一种人体上肢功能自动辅助恢复设备制造技术

本发明专利技术涉及一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，包括控制系统以及两个相对设置的人体上肢辅助恢复装置；所述人体上肢辅助恢复装置固定在座椅上，所述控制系统用于对所述人体上肢辅助恢复装置的运转自动控制；每个所述人体上肢辅助恢复装置包括有肩关节侧展单元、肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元。本发明专利技术能够实现三个自由度的控制配合使用，能够通过程序设定更加专业的康复训练动作，从而实现对上肢不便的患者进行更好的训练。

【技术实现步骤摘要】
一种人体上肢功能自动辅助恢复设备
本专利技术属于医疗辅助康复器械
，具体涉及一种人体上肢功能自动辅助恢复设备。
技术介绍
当前，并没有太多针对于中风、长期卧床等上肢肌肉萎缩而失去运动能力的上肢康复训练设备。而在已有的设备中，主要有两类产品：一类是牵引型康复设备，另一类是座椅型的人工辅助康复设备。在当前所应用的这两类设备中，牵引类的只能进行单一的运动，即只能进行简单的恢复动作。同时牵引类的恢复设备所针对的适用人群仅限于肌肉损伤较少，仍然可以进行运动的患者。因此适用范围有限。而座椅型康复设备尽管相对于牵引类设备而言，其适用的人群更广泛，但却不能进行自主运动，而且关节自由度较低。因此，仍然不能实现全功能的上肢康复自由度要求。上述两种器具，在整个康复训练的过程中均需要由其他人辅助进行动作。不仅消耗人力，使用过程复杂，而且不能很好地控制康复动作及运动量。而且当前的这两类设备均为纯机械结构的设备，整个设备只有很少的自动化系统加入，因此，自动化程度较低。总之，当前上肢康复训练设备自动化程度较低，康复效果不尽理想。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述的技术问题而提供一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，其通过模拟人体上肢的关节运动进行康复训练，能够有效地帮助瘫痪患者进行避免上肢功能丧失和上肢肌肉康复训练。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，包括控制系统以及两个相对设置的人体上肢辅助恢复装置；所述人体上肢辅助恢复装置固定在座椅上，所述控制系统用于对所述人体上肢辅助恢复装置的运转自动控制；每个所述人体上肢辅助恢复装置包括有肩关节侧展单元、肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展单元包括具有限位功能的肩关节侧展推杆，所述肩关节侧展推杆安装在肩关节背部连接板上，通过肩关节传动连接件连接所述肩关节屈伸单元；所述肩关节屈伸单元连接所述肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展推杆通过伸缩运动带动所述肩关节屈伸单元、肘关节屈伸单元动作实现在第一自由度范围内进行伸展；所述肩关节屈伸单元包括肩关节屈伸舵机、肩关节上臂连接板；所述肩关节屈伸舵机经肩关节屈伸传动部件连接所述肩关节上臂连接板，带动所述肩关节上臂连接板在肩关节屈伸限位保护器限制下在第二自由度范围内屈伸运动；所述肩关节屈伸舵机连接所述肩关节传动连接件；所述肘关节屈伸单元包括肘关节屈伸舵机、肘关节小臂连接板；所述肘关节屈伸舵机通过肘关节屈伸传动件连接所述肘关节小臂连接板，驱动所述肘关节小臂连接板在肘关节限位保护器限定下在第三自由度范围内屈伸运动；所述肘关节屈伸单元通过肘关节屈伸舵机固定板连接所述肩关节屈伸单元。所述肘关节限位保护器限制所述肘关节小臂连接板的屈伸角度范围为0-90°，所述肩关节屈伸限位保护器限制的屈伸角度范围为0-120°，所述肩关节侧展推杆可推动所述肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元在0-90°范围内动作。