專利名稱：擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，特別涉及一種擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一些常見中老年疾病(如中風(fēng)、偏癱、老年癡呆)患者和殘疾患者的康復(fù)治療的傳統(tǒng)方法是醫(yī)師對患者進(jìn)行手把手的訓(xùn)練。這種訓(xùn)練方式存在如下一些問題首先，一名治療師只能同時(shí)對一名患者進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，訓(xùn)練效率低下，并且由于治療師自身的原因，可能無法保證患者得到足夠的訓(xùn)練強(qiáng)度，治療效果多取決于治療師的經(jīng)驗(yàn)和水平；其次，不能精確控制和記錄訓(xùn)練參數(shù)(運(yùn)動(dòng)速度、軌跡、強(qiáng)度等)，不利于治療方案的確定和改進(jìn)；再有， 康復(fù)評價(jià)指標(biāo)不夠客觀，不利于偏癱患者神經(jīng)康復(fù)規(guī)律的深入研究；還有，不能向患者提供實(shí)時(shí)直觀的反饋信息，訓(xùn)練過程不具吸引力，患者被動(dòng)接受治療，參與治療的主動(dòng)性不夠。 中國專利申請201110021987. 1號給出了一種“基于磁粉制動(dòng)器的上肢康復(fù)裝置”，它包括機(jī)箱，控制箱，調(diào)節(jié)主箱，顯示器支架，機(jī)械臂，顯示器和底座。雖然整個(gè)設(shè)備的娛樂性和安全性較好，但是由于僅僅具有被動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式，只能在康復(fù)訓(xùn)練時(shí)通過機(jī)械臂給患者一個(gè)阻力作用，患者只能做被動(dòng)和阻尼模式的康復(fù)訓(xùn)練，而不能由機(jī)械臂帶動(dòng)患者手臂進(jìn)行主動(dòng)模式的康復(fù)訓(xùn)練，從而對某些患者不能適用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種擁有主動(dòng)、被動(dòng)兩種訓(xùn)練模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)更佳的康復(fù)訓(xùn)練效果。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括手柄，機(jī)械臂，主軸，編碼器，計(jì)算機(jī)，顯示器，電機(jī)，離合器，聯(lián)軸器，帶輪，帶輪軸，同步齒形帶，康復(fù)裝置底座；其中手柄帶有力測量功能，計(jì)算機(jī)包括信號采集模塊，控制模塊，評估報(bào)告模塊， 閾值判斷模塊及游戲數(shù)據(jù)庫；連接關(guān)系為手柄安裝在機(jī)械臂一端，機(jī)械臂的另一端與主軸相連，主軸通過帶輪及同步齒形帶與帶輪軸相連，帶輪軸頂端安有編碼器，帶輪軸的下端與離合器固定，離合器與電機(jī)通過聯(lián)軸器相連，主軸與支架的前側(cè)面固連，支架的上端安裝顯示器，支架的下端與康復(fù)裝置底座相連，計(jì)算機(jī)接收由手柄及編碼器發(fā)出的信號，并控制電機(jī)與離合器的運(yùn)動(dòng)， 計(jì)算機(jī)與顯示器相連，顯示器通過支架與康復(fù)裝置底座相連，計(jì)算機(jī)內(nèi)包含的信號采集模塊接收由手柄及編碼器發(fā)出的信號，對信號進(jìn)行處理后，信號采集模塊將信息傳送到控制模塊，控制模塊一方面將信息傳送給閾值判斷模塊和評估報(bào)告模塊，一方面控制電機(jī)與離合器運(yùn)動(dòng)，同時(shí)輸出信號給顯示器。工作過程主動(dòng)模式第一步首先調(diào)整機(jī)械臂至適合位置，將上肢放在機(jī)械臂上，并握住手柄；
