34与上肢训练器电机3以及测量电路33连接； 判断信号输入模块35与运算控制电路34连接；安装在上肢训练器电机3上的编码器32 以及判断信号输入模块35直接传输信号到运算控制电路34，上肢训练器电机3通过测 量电路33将信号传输到运算控制电路34。图3即为本实用新型的上肢训练器电机的测 量控制系统的示意图。
上述运算控制电路34可由数字电路集成芯片MEGA88替代，如图4所示。
上肢训练器电机3的一极通过电阻R19、 R21与地线连接，R19与R21之间A点引 出电压正信号并传送到集成芯片MEGA88的引脚PC2;上肢训练器电机3另一极通过 测量电路33与集成芯片MEGA88的引脚PCO相连。编码器32安装在上肢训练器电机 3上，感应上肢训练器电机3的转速信号，并分别与集成芯片MEGA88的引脚PC2、 PC3 及PC4相连，其中编码器32的引脚2还通过电阻R4与VCC相连。时钟电路36分别 与集成芯片MEGA88的引脚PB6、 PB7相连。判断信号输入器35分别与集成芯片 MEGA88的引脚PDO、 PD1相连。
其中测量电路33将上肢训练器电机3电压、电流信号转化并传送给集成芯片 MEGA88。集成芯片MEGA88的引脚PC0依次与电阻R16、 R17、 R8、 R20、 R24及地 线串联MEGA88的引脚PC0与电阻R16为C点的电流信号；上肢训练器电机3另一极 连接在电阻R17与R8之间，并与R1及地线连接；R20与R24之间B点引出电压负信 号并传送到集成芯片MEGA88的引脚PC3;电阻R17与R8引出线路通过电容Cll与 地线相连；电阻R16与R17引出线路通过电容C12与地线相连；二极管D3与电容C12 并联，防止非正常电流烧坏该测量控制实现装置。其中时钟电路36根据集成芯片MEGA88脉冲信号计算工作时间。电容C7串联在 集成芯片MEGA88的引脚PB6与地线之间；电容C8串联在集成芯片MEGA88的引脚 PB7与地线之间；晶振X1串联在集成芯片MEGA88的引脚PB6与引脚PB7之间。
根据A点、B点电压v、 C点电流i、电机转速n以及数字芯片时钟时间t，可以测 量出直流电机外部作用力的数值。将该作用力数值与判断信号输入器35输入的数值比 较，根据比较结果调整电机的工作状态。
为了实现更好的控制效果，增加人机互动性，本实用新型实施方式中，还可以在主 支架2上设置控制台5。测量控制系统测得的信号可以通过显示驱动模块输入到控制台 上的显示屏显示。同时控制台上还设有控制按钮，控制按钮连接到测量控制系统，可以 按照使用者需的要实现智能上下肢训练器的康复训练。本实施方式中所述的显示驱动模 块、显示屏以及控制按钮为常用技术可以实现。
使用本实用新型的智能上肢训练器时，患者可站着或坐在椅子上接近智能上肢训练 器，调节主支架2的高度至适合位置(主支架2为可活动支架，可拉伸或縮短)，把双 手握住上肢训练托架1进行康复训练。使用者可通过功能键选定的工作模式，可以控制 上肢训练托架1每分钟旋转速度，同时控制系统能实时测量上肢训练器电机3在训练中 使用者施加的作用力当检测到的作用力在设定力值范围内发生了变化，本装置可以根 据使用者的用力状况减缓或增加电机做功，以提高康复效果；当使用者臂部出现痉挛或 者僵直等不良状况时，即检测的阻力超出了设定范围时，本装置可以控制调速电机停止 转动，然后缓慢反向转动，以达到保护使用者身体安全的目的。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术 人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润 饰也应视为本发明的保护范围。
权利要求1、一种智能上肢训练器，包括置于主支架(2)上的上肢训练托架(1)，上肢训练托架(1)由上肢训练器电机(3)驱动，其特征在于上肢训练器电机(3)由测量控制系统控制。
2、 根据权利要求1所述的智能上肢训练器，其特征在于所述的上肢训练器电机 (3)的测量控制系统包括测量电路(33)、运算控制电路(34)和判断信号输入模块(35)，其中运算控制电路(34)分别与上肢训练器电机(3)以及测量电路(33)连接；判断 信号输入模块(35)与运算控制电路(34)连接；安装在上肢训练器电机(3)上的编 码器(32)以及判断信号输入模块(35)直接传输信号到运算控制电路(34)，上肢训 练器电机(3)通过测量电路(33)将信号传输到运算控制电路(34)。
3、 根据权利要求2所述的智能上肢训练器，其特征在于其中运算控制电路(34) 由运算电路和控制电路两部分组成。
4、 根据权利要求2所述的智能上肢训练器，其特征在于其中判断信号输入模块 (35)输入的判断阀值可以内嵌在运算控制电路(34)中。
5、 根据权利要求1所述的智能上肢训练器，其特征在于在主支架(2)上设有固 定把手(4)。
专利摘要本实用新型提供的一种智能上肢训练器，包括置于主支架上的上肢训练托架，上肢训练托架由上肢训练器电机驱动，上肢训练器电机由测量控制系统控制。本实用新型的智能上肢训练器既可在患者力量不够的情况下自动给患者提供助力协助其运动，又可在患者在运动过程中突然发生痉挛的情况下，停止正向转动，然后反向缓慢转动，以减轻或缓解痉挛症状。
文档编号A63B23/035GK201223523SQ20082003545
公开日2009年4月22日 申请日期2008年5月6日 优先权日2008年5月6日
发明者宏 施 申请人:南京康龙威康复医学工程有限公司