所述肘关节限位保护器包括一肘关节限位保护板，所述肘关节限位保护板上设有弧形的肘关节限位保护孔；所述肘关节屈伸传动件包括有一个肘关节屈伸限位杆，所述肘关节屈伸限位杆上安装角度传感器，所述肘关节屈伸限位杆装在所述肘关节限位保护孔内；所述肩关节屈伸限位保护器包括一肩关节限位保护板，所述肩关节限位保护板上设有弧形的肩关节限位保护孔；所述肩关节屈伸传动部件包括有一个肩关节屈伸限位杆，所述肩关节屈伸限位杆上安装角度传感器，所述肩关节屈伸限位杆装在所述肩关节限位保护孔内。所述肩关节传动连接件包括第一连接件、第二连接件、第三连接件；所述第三连接件为一L形板，所述第一连接件包括U形部，所述U形部与所述肩关节侧展推杆活动连接，所述U形部的底部通过一连接部与所述第三连接件位置可调节固定；所述第二连接件为L形状的转动件，一端与所述连接部连接，另一端与所述肩关节背部连接板连接固定；在所述肩关节侧展推杆带动下，所述第一连接件可绕所述第二连接件旋转动作。所述肘关节小臂连接板、肩关节上臂连接板分别连接小臂弧形支撑板、上臂弧形支撑板。所述小臂弧形支撑板、上臂弧形支撑板上设有束缚带。所述束缚带上设有按摩震动电机。所述控制系统包括遥控器以及单片机控制器，所述单片机控制器与舵机控制单元相连接，所述舵机控制单元与所述肩关节屈伸舵机、肘关节屈伸舵机电连接；所述遥控器与所述单片机控制器连接，实现对所述人体上肢辅助恢复装置的遥控操作控制。所述单片机控制器连接用于在所述人体上肢辅助恢复装置运转出现异常时进行报警的声音报警器、用于向外部监控设备无线发送运动康复数据及报警信息数据的无线发送装置以及用于实现人机交互功能的显示屏。两个所述人体上肢辅助恢复装置分别通过所述肩关节背部连接板相对安装固定在所述座椅上。本专利技术能够实现三个自由度的控制配合使用，能够通过程序设定更加专业的康复训练动作，从而实现对上肢不便的患者进行更好的训练。附图说明图1所示为本专利技术实施例提供的一个人体上肢辅助恢复装置的后视结构示意图；图2所示为本专利技术实施例提供的一个人体上肢辅助恢复装置的主视结构示意图；图3所示为肩关节侧展推杆与肩关节传动连接件的连接示意图；图4所示为肩关节屈伸单元的放大示意图；图5所示为肘关节屈伸单元的放大示意图；图6所示为肘关节屈伸单元的肘关节限位保护器的示意图；图7所示为肩关节屈伸单元的肩关节限位保护器的示意图；图8-1及8-2所示分别为肩关节屈伸单元的肩关节屈伸传动部件的主视以及侧视图；图9-1及9-2所示为肘关节屈伸单元的肘关节屈伸传动部件的主视以及侧视图；图10所示为本专利技术机械运动各种状态与人体上肢运动的对应说明；图11所示为控制系统的部分控制流程图。具体实施方式下面，结合实例对本专利技术的实质性特点和优势作进一步的说明，但本专利技术并不局限于所列的实施例。请参阅图1～10所示，一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，包括控制系统以及分别对应于人体左、右臂的两个人体上肢辅助恢复装置；所述人体上肢辅助恢复装置固定在座椅上，所述控制系统用于对两上所述人体上肢辅助恢复装置的运转或运行进行自动控制；每个所述人体上肢辅助恢复装置包括有肩关节侧展单元、肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元；其中，所述肩关节侧展单元包括具有限位功能的肩关节侧展推杆1、肩关节背部连接板2；所述肩关节侧展推杆1固定在肩关节背部连接板2上，所述肩关节侧展推杆1通过一组肩关节传动连接件连接肩关节屈伸单元，所述肩关节屈伸单元连接所述肘关节屈伸单元，所述肩关节屈伸单元与所述肘关节屈伸单元连接构成一个所述人体上肢辅助恢复装置；所述肩关节侧展推杆1通过伸缩运动利用杠杆原理，实现驱动所述人体上肢辅助恢复装置的肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元动作，实现在第一自由度范围内进行伸展，从而实现带动放置在人体上肢辅助恢复装置中的手臂做相应的伸展运动；其中，所述肩关节屈伸单元包括肩关节屈伸舵机(包括舵机减速机17、舵机电机7)、肩关节上臂连接板8；所述肩关节屈伸舵机经肩关节屈伸传动部件15连接所述肩关节上臂连接板8，带动所述肩关节上臂连接板8在肩关节屈伸限位保护器6限制的旋转角度范围，在第二自由度