第二步從計(jì)算機(jī)的游戲數(shù)據(jù)庫調(diào)取與治療方案相適應(yīng)的游戲，游戲畫面出現(xiàn)在在顯示器上，提示患者操作步驟；同時(shí)由計(jì)算機(jī)的控制模塊根據(jù)該治療方案的相關(guān)參數(shù)發(fā)出信號給電機(jī)和離合器，使其產(chǎn)生一個(gè)力矩，所述力矩通過帶輪、帶輪軸、同步齒形帶經(jīng)主軸傳給機(jī)械臂，機(jī)械臂帶動(dòng)手柄圍繞主軸做平面運(yùn)動(dòng)；在訓(xùn)練過程中，手柄采集患者被施力的信息，編碼器采集機(jī)械臂經(jīng)主軸傳遞給帶輪、帶輪軸、同步齒形帶的轉(zhuǎn)角信息，將信息通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給閾值安全模塊和評估報(bào)告模塊，閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送停止信號給控制模塊，控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給離合器及電機(jī)， 完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令離合器和電機(jī)按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，，供患者或相關(guān)人員參考。被動(dòng)模式第一步根據(jù)患者的情況，對計(jì)算機(jī)內(nèi)的閾值安全模塊設(shè)定范圍；第二步調(diào)整機(jī)械臂至適合位置，將上肢放在機(jī)械臂上，并握住手柄；第三步工作人員從計(jì)算機(jī)的游戲數(shù)據(jù)庫調(diào)取與治療方案相適應(yīng)的游戲，游戲畫面顯示在顯示器上，提示患者操作步驟；同時(shí)由計(jì)算機(jī)的控制模塊根據(jù)該治療方案的相關(guān)參數(shù)發(fā)出信號傳輸給電機(jī)和離合器，使其按照治療方案產(chǎn)生一個(gè)阻力矩，阻力矩通過帶輪、 帶輪軸、同步齒形帶經(jīng)主軸傳給機(jī)械臂上的手柄，使患者感受到阻力影響。阻力傳輸給手柄，患者根據(jù)阻力施加反方向作用力，手柄測得施力值，同時(shí)編碼器采集機(jī)械臂經(jīng)主軸傳遞給帶輪、帶輪軸、同步齒形帶的轉(zhuǎn)角信息，將信息通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給閾值安全模塊和評估報(bào)告模塊，閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送停止信號給控制模塊，控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給離合器及電機(jī)，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令離合器和電機(jī)按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，供患者或相關(guān)人員參考。有益效果本發(fā)明相對以往設(shè)備，提供了對康復(fù)患者的主動(dòng)作用力，使機(jī)械臂可以帶動(dòng)患者手臂做主動(dòng)模式的康復(fù)訓(xùn)練，系統(tǒng)具有安全保護(hù)性能，并可輸出訓(xùn)練報(bào)告；整個(gè)系統(tǒng)設(shè)有可調(diào)節(jié)角度和高度的裝置，可以針對患者條件調(diào)整，以達(dá)到更好的康復(fù)訓(xùn)練效果。


附圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例機(jī)械結(jié)構(gòu)圖；附圖3為本發(fā)明實(shí)施例中機(jī)械臂結(jié)構(gòu)圖；附圖4為本發(fā)明實(shí)施例中電機(jī)、離合器、主軸等的主視圖；附圖5為附圖4的后視附圖6為附圖4的右剖視圖；附圖7為附圖4的半剖視圖；附圖8為本發(fā)明實(shí)施例中主軸與機(jī)械臂連接結(jié)構(gòu)圖。圖中，106-顯示器；102-機(jī)械臂；101-手柄；103-主軸；105-計(jì)算機(jī)；8-平衡塊； 10-連桿關(guān)節(jié)；11-連桿關(guān)節(jié)；13-連桿；14-連接關(guān)節(jié)；15-連接關(guān)節(jié)；16-連桿關(guān)節(jié)；17-連桿關(guān)節(jié)；18-滾動(dòng)軸承；19-連桿；20-連桿；21-連桿；22-連桿關(guān)節(jié)；23-連桿關(guān)節(jié)；24-連桿關(guān)節(jié)；25-連桿關(guān)節(jié)；26-連桿；29-主軸內(nèi)軸；30-主軸外軸；33-外軸帶輪；34-手輪； 35-伸縮桿；36-同步齒形帶；104-編碼器；39-軸承支架；40-小帶輪；41-電機(jī)軸整體固定板；108-離合器；44-離合器固定板；45-聯(lián)軸器；46-電機(jī)固定板；107-電機(jī)；48-左側(cè)支架板；49-右側(cè)支架板；50-固定板；51-張緊調(diào)節(jié)板；52-螺栓；61-渦輪；64-蝸桿；67-帶輪軸；68-編碼器固定板。