一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，包括手臂固定装置、手腕动力传动机构及上臂动力传动机构；手臂固定装置用于固定手臂和手掌，上臂动力传动机构与手臂固定装置连接，用于带动手臂在肘关节处转动；手腕动力传动机构设置在手臂固定装置上，用于带动手掌在手腕处转动；上臂动力传动机构内含有上臂转动电机以及传感器；手腕动力传动机构内含有手腕径向运动电机以及传感器；上臂转动电机、手腕径向运动电机及传感器均与上位机连接；上位机接收并处理传感器的反馈信息，并控制上臂转动电机与手腕径向运动电机的运作。本发明专利技术具有体积小，使用简单，安装便捷，治疗模式丰富，运行稳定，安全系数高，舒适度高等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置
本专利技术属于医疗器械
，尤其是涉及一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置。
技术介绍
当患者因身体的多种病症造成上肢功能发生障碍时，会产生上肢肌肉萎缩、肌无力等病状，出现无法运动、难以运动、运动功能受损等问题。上肢无法正常运动会严重影响患者的正常生活，对患者的手臂伸展收缩，手腕的弯曲与伸展，小臂的旋转造成严重的影响与困扰。临床上，上肢功能障碍的治疗方式主要是康复医师使用康复医疗器械或徒手的方式，引导上肢功能障碍的患者进行一对一，一对多的主动与被动治疗，然而这种康复疗法虽然有效，但存在许多弊端，需要依赖于康复医师的手动指导与训练，对康复医师的经验和体力都有着较大的考验，需要康复医师长时间的经验积累才能够做出最精确的判断。在治疗过程中，治疗技术会消耗大量的体力。同时，因为康复疗法具有地点的限制，只能够在医院诊所进行治疗，让部分患者无法长期持续地进行训练。因此，开发一款上肢康复治疗训练便携式装置在临床具有重大的意义。
技术实现思路
基于现有技术中缺乏便携式上肢康复治疗训练装置的现状，本专利技术提供一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：本专利技术提供一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，包括手臂固定装置、手腕动力传动机构及上臂动力传动机构；所述手臂固定装置用于固定手臂和手掌，所述上臂动力传动机构与手臂固定装置连接，所述上臂动力传动机构用于带动手臂在肘关节处转动；所述手腕动力传动机构设置在手臂固定装置上，所述手腕动力传动机构用于带动手掌在手腕处转动；所述上臂动力传动机构内含有上臂转动电机以及传感器；所述手腕动力传动机构内含有手腕径向运动电机以及传感器；所述上臂转动电机、手腕径向运动电机及传感器均与上位机连接；所述上位机接收并处理传感器的反馈信息，并控制上臂转动电机与手腕径向运动电机的运作。在本专利技术的一个实施方式中，所述手臂固定装置包括上臂支撑杆、手腕运动机构壳体、手掌运动支撑架及固定带，所述上臂支撑杆与手掌运动支撑架由手腕运动机构壳体相连，所述固定带设置在上臂支撑杆及手掌运动支撑架上，用于将手臂和手掌进行固定。在本专利技术的一个实施方式中，所述手腕运动机构壳体包括固定支撑板和固定支撑板外壳体，所述固定支撑板的下端通过螺母与上臂支撑杆的上端相连，所述手掌运动支撑架与固定支撑板的上端相连，所述固定支撑板外壳体包括前外壳体与后外壳体，所述前外壳体用于对上臂起到支撑作用，后外壳体用于覆盖手腕动力传动机构。在本专利技术的一个实施方式中，所述上臂动力传动机构包括上臂转动电机、联轴器及手臂旋转轴，所述手臂旋转轴通过手臂旋转轴固定轴承及联轴器和上臂转动电机连接，所述手臂旋转轴与上臂支撑杆连接，所述上臂转动电机用于驱动手臂旋转轴及上臂支撑杆转动。在本专利技术的一个实施方式中，所述手臂旋转轴与上臂支撑杆通过调节螺母进行连接，所述调节螺母用于实现手臂旋转轴与上臂支撑杆的连接、固定和长度的相对位置的调整，从而实现上臂支撑杆工作长度的调节。