上肢协调康复训练装置的制作方法

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种上肢协调康复训练装置。

背景技术：

随着医疗技术的不断发展，康复治疗成为一门促进患者和残疾人身心功能康复的新的治疗学科，也是一门新的技术专业。它的目的是使人们能够尽可能地恢复日常生产、学习、工作和劳动，以及社会生活的能力，融入社会、改善生活质量。

由于脑血管病、脑外伤等病因导致上肢失去活动能力，上肢肌肉萎缩的患者，往往是借助外力被动运动进行康复训练，从而帮助患者恢复上肢力量。但现有的上肢康复训练辅具相对笨拙，不灵活，运动模式单一，训练动作种类比较少，运动幅度较小，操作枯燥，无法提高用户在使用设备时的兴趣，增加用户使用难度。

目前国内上肢康复训练设备在用于上肢运动功能障碍患者进行治疗和康复时存在诸多缺点和不足，主要是在对上肢康复训练时，未针对每个需要康复的患者身材的区别作出调整，个体适应性差，康复训练过程不够舒适。不能根据不同患者进行设备的调整或调整不方便，所支持的运动模式单一；而且舒适性差，不能较好的实现人机协调统一。

现有的主被动训练设备一般都采用电机驱动的模式，但电机驱动可能带来电机失控造成意外伤害的风险，同时电机的驱动和控制不太容易做到柔顺，自适应性不强；也有设备采用纯机械结构驱动或者重力驱动，训练方式和效果固定，灵活性不好。

现有设备的训练装置，特别是与用户接触的把手，扶手之类的装置，一般都不可更换，不同康复需求的病人往往被迫都统一使用同一装置进行训练，既带来患者训练过程中的不舒适，更让训练效果大打折扣，例如患有中风的患者手型各不相同，有的手型正常，可以采取通用的握具，有些手型收缩成鸡爪状，而此时应该使患者训练过程中，将手掌和手指尽可能分开，采用分指板比较合适，也有患者的手可能无力，抓握或者分指的形式都不太好，则可能考虑半球形状的握把并辅以捆绑措施，或者其他更合适的握具。

综上所述，目前国内上肢康复训练设备不能有效地解决上肢康复训练机在使用时不灵活、运动模式单一、训练动作种类较少、对患者体形的适应性差、握持部不能针对不同康复需求的问题。

技术实现要素：

本发明的一个目的是提供一种上肢协调康复训练装置，能够为患者提供灵活和多种模式的训练方式。

本发明的另一目的是提供一种上肢协调康复训练装置，能够调整设备的姿势以适应不同患者在体形的差异，

本发明的第三个目的是提供一种上肢协调康复训练装置，能够提供不同的训练动作。

本发明的第四个目的是提供一种上肢协调康复训练装置，能够更换握持部以针对不同康复的需求。

为解决上述技术问题，本发明的目的是这样实现的：

本发明所涉及的上肢协调康复训练装置，包括：

执行机构，所述的执行机构为两组，分别为左执行机构和右执行机构；所述的执行机构包括气缸、握持机构；所述的握持机构通过导向机构与气缸的气缸杆固定连接；

调节机构，包括距离调节装置、角度调节装置和高度调节装置；

气路单元，与气缸相连通，控制气缸的运动；

所述执行机构与距离调节装置相连接。

作为上述方案的进一步说明，所述的距离调节装置固定安装于主基板；所述的角度调节装置一端与主基板转动连接，另一端转动连接于下基板；所述的高度调节装置与下基板相连接；所述的主基板与下基板铰接。

作为上述方案的进一步说明，所述的距离调节装置包括电机、左丝杆轴、右丝杆轴，电机通过一传动轮带动左丝杆轴、右丝杆轴转动；所述的左丝杆轴、右丝杆轴上分别设置有左丝杆螺母、右丝杆螺母，且可带动左丝杆螺母、右丝杆螺母相向运动；所述的左丝杆螺母、右丝杆螺母分别与设置于直线导轨上的左滑块、右滑块相固定连接；所述的左滑块、右滑块分别可转动连接有支撑座。

作为上述方案的进一步说明，所述的距离调节装置的数量为两组，分别为第一距离调节装置和第二距离调节装置，其中第一距离调节装置上所设置的支撑座上固定连接有左执行机构、右执行机构，第二距离调节装置上所设置的支撑座与左执行机构、右执行机构通过直线导轨相连接。