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明和解釋。圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例機(jī)械結(jié)構(gòu)圖，其中，手柄手柄101帶有力測量功能安裝在機(jī)械臂102上，其能將測力值傳輸?shù)接?jì)算機(jī) 101的信號采集模塊，信號采集模塊將信號處理后，傳輸給控制模塊內(nèi)的評估報(bào)告模塊，形成報(bào)告；機(jī)械臂機(jī)械臂102為平行連桿機(jī)構(gòu)，平衡塊8通過滾動(dòng)軸承與連桿關(guān)節(jié)10和連桿關(guān)節(jié)11相連接，連桿13 —端通過緊固螺釘安裝在連桿關(guān)節(jié)11和連桿關(guān)節(jié)14上；連桿21 與連桿關(guān)節(jié)25和連桿關(guān)節(jié)14相連；連桿20穿過連桿關(guān)節(jié)16，安裝在連桿關(guān)節(jié)10和連桿關(guān)節(jié)22上，連桿關(guān)節(jié)16固定在與連桿關(guān)節(jié)14相對應(yīng)的位置上；連桿沈穿過連桿關(guān)節(jié)24， 安裝在連桿關(guān)節(jié)23上，其另一端與手柄101相連；連桿關(guān)節(jié)17通過滾動(dòng)軸承18與連桿關(guān)節(jié)16連接以后，連桿19的安裝在連桿關(guān)節(jié)17和連桿關(guān)節(jié)15上，，機(jī)械臂102上的連接關(guān)節(jié)15和關(guān)節(jié)14分別與所述內(nèi)主軸四和外主軸30相固連；主軸主軸103包括內(nèi)主軸四和套在其外的外主軸30，主軸103安有一伸縮桿35 插在康復(fù)裝置底座上并用緊固螺釘固定，主軸103通過主軸軸承座固定在側(cè)支架板上；編碼器編碼器104為兩套，通過帶輪軸67緊固在兩套離合器108的輸出軸上， 輸出軸與主軸103通過小帶輪40、同步齒形帶36相連，機(jī)械臂102轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角度通過主軸 103與編碼器104的連接，可由編碼器104測得；離合器離合器108為兩套，通過聯(lián)軸器45與兩套電機(jī)107相連；電機(jī)電機(jī)107為兩套，一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸通過小帶輪40、同步齒形帶36、外軸帶輪 33與外主軸30傳動(dòng)，一個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng)軸通過小帶輪、同步齒形帶、內(nèi)軸帶輪與內(nèi)主軸四傳動(dòng)；計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)105包括信號采集模塊、控制模塊、閾值安全模塊、評估記錄模塊， 游戲數(shù)據(jù)庫；信號采集模塊收集由手柄101及編碼器104傳送的信號，處理后，將信號傳送給控制器內(nèi)的閾值安全模塊及評估記錄模塊；控制模塊控制電機(jī)107和離合器108的運(yùn)轉(zhuǎn)；閾值安全模塊，若超出閾值，閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊發(fā)送制動(dòng)指令給離合器108及電機(jī)107，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制器正常運(yùn)轉(zhuǎn)；其中閾值為患者對手柄101施加的最大力值及操作機(jī)械臂的最大轉(zhuǎn)角值；游戲數(shù)據(jù)庫預(yù)存多種不同等級的康復(fù)訓(xùn)練游戲；每套電機(jī)107、編碼器104、離合器108的連接關(guān)系為電機(jī)軸通過緊固螺釘固定在離合器108的輸出軸上，小帶輪40固定在帶輪軸67上，編碼器104的空心軸與帶輪軸67 的一端相固定，帶輪軸67的另一端與離合器108的輸出軸固定，編碼器固定板68將編碼器 104整體固定在軸承支架39上，離合器108的法蘭輸出端和聯(lián)軸器45的一端相連，而電機(jī) 107的輸出軸則通過銷與聯(lián)軸器45的另一端相連，離合器108固定在離合器固定板44上， 電機(jī)107固定在電機(jī)固定板46上，所有的固定板都通過螺釘固定在電機(jī)軸整體固定板41 上；手輪；34固定在蝸桿64上，而蝸桿64固定在蝸桿軸承座上，通過螺紋副與蝸輪61相傳動(dòng)，主軸軸承座、蝸桿軸承座通過多個(gè)緊固螺釘固定在左側(cè)支架板48和右側(cè)支架板49上， 這兩個(gè)支架板在固定在了固定板50上，通過張緊調(diào)節(jié)板51上的旋轉(zhuǎn)螺栓52可以調(diào)整整個(gè)電機(jī)軸的位置。