在本专利技术的一个实施方式中，所述上臂动力传动机构还包括扭矩传感器、上臂角度传感机构、上臂转动电机零位调整机构、上臂角度限位机构；所述扭矩传感器连接在手臂旋转轴固定轴承和联轴器之间，所述扭矩传感器与手臂旋转轴同轴设置；所述上臂角度传感机构由角度传感器与传动带构成，所述传动带将上臂转动电机的转动轴与角度传感器相连，实现转动角度的测量；所述上臂转动电机零位调整机构由磁铁固定带与零位传感器构成，磁铁固定带与上臂转动电机同轴心安置，通过零位传感器来判断上臂转动电机的初始位置是否正确；所述上臂角度限位机构由限位块和带两翅的圆环限位结构组成，所述限位块的位置在联轴器与扭矩传感器相连处的正下方，所述圆环限位结构与联轴器和扭矩传感器同轴心，所述圆环限位结构以螺纹钉紧的方式进行实现与联轴器和扭矩传感器的固定，通过调节螺钉能够调整圆环限位结构的位置，从而实现圆环限位结构初始位置的调整；在圆环限位结构的伸出两翅位置各安装一个螺钉，用以实现限位与调节限位的功能，在转动过程中，当螺钉触及底部限位块时，则停止运动，实现角度限位的功能；通过调节螺钉的长度可以调节限位的角度；在本专利技术的一个实施方式中，手臂旋转轴通过手臂旋转轴固定轴承与扭矩传感器相连接，连接方式为键槽连接。手臂旋转轴与扭矩传感器相连一侧留有螺纹，通过螺母旋紧的方式实现轴向锁紧，保证手臂旋转轴与扭矩传感器轴向距离的相对位置。在本专利技术的一个实施方式中，所述手臂旋转轴固定轴承用于安装于固定台支架的轴承固定板上。在本专利技术的一个实施方式中，所述手腕动力传动机构包括手腕径向运动电机、手腕运动角度传感器、手腕扭矩传感器及传感器固定台，所述传感器固定台固定于固定支撑板上，所述手腕扭矩传感器安装在传感器固定台上，所述手腕扭矩传感器上连接有手腕扭矩传感器固定支架，在手腕扭矩传感器固定支架上安装手腕径向运动电机，所述手腕径向运动电机与手掌运动支撑架同轴心连接，所述手腕径向运动电机用于转动带动手掌运动支撑架进行转动；所述手腕扭矩传感器用于侧量手腕轴向运动时产生的扭矩，并向上位机反馈上肢康复状态；所述手腕运动角度传感器与手掌运动支撑架和手腕径向运动电机同轴心连接，用于对对手掌运动进行角度测量。在本专利技术的一个实施方式中，在手掌运动支撑架上留有一个磁铁安装位置，在手掌径向运动电机的外壳上安装有霍尔传感器，通过磁铁与霍尔传感器的相对位置来判定初始位置；在手掌运动支撑架上，与磁铁安装位置相对称的位置安装有机械限位杆，所述机械限位杆伸入到手掌径向运动电机外壳的机械限位凹槽中，从而实现手掌径向运动的机械限位。在本专利技术的一个实施方式中，所述上臂支撑杆与手掌运动支撑架的内侧为柔性材质，所述固定带为魔术贴固定带，用于固定手臂与手掌的位置，保证在训练过程中手臂与机器运动的一致性；柔性材质保证使用者的舒适度与体验感。柔性材质可以选择为柔性海绵。在本专利技术的一个实施方式中，还包括固定台支架机构，所述固定台支架机构由装置固定机构、固定台支架外壳体、上位机支架、固定底板和轴承固定板构成，所述上臂动力传动机构设置在固定台支架外壳体内，所述轴承固定板设置在固定台支架外壳体上，所述上臂动力传动机构的手臂旋转轴固定轴承连接在所述轴承固定板上，所述上位机设置在上位机支架上，所述上位机支架与固定台支架外壳体连接，所述固定台支架外壳体位于固定底板上，所述固定底板连接在装置固定机构上，所述装置固定机构用于支撑在其他平台上。在本专利技术的一个实施方式中，所述装置固定机构包括L型固定夹与调高螺母组成，L型固定夹的一端连接在固定底板上，另一端与调高螺母连接，通过对调高螺母连的调节实现将上肢康复治疗训练便携式装置进行移动。所述固定台支架机构主要作用是起到支撑固定整个装置，为装置提供一个稳定的训练治疗平台。本专利技术设置有上位机构成控制反馈系统，控制反馈系统接收各种传感器提供的反馈信号，并发出控制信号，控制上臂转动电机和手腕径向运动电机的运转，上臂转动电机和手腕径向运动电机的运动带动手臂固定装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，包括手臂固定装置(1)、手腕动力传动机构(2)及上臂动力传动机构(3)；/n所述手臂固定装置(1)用于固定手臂和手掌，所述上臂动力传动机构(3)与手臂固定装置(1)连接，所述上臂动力传动机构(3)用于带动手臂在肘关节处转动；所述手腕动力传动机构(2)设置在手臂固定装置(1)上，所述手腕动力传动机构(2)用于带动手掌在手腕处转动；/n所述上臂动力传动机构(3)内含有上臂转动电机(19)以及传感器；/n所述手腕动力传动机构(2)内含有手腕径向运动电机(25)以及传感器；/n所述上臂转动电机(19)、手腕径向运动电机(25)及传感器均与上位机(6)连接；/n所述上位机(6)接收并处理传感器的反馈信息，并控制上臂转动电机(19)与手腕径向运动电机(25)的运作。