[實(shí)用新型]一種龍門式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201320860607.8
• 申請(qǐng)日: 2013-12-25
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203694006U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫容磊;張宇;王曉紅;高遠(yuǎn)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號(hào): A61H1/00
• 分類號(hào): A61H1/00
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 朱仁玲

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于康復(fù)醫(yī)療機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種龍門式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其適用于輔助上肢肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能。

背景技術(shù)

國(guó)內(nèi)外研究表明，大多數(shù)肢體殘疾患者可以通過(guò)康復(fù)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練恢復(fù)其肢體運(yùn)動(dòng)功能，尤其是中風(fēng)偏癱早期患者，通過(guò)運(yùn)動(dòng)功能訓(xùn)練其康復(fù)率高達(dá)90%。而通過(guò)傳統(tǒng)的人工方式對(duì)患者進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練，既增加了護(hù)理人員的工作強(qiáng)度，而且不能獲得可用于評(píng)定康復(fù)效果的詳細(xì)數(shù)據(jù)，因此，將機(jī)器人技術(shù)與康復(fù)醫(yī)學(xué)有機(jī)結(jié)合在一起的康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人能大大減輕康復(fù)護(hù)理人員的工作強(qiáng)度，提高患者康復(fù)訓(xùn)練效率，同時(shí)將康復(fù)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化，可以大大降低康復(fù)醫(yī)療成本，滿足日益增加的殘疾人康復(fù)訓(xùn)練需求，極大的推動(dòng)了殘疾人康復(fù)事業(yè)的發(fā)展。

隨著機(jī)器人技術(shù)的不斷發(fā)展，人們開(kāi)始將機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到康復(fù)醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，從而產(chǎn)生了康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人這個(gè)新興的產(chǎn)業(yè)和學(xué)科。從20世紀(jì)80年代美國(guó)率先開(kāi)展康復(fù)機(jī)器人技術(shù)研究至今，全世界已經(jīng)有數(shù)以百計(jì)的研究機(jī)構(gòu)在從事康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人的理論研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)。康復(fù)機(jī)器人領(lǐng)域已經(jīng)成為工程技術(shù)和康復(fù)醫(yī)學(xué)學(xué)科交叉的研究熱點(diǎn)。其中，比較有代表性的上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人有：1991年美國(guó)麻省理工學(xué)院MIT設(shè)計(jì)出世界上第一臺(tái)上肢康復(fù)訓(xùn)練機(jī)器人系統(tǒng)MIT-MANUS7；1999年美國(guó)斯坦福大學(xué)輔助測(cè)量患者上肢運(yùn)動(dòng)空間的THE?ARM?GUIDE；德國(guó)柏林的Klinic實(shí)驗(yàn)室與弗朗荷費(fèi)研究所共同實(shí)用新型的Bi-Manu-Track訓(xùn)練機(jī)器人；2002年，以英國(guó)Reading大學(xué)為首的歐洲跨國(guó)研究小組研制出名為GENTLE/S的上肢康復(fù)醫(yī)療機(jī)器人；日本大阪大學(xué)、兵庫(kù)醫(yī)學(xué)院和旭化成株式會(huì)社的Junji?Furusho,Kenichi?Koyanagi等人聯(lián)合研制的上肢康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)3DOF-EMUL和改進(jìn)版的6DOF-Robotherapist等。

上述上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于控制，但是裝置的自由度數(shù)較少，可訓(xùn)練的關(guān)節(jié)數(shù)量有限，而且患者訓(xùn)練時(shí)的運(yùn)動(dòng)空間較小。因此，相關(guān)領(lǐng)域中亟需開(kāi)發(fā)出更為完善的解決方案，以便更好地適應(yīng)上肢肢體運(yùn)動(dòng)功能障礙患者恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能的各類需求。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的以上缺陷或改進(jìn)需求，本實(shí)用新型提供了一種龍門式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，其中通過(guò)對(duì)關(guān)鍵組成部件的構(gòu)造及其設(shè)置方式進(jìn)行改進(jìn)，使得該裝置能夠以結(jié)構(gòu)緊湊、便于操作的方式多自由度牽引患者手部從而帶動(dòng)患者整個(gè)上肢各個(gè)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)，模擬各種人體上肢日常行為，使患者上肢各關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)肌肉群以及運(yùn)動(dòng)功能神經(jīng)群得到有效的物理刺激，進(jìn)而達(dá)到有效恢復(fù)患者上肢運(yùn)動(dòng)功能的目的。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，按照本實(shí)用新型，提供了一種龍門式上肢康復(fù)訓(xùn)練裝置，該訓(xùn)練裝置包括龍門式機(jī)架、配置于該機(jī)架的X軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和Z軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及手柄組件，其特征在于：

所述X軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在龍門式機(jī)架的中部，并包括第一驅(qū)動(dòng)箱、第一伺服電機(jī)、鋼絲繩張緊元件、轉(zhuǎn)向滑輪、X向直線導(dǎo)軌和X向滑塊，其中從第一驅(qū)動(dòng)箱沿著水平X軸方向引出鋼絲繩，該鋼絲繩繞過(guò)鋼絲繩張緊元件和轉(zhuǎn)向滑輪后連接于X向滑塊，然后繼續(xù)繞過(guò)轉(zhuǎn)向滑輪和鋼絲繩張緊元件，最后返回第一驅(qū)動(dòng)箱；以此方式，在第一伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，使得鋼絲繩可帶動(dòng)所述X向滑塊沿著直線導(dǎo)軌實(shí)現(xiàn)水平左右方向的直線運(yùn)動(dòng)；

所述Y軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在龍門式機(jī)架的底部，并包括第二伺服電機(jī)、滾珠絲桿、圓螺母組件和滾輪，其中第二伺服電機(jī)的輸出軸與滾珠絲桿相連，使?jié)L珠絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)圓螺母組件可沿著水平Y(jié)軸方向來(lái)回移動(dòng)；圓螺母組件固定在龍門式機(jī)架上，由此帶動(dòng)龍門式機(jī)架及與其相連的其他機(jī)構(gòu)一同沿著滾輪軌道實(shí)現(xiàn)水平前后方向的直線移動(dòng)；

所述Z軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置在龍門式機(jī)架的頂部，并包括第二驅(qū)動(dòng)箱、第三伺服電機(jī)、轉(zhuǎn)向滑輪、Z向?qū)к壓突瑝K連接件，其中從第二驅(qū)動(dòng)箱沿著水平左右方向引出鋼絲繩，所述鋼絲繩各自繞過(guò)轉(zhuǎn)向滑輪后，分別連接于固定設(shè)置在X軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)兩端的滑塊連接件；以此方式，在第三伺服電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下，使得鋼絲繩可帶動(dòng)所述滑塊連接件及X軸直線運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)沿著Z向?qū)к墝?shí)現(xiàn)豎直上下方向的直線運(yùn)動(dòng)；

所述手柄組件設(shè)置在所述X向滑塊上并隨其一同運(yùn)動(dòng)，同時(shí)具備三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸正交的旋轉(zhuǎn)自由度，以此方式，使用者通過(guò)握住手柄組件，可帶動(dòng)其手臂在XYZ三直線軸方向以及三個(gè)旋轉(zhuǎn)軸方向上組合執(zhí)行多種上肢動(dòng)作，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)使用者上肢運(yùn)動(dòng)功能的康復(fù)訓(xùn)練過(guò)程。