作为上述方案的进一步说明，所述的所述的角度调节装置包括第一电动推杆，所述的第一电动推杆一端铰接于与主基板，另一端铰接与下基板。

作为上述方案的进一步说明，所述的高度调节装置包括第二电动推杆；所述的第二电动推杆上端与下基板固定连接，下端与承重底板固定连接，所述第二电动推杆外部套有3节相互嵌套的方形中空导向柱，分别为第一方形中空导向柱、第二方形中空导向柱和第三方形中空导向柱，所述第一方形中空导向柱一端与下基板固连，所述第三方形中空导向柱一端与承重底板固连。

作为上述方案的进一步说明，所述的握持机构包括连接座，连接座上固接有具有腔室的卡接台，卡接台上开设有与所述腔室连通的嵌入孔，嵌入孔内设有具有卡接部的手托，卡接部上设有凹槽一，所述腔室内设有套设在卡接部上的卡环及抵接在卡环上的压缩弹簧，卡环具有贯穿并凸出于所述腔室内壁的按压部，所述卡环可在腔室内移动，且未给予按压部施力时，卡环嵌卡在所述凹槽一内。

作为上述方案的进一步说明，所述的阻尼调节阀包括有直线电机、节流阀、位移传感器、控制器，节流阀包括有阀芯，阀芯固定连接直线电机的传动轴，阀芯与传动轴同轴，位移传感器的测量杆上设有传感器连接片，传感器连接片的一端固定连接测量杆，另一端固定连接阀芯，测量杆与阀芯同轴向，直线电机和位移传感器分别连接控制器。

作为上述方案的进一步说明，所述的气路单元，包括压力调节阀、供气切换阀、阻尼调节阀或换向电磁阀中的一种或几种。

本发明的有益效果是：本发明所涉及的上肢协调康复训练装置，通过握把可插拔的嵌设在卡接台上，便于拆卸安装，也方便对训练装置维护，能够针对不同患者对握持部的要求进行更换。能够使得该上肢协调康复训练装置能够适应不同患者在体形大小、身材高矮、训练姿势舒适性要求上的差别，可通过距离调节装置、角度调节装置和高度调节装置来调整上肢康复训练设备，来满足用户对于训练姿势的要求，不同的调节既可以增加训练舒适度，也可根据不同的设置制定个性化的训练方案，提高了该设备的适应性。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明的部分结构示意图；

图3是握持机构的结构示意图；

图4是图3的分解结构示意图；

图5是握持机构的内部结构示意图；

图6是卡接部的结构示意图；

图7是手托为柄状且安装前臂承托的结构示意图；

图8是手托为半球状且安装前臂承托的结构示意图；

图9是手托为分指板状且安装前臂承托的结构示意图；

图10是距离调节装置的结构示意图；

图11是第一、第二距离调节装置组合结构示意图；

图12是高度调节装置和角度调节装置配合结构示意图；

图13是第二电动推杆与下基板连接示意图；

图14是第一电动推杆的结构示意图；

图15是左、右执行机构角度变化示意图；

图16是左、右执行机构平行距离变化示意图。

图17是阻尼调节阀的结构示意图；

图18是阻尼调节阀的剖面图。

具体实施方式

下面结合附图和优选实施例对本发明进一步说明。

实施例

结合图1至图18，对本实施例件详细说明。本实施例所涉及的上肢协调康复训练装置，包括执行机构10、调节机构20和气路单元。

执行机构10为两组，分别为左执行机构213和右执行机构214。执行机构包括气缸、握持机构13。握持机构通过导向机构与气缸上所设置的气缸杆固定连接。气缸由缸体11和气缸杆12组成。导向机构为直线导轨。

握持机构13，包括连接座101，连接座101上固接有具有腔室102的卡接台103，卡接台103上开设有与所述腔室102连通的嵌入孔104，嵌入孔104内设有具有卡接部105的手托106，卡接部105上设有凹槽一107，所述腔室102内设有套设在卡接部105上的卡环108及抵接在卡环108上的压缩弹簧109，卡环108具有贯穿并凸出于所述腔室102内壁的按压部110，所述卡环108可在腔室102内移动，且未给予按压部110施力时，卡环108嵌卡在所述凹槽一107内。