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，包括手臂固定装置(1)、手腕动力传动机构(2)及上臂动力传动机构(3)；
所述手臂固定装置(1)用于固定手臂和手掌，所述上臂动力传动机构(3)与手臂固定装置(1)连接，所述上臂动力传动机构(3)用于带动手臂在肘关节处转动；所述手腕动力传动机构(2)设置在手臂固定装置(1)上，所述手腕动力传动机构(2)用于带动手掌在手腕处转动；
所述上臂动力传动机构(3)内含有上臂转动电机(19)以及传感器；
所述手腕动力传动机构(2)内含有手腕径向运动电机(25)以及传感器；
所述上臂转动电机(19)、手腕径向运动电机(25)及传感器均与上位机(6)连接；
所述上位机(6)接收并处理传感器的反馈信息，并控制上臂转动电机(19)与手腕径向运动电机(25)的运作。


2.根据权利要求1所述的一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，所述手臂固定装置(1)包括上臂支撑杆(31)、手腕运动机构壳体、手掌运动支撑架(28)及固定带(29)，所述上臂支撑杆(31)与手掌运动支撑架(28)由手腕运动机构壳体相连，所述固定带(29)设置在上臂支撑杆(31)及手掌运动支撑架(28)上，用于将手臂和手掌进行固定。


3.根据权利要求2所述的一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，所述手腕运动机构壳体包括固定支撑板(20)和固定支撑板外壳体(30)，
所述固定支撑板(20)的下端通过螺母与上臂支撑杆(31)的上端相连，所述手掌运动支撑架(28)与固定支撑板(20)的上端相连，所述固定支撑板外壳体(30)包括前外壳体与后外壳体，所述前外壳体用于对上臂起到支撑作用，后外壳体用于覆盖手腕动力传动机构(2)。


4.根据权利要求3所述的一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，所述上臂动力传动机构(3)包括上臂转动电机(19)、联轴器(16)及手臂旋转轴(12)，所述手臂旋转轴(12)通过手臂旋转轴固定轴承(13)及联轴器(16)和上臂转动电机(19)连接，所述手臂旋转轴(12)与上臂支撑杆(31)连接，所述上臂转动电机(19)用于驱动手臂旋转轴(12)及上臂支撑杆(31)转动。


5.根据权利要求4所述的一种用于上肢康复治疗训练的便携式装置，其特征在于，所述上臂动力传动机构(3)还包括扭矩传感器(14)、上臂角度传感机构(17)、上臂转动电机零位调整机构(18)、上臂角度限位机构(15)；
所述扭矩传感器(14)连接在手臂旋转轴固定轴承(13)和联轴器(16)之间，所述扭矩传感器(14)与手臂旋转轴(12)同轴设置；
所述上臂角度传感机构(17)由角度传感器与传动带构成，所述传动带将上臂转动电机(19)的转动轴与角度传感器相连，实现转动角度的测量；
所述上臂转动电机零位调整机构(18)由磁铁固定带与零位传感器构成，磁铁固定带与上臂转动电机(19)同轴心安置，通过零位传感器来判断上臂转动电机(19)的初始位置是否正确；
所述上臂角度限位机构(15)由限位块和带两翅的圆环限位结构组成，所述限位块的位置在联轴器(16)与扭矩传感器(14)相连处的正下方，所述圆环限位结构与联轴器(16)和扭矩传感器(1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邹任玲，谢璐，胡秀枋，徐秀林，李丹，蒋清锋，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海;31