工作方式患者首先需調(diào)節(jié)機(jī)械臂102的角度與高度，通過轉(zhuǎn)動(dòng)手輪34帶動(dòng)蝸桿64，蝸輪61 會(huì)隨著蝸桿64上外螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂102的角度；調(diào)整伸縮桿35與康復(fù)裝置底座固連處設(shè)有緊固螺釘位置，可調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂102的高度。患者接著調(diào)整伸縮桿35在康復(fù)裝置底座4的位置使與伸縮桿連接的主軸整體與機(jī)械臂部分成仰角45°作前后調(diào)整，調(diào)整后用限位裝置將其固定；如發(fā)現(xiàn)該康復(fù)裝置的同步齒形帶不適合，則旋緊螺栓52，張緊調(diào)節(jié)板51會(huì)被推離固定板50，同時(shí)也會(huì)帶著和電機(jī)軸整體固定板41固定在一起的電機(jī)軸向遠(yuǎn)離主軸103的方向移動(dòng)；當(dāng)旋出螺栓52時(shí)，電機(jī)軸就會(huì)向靠近主軸的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)電機(jī)軸到達(dá)適當(dāng)?shù)奈恢脮r(shí)，旋緊固定板50上的緊固螺釘就可以固定住電機(jī)軸了通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)螺栓調(diào)節(jié)同步齒輪帶的張緊度，使其符合需要。患者將手臂放在機(jī)械臂102上并握住手柄 101 ；被動(dòng)訓(xùn)練模式下，工作人員從計(jì)算機(jī)105的游戲數(shù)據(jù)庫調(diào)取游戲，游戲畫面顯示在顯示器106上，提示患者操作步驟；同時(shí)由計(jì)算機(jī)105的控制模塊發(fā)出信號傳輸給電機(jī) 107和離合器108，使其按照治療方案產(chǎn)生阻力矩，阻力矩通過兩套所述電機(jī)107的驅(qū)動(dòng)軸部分通過小帶輪40與同步齒形帶36連接分別驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)主軸四和所述外主軸30傳給機(jī)械臂102上的手柄101，使患者感受到阻力影響。主軸103傳給機(jī)械臂102上的手柄101， 使患者感受到阻力影響。阻力傳輸給手柄101，患者根據(jù)阻力施加反方向作用力，手柄101 測得施力值，同時(shí)編碼器104采集機(jī)械臂102的轉(zhuǎn)角信息，將信息通過計(jì)算機(jī)105內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給閾值安全模塊和評估報(bào)告模塊，閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施， 發(fā)送停止信號給控制模塊，控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給離合器108及電機(jī)107，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令離合器108和電機(jī)107按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，供患者或相關(guān)人員參考。