范围内屈伸运动；所述肩关节屈伸舵机经过舵盘与所述肩关节传动连接件连接；所述肩关节屈伸限位保护器6设在所述肩关节屈伸舵机与肩关节屈伸传动部件15之间，所述肩关节屈伸传动部件本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，其特征在于，包括控制系统以及两个相对设置的人体上肢辅助恢复装置；所述人体上肢辅助恢复装置固定在座椅上，所述控制系统用于对所述人体上肢辅助恢复装置的运转自动控制；每个所述人体上肢辅助恢复装置包括有肩关节侧展单元、肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展单元包括具有限位功能的肩关节侧展推杆，所述肩关节侧展推杆安装在肩关节上臂连接板上，通过肩关节传动连接件连接所述肩关节屈伸单元；所述肩关节屈伸单元连接所述肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展推杆通过伸缩运动带动所述肩关节屈伸单元、肘关节屈伸单元动作实现在第一自由度范围内进行伸展；所述肩关节屈伸单元包括肩关节屈伸舵机、肩关节上臂连接板；所述肩关节屈伸舵机经肩关节屈伸传动部件连接所述肩关节上臂连接板，带动所述肩关节上臂连接板在肩关节屈伸限位保护器限制下在第二自由度范围内屈伸运动；所述肩关节屈伸舵机连接所述肩关节传动连接件；所述肘关节屈伸单元包括肘关节屈伸舵机、肘关节小臂连接板；所述肘关节屈伸舵机通过肘关节屈伸传动件连接所述肘关节小臂连接板，驱动所述肘关节小臂连接板在肘关节限位保护器限定下在第三自由度范围内屈伸运动；所述肘关节屈伸单元通过肘关节屈伸舵机固定板连接所述肩关节屈伸单元。...

【技术特征摘要】
1.一种人体上肢功能自动辅助恢复设备，其特征在于，包括控制系统以及两个相对设置的人体上肢辅助恢复装置；所述控制系统用于对所述人体上肢辅助恢复装置的运转自动控制；每个所述人体上肢辅助恢复装置包括有肩关节侧展单元、肩关节屈伸单元与肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展单元包括具有限位功能的肩关节侧展推杆，所述肩关节侧展推杆安装在肩关节背部连接板上，通过肩关节传动连接件连接所述肩关节屈伸单元；所述肩关节屈伸单元连接所述肘关节屈伸单元；所述肩关节侧展推杆通过伸缩运动带动所述肩关节屈伸单元、肘关节屈伸单元动作实现在第一自由度范围内进行伸展；所述肩关节屈伸单元包括肩关节屈伸舵机、肩关节上臂连接板；所述肩关节屈伸舵机经肩关节屈伸传动部件连接所述肩关节上臂连接板，带动所述肩关节上臂连接板在肩关节屈伸限位保护器限制下在第二自由度范围内屈伸运动；所述肩关节屈伸舵机连接所述肩关节传动连接件；所述肘关节屈伸单元包括肘关节屈伸舵机、肘关节小臂连接板；所述肘关节屈伸舵机通过肘关节屈伸传动件连接所述肘关节小臂连接板，驱动所述肘关节小臂连接板在肘关节限位保护器限定下在第三自由度范围内屈伸运动；所述肘关节屈伸单元通过肘关节屈伸舵机固定板连接所述肩关节屈伸单元；所述肩关节传动连接件包括第一连接件、第二连接件、第三连接件；所述第三连接件为一L形板，所述第一连接件包括U形部，所述U形部与所述肩关节侧展推杆活动连接，所述U形部的底部通过一连接部与所述第三连接件位置可调节固定；所述第二连接件为L形状的转动件，一端与所述连接部连接，另一端与所述肩关节背部连接板连接固定；在所述肩关节侧展推杆带动下，所述第一连接件可绕所述第二连接件旋转动作；所述控制系统在控制时，按预设的关节转动角度范围值，监测人体上肢关节转动角度，将实时监测到的人体上肢关节转动角度与人体上肢极限角度值比较，当实时监测的角度在人体上肢极限角度值外，则报警并控制设备停止运动。2.如权利要求1所述人体上肢功能自动辅助恢复设备，其特征在于，所述肘关节限位保护器限制所述肘关节小臂连接板的屈伸...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴凤智，刘波，张云粮，岳远里，石通，刘兆光，朱志升，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津;12