在本实施方案中，首先，手托106安装在卡接台103内，卡接部105穿过嵌入孔104嵌设在腔室102内，压缩弹簧109抵接卡环108，使得卡环108嵌卡在凹槽一107内，手托106被“锁住”，无法直接从嵌入孔104内拔出，安装牢靠；若需要卸下手托106时，对按压部110施力，卡环108在腔室102内向压缩弹簧109一侧移动，压缩弹簧109被压缩，卡环108嵌设在凹槽一107内的部分脱离，手托106被“解锁”，并可直接从嵌入孔104内拔出，拆卸简单便捷。

进一步的，所述卡接部105上还设有环形凹槽二111，环形凹槽二111内转动连接有前臂承托112，前臂承托112安装在环形凹槽二111内，使患者训练时前臂承托112可以自由转动，仅对手臂前臂起到支撑作用，而不限制平面上的转动自由度。

进一步的，所述前臂承托112的形状为u型状，增大手臂与前臂承托112的贴合面积，提高舒适性。

进一步的，所述前臂承托112两侧设有条形孔113，用于穿过固定绑带，便于患者手臂的固定。

进一步的，所述卡接部105具有圆台114，圆台114设于所述凹槽一107和环形凹槽二111之间，圆台114的下圆环面抵在卡接台103上表面，起到支撑作用，上圆环面为前臂承托112的承载面，起到承载作用。

进一步的，所述卡接部105具有倒角115，方便卡接台103插入嵌入孔104内。

如图7至图9所示，本实施例所涉及的上肢协调康复训练装置的握持机构，进一步的，所述手托106的形状为柄状、半球状或分指板状，该三者实施例为优选实施例，并不排除具有其它形状的手托106上部而具有共有特征的手托106下部卡接部105的实施例，手托106上部的为柄状、半球状和分指板状结构可根据患者手部情况定制，其下部均设有卡接部105的特征，即可实现手托106方便快速可靠地插入握持机构内部，整体切换使用便捷。

本发明通过手托可插拔的嵌设在卡接台上，便于拆卸安装；通过卡接台内的卡环与压缩弹簧的联动作用，将手托夹持，给按压部施力，使卡环向压缩弹簧侧移动，卡环从凹槽内脱离，进形对手托的拆卸，安装时牢靠不脱落，且拆卸时简单便捷；通过不同形状手托均设有相同特征的卡接部，转换接口统一，便于切换安装；前臂承托的增设，使训练时前臂可抵靠在前臂承托上，减小训练时前臂需悬空所带来的不适，整体功能完善，实用性强。

调节机构20，包括距离调节装置、角度调节装置和高度调节装置。气路单元，包括压力调节阀、供气切换阀；气路单元与气缸相连通，控制气缸的运动。执行机构10与距离调节装置相连接。

距离调节装置包括电机201、左丝杆轴202、右丝杆轴203。电机201通过一传动轮209带动左丝杆轴202、右丝杆轴203转动。左丝杆轴202、右丝杆轴203分别设置有左丝杆螺母204、右丝杆螺母205，且可带动左丝杆螺母204、右丝杆螺母205相向运动，左丝杆螺母204、右丝杆螺母205分别与设置于直线导轨上的左滑块206、右滑块207相固定连接；左滑块206、右滑块207可在直线导轨上滑动，左滑块206、右滑块207上分别可转动连接有支撑座208。支撑座208固定连接有左执行机构213和右执行机构214。

电机201通过一同步带210带动传动轮209转动。传动轮209与左丝杆轴202、右丝杆轴203通过键连接。左丝杆螺母204、右丝杆螺母205分别与直线导轨上所设置的两个滑块通过丝杆螺母座相固定。

当电机201通过同步带210带动传动轮209，传动轮209带动左丝杆轴202、右丝杆轴203转动，左丝杆轴202、右丝杆轴203分别使得其上设置的左丝杆螺母204、右丝杆螺母205相向运动。左丝杆螺母204、右丝杆螺母205的相向运动，带动与之固定的左滑块206、右滑块207的相向运动，进而带动左执行机构213和右执行机构214的相向运动。所提及的左丝杆螺母204、右丝杆螺母205相向运动，是指左丝杆螺母204、右丝杆螺母205同时运动，且运动的方向相反，即同时向传动轮209的方向运动或者向背离传动轮209的方向运动，使得左丝杆螺母204、右丝杆螺母205的距离减少或增大。