主動(dòng)訓(xùn)練模式下，可將患者手臂放在帶有力測量功能的手柄101上，并從計(jì)算機(jī)105的數(shù)據(jù)庫內(nèi)調(diào)取康復(fù)方案，游戲畫面出現(xiàn)在在顯示器106上，提示患者操作步驟；同時(shí)由計(jì)算機(jī)105的控制模塊發(fā)出信號給電機(jī)107和離合器108按照治療方案產(chǎn)生一個(gè)力矩， 力矩通過兩套所述電機(jī)107的驅(qū)動(dòng)軸部分通過小帶輪40與同步齒形帶36連接分別驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)主軸四和所述外主軸30傳給機(jī)械臂102上的手柄101，機(jī)械臂102帶動(dòng)手柄101圍繞主軸103做平面運(yùn)動(dòng)；在訓(xùn)練過程中，手柄101采集患者被施力的信息，編碼器104采集機(jī)械臂102的轉(zhuǎn)角信息，將信息通過計(jì)算機(jī)105內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給閾值安全模塊和評估報(bào)告模塊，閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送停止信號給控制模塊，控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給離合器108及電機(jī)107，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令離合器108和電機(jī)107按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，供患者或相關(guān)人員參考。 綜上所述，以上僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。 凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括手柄(101)，機(jī)械臂(102)，主軸 (103)，編碼器(104)，計(jì)算機(jī)(105)，顯示器(106)，電機(jī)(107)，離合器(108)，聯(lián)軸器(45)， 帶輪，帶輪軸，同步齒形帶(36)；其中所述手柄(101)帶有力測量功能，所述計(jì)算機(jī)(105) 包括信號采集模塊，控制模塊，評估報(bào)告模塊，閾值判斷模塊及游戲數(shù)據(jù)庫；其特征在于連接關(guān)系為所述手柄(101)安裝在所述機(jī)械臂(102) —端，所述機(jī)械臂(102)的另一端與所述主軸(10 相連，所述主軸(10 通過所述帶輪及所述同步齒形帶(36)與所述帶輪軸相連，所述帶輪軸頂端安有所述編碼器(104)，所述帶輪軸的下端與所述離合器(108) 固定，所述離合器(108)與所述電機(jī)(107)通過所述聯(lián)軸器0 相連，主軸與支架的前側(cè)面固連，支架的上端安裝所述顯示器(106)，支架的下端與康復(fù)裝置底座相連，所述計(jì)算機(jī) (105)接收由所述手柄(101)及所述編碼器(104)發(fā)出的信號，并控制所述電機(jī)(107)與所述離合器(108)的運(yùn)動(dòng)，所述計(jì)算機(jī)(10 與所述顯示器(106)相連，所述計(jì)算機(jī)(105)內(nèi)包含的所述信號采集模塊接收由所述手柄(101)及所述編碼器(104)發(fā)出的信號，對信號進(jìn)行處理后，所述信號采集模塊將信息傳送到所述控制模塊，所述控制模塊一方面將信息傳送給所述閾值判斷模塊和所述評估報(bào)告模塊，一方面控制所述電機(jī)(107)與所述離合器 (108)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)輸出信號給所述顯示器(106)。
2.如權(quán)利要求1所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征為被動(dòng)模式第一步根據(jù)患者的情況，對所述計(jì)算機(jī)(105)內(nèi)的閾值安全模塊設(shè)定范圍；第二步調(diào)整所述機(jī)械臂(10 至適合位置，將上肢放在所述機(jī)械臂(10 上，并握住所述手柄(101)；第三步從所述計(jì)算機(jī)(105)的游戲數(shù)據(jù)庫調(diào)取與治療方案相適應(yīng)的游戲，游戲畫面顯示在所述顯示器(106)上，提示患者操作步驟；同時(shí)由所述計(jì)算機(jī)(10 的所述控制模塊根據(jù)該治療方案的相關(guān)參數(shù)發(fā)出信號傳輸給所述電機(jī)(107)和所述離合器(108)，使其產(chǎn)生一個(gè)阻力矩，所述阻力矩通過所述帶輪、所述帶輪軸、所述同步齒形帶(36)經(jīng)所述主軸(103)傳給所述機(jī)械臂(102)上的所述手柄(101)，使患者感受到阻力影響；阻力傳輸給所述手柄(101)，患者根據(jù)阻力施加反方向作用力，所述手柄(101)測得施力值，同時(shí)所述編碼器(104)采集所述機(jī)械臂(10 