距离调节装置的数量为两组，分别为第一距离调节装置211和第二距离调节212装置，其中第一距离调节装置211上所设置的支撑座208上固定连接有左执行机构213、右执行机构214，第二距离调节装置212上所设置的支撑座208与左执行机构213、右执行机构214通过直线导轨相连接。

当第一调节装置211与第二距离调节装置212的调节速度一致时，可实现对左执行机构213和右执行机构214在平行时距离的调节；当第一调节装置211与第二距离调节装置212的调节速度不一致时，可实现对左执行机构213和右执行机构214夹角的调节，来适应对上肢康复训练时的上肢夹角的需要。当第一调节装置211与第二距离调节212装置的调节速度不一致时，第二距离调节装置212可沿着与支撑座208相固定连接的直线导轨滑动，实现第一距离调节装置211和第二距离调节装置212夹角的调节。

上肢协调康复训练装置的调节机构20还包括角度调节装置。角度调节装置包括第一电动推杆217，第一电动推杆217一端与主基板215相铰接，另一端与下基板216相铰接；主基板215与下基板216通过合叶铰接。在本实施例中主基板为倾斜状，下基板216为呈水平状。第一电动推杆217的一端与主基板215的较低一端铰接。

角度调节装置还包括两个弹性支撑件，在本实施例中弹性支撑件为气弹簧218，气弹簧由气弹簧缸和气弹簧杆组成，气弹簧218中气弹簧杆的一端与与主基板215的较高一端相铰接，具有气弹簧缸的一端与下基板216相铰接。气弹簧218与第一电动推杆217交叉设置。

本实施例中所称的弹性支撑件为气弹簧218，但不限于气弹簧218，还可以包括能起到弹性支撑作用的部件，例如内置弹簧的伸缩杆。

上肢协调康复训练装置的调节机构还包括第二电动推杆219；第二电动推杆219与下基板216固定连接，可调节下基板216的高度。第二电动推杆219为一电机及连接在电机上可伸缩的杆件。

第二电动推杆219外部还设置有方形中空导向柱，分别为第一方形中空导向柱220、第二方形中空导向柱221、第三方形中空导向柱222。第一方形中空导向柱220、第二方形中空导向柱221、第三方形中空导向柱222嵌套设置，第一方形中空导向柱220与下基板216相固定连接，第三方形中空导向柱222和第二电动推杆219的下端与承重底座相223固定。当第二电动推杆运动219与第一方形中空导向柱220、第二方形中空导向柱221、第三方形中空导向柱222相配合可实现对下基板216的高度调节，进而实现整个设备的高度调节。

气路单元包括压力调节阀和供气切换阀，还包括气泵31和储气罐32，气泵31和储气罐32提供了气路单元中所需要的压力气体。气泵31和储气罐32位于上肢协调康复训练装置的底部与承重底座相固定连接，其外侧还设置有一壳体。壳体的底部还设置有自锁轮23。压力调节阀可调节供气的压力，供气切换阀可切换供气的方向。

气路单元还包括了阻尼调节阀16和换向电磁阀。如图17和18所示了阻尼调节阀，包括有直线电机302、节流阀301、位移传感器308、控制器，节流阀301包括有阀芯303，阀芯303固定连接直线电机302的传动轴304，阀芯303与传动轴304同轴，位移传感器308的测量杆309上设有传感器连接片310，传感器连接片310的一端固定连接测量杆310，另一端固定连接阀芯303，测量杆309与阀芯303同轴向，直线电机302和位移传感器308分别连接控制器。直线电机302和节流阀301通过连接架311可拆卸的固定连接。位移传感器308通过固定座313可拆卸的固定在节流阀301上。直线电机302带动阀芯303前移、后退或停止，控制流经节流阀301的流体流量变大或变小，位移传感器308将阀芯303的位置及变化量反馈给控制器，控制器控制直线电机302正转或反转，驱动驱动轴304前移、后退或停止，从而带动阀芯303前移、后退或停止。直线电机302、节流阀301、位移传感器308、控制器形成闭环监测控制，精确控制节流阀301的流量，对流经节流阀301的流体形成比例调节。任何需要对流体进行精确控制的装置设备，均可利用本实施的阻尼调节阀进行调节控制。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。