經(jīng)所述主軸(10 傳遞給所述帶輪、所述帶輪軸、所述同步齒形帶(36)的轉(zhuǎn)角信息，將信息通過所述計(jì)算機(jī)(105)內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給所述閾值安全模塊和所述評估報(bào)告模塊，所述閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，所述閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送停止信號給所述控制模塊，所述控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給所述離合器(108)及所述電機(jī)(107)，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令所述離合器(108)和所述電機(jī)(107)按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，供患者或相關(guān)人員參考。
3.如權(quán)利要求1所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征為主動(dòng)模式第一步首先調(diào)整所述機(jī)械臂(102)至適合位置，將上肢放在所述機(jī)械臂(102)上，并握住所述手柄(101)；第二步從所述計(jì)算機(jī)(105)的游戲數(shù)據(jù)庫調(diào)取與治療方案相適應(yīng)的游戲，游戲畫面出現(xiàn)在在顯示器(106)上，提示患者操作步驟；同時(shí)由所述計(jì)算機(jī)(10 的控制模塊根據(jù)該治療方案的相關(guān)參數(shù)發(fā)出信號給所述電機(jī)(107)和所述離合器(108)，使其產(chǎn)生一個(gè)指定力矩，所述力矩通過所述帶輪、所述帶輪軸、所述同步齒形帶(36)經(jīng)所述主軸(10 傳給所述機(jī)械臂(102)，所述機(jī)械臂(102)帶動(dòng)所述手柄(101)圍繞所述主軸(103)做平面運(yùn)動(dòng)； 在訓(xùn)練過程中，所述手柄(101)采集患者被施力的信息，所述編碼器(104)采集所述機(jī)械臂 (102)經(jīng)所述主軸(10 傳遞給所述帶輪、所述帶輪軸、所述同步齒形帶(36)的轉(zhuǎn)角信息， 將信息通過所述計(jì)算機(jī)(105)內(nèi)的信號采集模塊進(jìn)行信號處理后，經(jīng)控制模塊同時(shí)傳送給所述閾值安全模塊和所述評估報(bào)告模塊，所述閾值安全模塊將信號與事先設(shè)定的閾值進(jìn)行對比，若超出閾值，所述閾值安全模塊將會(huì)啟動(dòng)安全措施，發(fā)送停止信號給所述控制模塊， 所述控制模塊同時(shí)發(fā)送停止信息給所述離合器(108)及所述電機(jī)(107)，完成安全保護(hù)措施；如果在閾值范圍之內(nèi)，閾值安全模塊將發(fā)送信號給控制模塊，控制模塊命令所述離合器 (108)和所述電機(jī)(107)按設(shè)定的治療方案正常運(yùn)轉(zhuǎn)；同時(shí)控制模塊將由信號采集模塊收集的受力信息及轉(zhuǎn)角信息發(fā)送給評價(jià)報(bào)告模塊，評估報(bào)告模塊記錄所有康復(fù)訓(xùn)練過程中產(chǎn)生的信息，按設(shè)定模式形成報(bào)告，供患者或相關(guān)人員參考。
4.如權(quán)利要求1或權(quán)利要求2或權(quán)利要求3所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是所述主軸(10 包括內(nèi)主軸09)和套在其外的外主軸(30)，所述主軸(10 安有一伸縮桿(3 插在康復(fù)裝置底座上并用緊固螺釘固定，所述主軸(10 通過主軸軸承座固定在側(cè)支架板上；所述電機(jī)(107)和所述離合器(108)為兩套，兩套所述電機(jī)(107)的電機(jī)軸通過小帶輪GO)與同步齒形帶(36)連接分別驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)主軸09)和所述外主軸(30)；所述編碼器(104)為兩個(gè)，分別設(shè)置在兩個(gè)所述離合器(108)；每套所述電機(jī)(107)、所述編碼器(104)、所述離合器(108)的連接關(guān)系為電機(jī)軸通過緊固螺釘固定在離合器G3) 的輸出軸上，所述小帶輪GO)固定在帶輪軸(67)上，所述編碼器(104)的空心軸與所述帶輪軸(67)的一端相固定，所述帶輪軸(67)的另一端與所述離合器(108)的輸出軸固定，編碼器固定板(68)將所述編碼器(104)整體固定在軸承支架(39)上，離合器(108)的法蘭輸出端和聯(lián)軸器0 的一端相連，而所述電機(jī)(107)的輸出軸則通過銷與所述聯(lián)軸器G5) 的另一端相連，所述離合器(108)固定在離合器固定板G4)上，所述電機(jī)(107)固定在電機(jī)固定板G6)上，所有的固定板都通過螺釘固定在電機(jī)軸整體固定板Gl)上。
5.如權(quán)利要求4所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是所述主軸(10 包括內(nèi)主軸09)和套在其外的外主軸(30)，所述主軸(10 安有一伸縮桿(3 插在康復(fù)裝置底座上并用緊固螺釘固定，所述主軸(10 通過主軸軸承座固定在側(cè)支架板上；所述電機(jī)(107)和所述離合器(108)為兩套，兩套所述電機(jī)(107)的電機(jī)軸通過小帶輪GO)與同步齒形帶(36)連接分別驅(qū)動(dòng)所述內(nèi)主軸09)和所述外主軸(30)；所述編碼器(104)為兩個(gè)，分別設(shè)置在兩個(gè)所述離合器(108)；每套所述電機(jī)(107)、所述編碼器(104)、所述離合器(108)的連接關(guān)系為電機(jī)軸通過緊固螺釘固定在離合器G3)的輸出軸上，所述小帶輪GO)固定在帶輪軸(67)上，所述編碼器(104)的空心軸與所述帶輪軸(67)的一端相固定，所述帶輪軸(67)的另一端與所述離合器(108)的輸出軸固定，編碼器固定板(68)將所述編碼器(104)整體固定在軸承支架(39)上，離合器(108)的法蘭輸出端和聯(lián)軸器0 的一端相連，而所述電機(jī)(107)的輸出軸則通過銷與所述聯(lián)軸器G5) 的另一端相連，所述離合器(108)固定在離合器固定板G4)上，所述電機(jī)(107)固定在電機(jī)固定板G6)上，所有的固定板都通過螺釘固定在電機(jī)軸整體固定板Gl)上。
6.如權(quán)利要求1或2或3所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是設(shè)有一個(gè)調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂(10 高度與傾斜角度的裝置，所述手輪(34)固定在蝸桿(64)上，而所述蝸桿(64)固定在蝸桿軸承座上，通過螺紋副與蝸輪(61)相傳動(dòng)，所述手輪(34)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述蝸桿(64)，渦輪(61)會(huì)隨著所述蝸桿(64)上外螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂(102) 的角度；調(diào)整伸縮桿(3 與康復(fù)裝置底座固連處設(shè)有緊固螺釘位置，可調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂 (102)的高度。
7.如權(quán)利要求6所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是設(shè)有一個(gè)調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂(10 高度與傾斜角度的裝置，所述手輪(34)固定在蝸桿(64)上，而所述蝸桿(64)固定在蝸桿軸承座上，通過螺紋副與蝸輪(61)相傳動(dòng)，所述手輪(34)轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述蝸桿(64)，渦輪(61)會(huì)隨著所述蝸桿(64)上外螺紋轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂(10 的角度；調(diào)整伸縮桿(3 與康復(fù)裝置底座固連處設(shè)有緊固螺釘位置，可調(diào)節(jié)所述機(jī)械臂(102) 的高度。
8.如權(quán)利要求4所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是設(shè)有可調(diào)節(jié)所述同步齒形帶(36)張緊度的裝置，電機(jī)軸整體固定板Gl)與固定板(50)由螺栓(52) 固定，調(diào)節(jié)所述螺栓(52)，所述固定板(50)與張緊調(diào)節(jié)板(51)平行位移，帶動(dòng)裝有所述電機(jī)軸的電機(jī)軸整體固定板Gl)移動(dòng)。
9.如權(quán)利要求1或2或3所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是所述機(jī)械臂(10 為平行連桿機(jī)構(gòu)，平衡塊(8)通過滾動(dòng)軸承與連桿關(guān)節(jié)(10)和連桿關(guān)節(jié)(11) 相連接，連桿(1 一端通過緊固螺釘安裝在所述連桿關(guān)節(jié)(11)和連桿關(guān)節(jié)(14)上；連桿 (21)與連桿關(guān)節(jié)0 和所述連桿關(guān)節(jié)(14)相連；連桿O0)穿過連桿關(guān)節(jié)(16)，安裝在連桿關(guān)節(jié)(10)和連桿關(guān)節(jié)0 上，所述連桿關(guān)節(jié)(16)固定在與所述連桿關(guān)節(jié)(14)相對應(yīng)的位置上；連桿06)穿過連桿關(guān)節(jié)(M)，安裝在連桿關(guān)節(jié)上，其另一端與所述手柄(101)相連；連桿關(guān)節(jié)(17)通過滾動(dòng)軸承(18)與所述連桿關(guān)節(jié)(16)連接以后，連桿(19) 的安裝在所述連桿關(guān)節(jié)(17)和連桿關(guān)節(jié)(1 上；所述機(jī)械臂(10 上的連接關(guān)節(jié)(15)和連接關(guān)節(jié)(14)分別與所述內(nèi)主軸09)和外主軸(30)相固連。
10.如權(quán)利要求9所述的擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征是所述機(jī)械臂(102)為平行連桿機(jī)構(gòu)，平衡塊(8)通過滾動(dòng)軸承與連桿關(guān)節(jié)(10)和連桿關(guān)節(jié)(11)相連接，連桿(13) —端通過緊固螺釘安裝在所述連桿關(guān)節(jié)(11)和連桿關(guān)節(jié)(14)上；連桿與連桿關(guān)節(jié)0 和所述連桿關(guān)節(jié)(14)相連；連桿O0)穿過連桿關(guān)節(jié)(16)，安裝在連桿關(guān)節(jié)(10)和連桿關(guān)節(jié)0 上，所述連桿關(guān)節(jié)(16)固定在與所述連桿關(guān)節(jié)(14)相對應(yīng)的位置上；連桿06)穿過連桿關(guān)節(jié)(M)，安裝在連桿關(guān)節(jié)上，其另一端與所述手柄(101) 相連；連桿關(guān)節(jié)(17)通過滾動(dòng)軸承(18)與所述連桿關(guān)節(jié)(16)連接以后，連桿(19)的安裝在所述連桿關(guān)節(jié)(17)和連桿關(guān)節(jié)(1 上；所述機(jī)械臂(10 上的連接關(guān)節(jié)(1 和連接關(guān)節(jié)(14)分別與所述內(nèi)主軸(29)和外主軸(30)相固連。
全文摘要
本發(fā)明屬于醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，特別涉及一種擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)。其技術(shù)方案是一種擁有主被動(dòng)模式的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)，包括手柄，機(jī)械臂，主軸，編碼器，計(jì)算機(jī)，顯示器，電機(jī)，離合器，聯(lián)軸器，帶輪，帶輪軸，同步齒形帶，康復(fù)裝置底座。本發(fā)明相對以往設(shè)備，提供了對康復(fù)患者的主動(dòng)作用力，使機(jī)械臂可以帶動(dòng)患者手臂做主動(dòng)模式的康復(fù)訓(xùn)練，以達(dá)到更好的康復(fù)訓(xùn)練效果，并在計(jì)算機(jī)內(nèi)部設(shè)有閾值安全模塊，可增強(qiáng)患者康復(fù)訓(xùn)練的安全性。
文檔編號A61H1/00GK102499853SQ20111036500
公開日2012年6月20日 申請日期2011年11月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月17日
發(fā)明者姜乃夫, 戴亞平, 金英 申請人:北京理工大學(xué)