[發明專利]一種動靜態結合的上肢康復支具

有效

• 申請號: 202010604456.4
• 申請日: 2020-06-29
• 公開（公告）號: CN111956447B
• 公開（公告）日: 2022-09-09
• 發明（設計）人: 李武全;張文滔;劉軍;劉文軍;孟美芬;張艷玲
• 申請（專利權）人: 昆明醫科大學第二附屬醫院
• 主分類號: A61H1/02
• 分類號: A61H1/02;A63B21/00;A63B23/12
• 代理公司: 昆明合盛知識產權代理事務所(普通合伙) 53210
• 代理人: 牛林濤

1.一種動靜態結合的上肢康復支具，其特征在于：包括肘關節支架、肩關節活動架、控制器、伺服電機Ⅱ；

所述肘關節支架包括小臂固定桿、手肘固定桿；所述小臂固定桿一端下方安置固定帶，固定帶固定在小臂上，另一端設有圓形通孔，設有圓形通孔的一端側壁上有能插入手肘固定桿的凹槽；所述手肘固定桿一端下方安置手臂固定帶，固定帶固定在手肘上，上方有突出的軸，軸的側面上開有圓形通孔，另一端安置有圓柱軸，圓柱軸將小臂固定桿、手肘固定桿連接，小臂固定桿、手肘固定桿連接處安置有角度傳感器；所述圓柱軸的上端連接伺服電機Ⅰ輸出軸，下端上設有制動器Ⅰ；所述伺服電機Ⅰ和制動器Ⅰ固定在小臂固定桿上，伺服電機Ⅰ帶有減速齒輪箱；

所述肩關節活動架包括旋轉圓盤、圓盤驅動支撐機構、汽缸；所述旋轉圓盤正面同一半徑上凸起有線性陣列的軸，軸的側面上開有圓孔，旋轉圓盤的軸與手肘固定桿之間由活動連桿連接；旋轉圓盤的背面中央設有轉軸；所述圓盤驅動支撐機構的四塊側壁組成的方形框，上側面中線上設有圓管，圓管上開有矩形齒輪槽和制動器Ⅱ的槽，內部設有伺服電機座和伺服電機驅動器，下側面內部中央設有下端開口的帶內螺紋的汽缸連接管；所述旋轉圓盤的轉軸插入圓盤驅動支撐機構的圓管中，齒輪固定在轉軸上放置在齒輪槽內，制動器Ⅱ固定在制動器Ⅱ的槽上，連接轉軸；所述伺服電機Ⅱ帶有減速齒輪箱，伺服電機Ⅱ固定安裝在伺服電機座上，伺服電機Ⅱ輸出軸上設有齒輪與轉軸上的齒輪嚙合；所述汽缸底面上設有汽缸座，伸縮桿與圓盤驅動支撐機構的氣缸連接管螺紋連接；所述控制器為方形盒子，內部裝有單片機，上表面上設有控制面板；所述肘關節支架彎曲活動方向為手臂內彎方向，手肘固定桿的凹槽在向外彎曲的一側設有擋片，手肘固定桿相對于小臂固定桿90°范圍活動；所述活動連桿包括連桿、旋轉連接頭；所述連桿為實心桿，兩端為小圓柱；所述旋轉連接頭為圓柱，下底面側壁上有凹槽，凹槽側上開有圓形通孔；旋轉連接頭的上底面上是圓柱槽，上底面配有蓋子；所述蓋子底面開有圓形通孔，蓋子與旋轉連接頭螺紋連接；連桿兩端小圓柱安置在旋轉連接頭的圓柱槽內，蓋子防止小圓柱脫出，連桿、旋轉連接頭形成旋轉連接；活動連桿一端的旋轉連接頭通過螺栓螺帽連接在旋轉圓盤的其中一個軸上，另一個旋轉連接頭通過螺栓螺帽連接在手肘固定桿的軸上，旋轉連接頭與軸的連接為活動連接；

所述控制面板上設有制動器Ⅰ、制動器Ⅱ的旋鈕開關，伺服電機Ⅰ啟動關閉按鈕、伺服電機Ⅱ啟動關閉按鈕、汽缸上升按鈕、汽缸下降按鈕；

所述角度傳感器預設小臂固定桿、手肘固定桿180°時為0°，角度傳感器在0°和90°時返回一次信號值給單片機；

所述固定帶為加厚尼龍帶，通過魔術貼纏繞在手肘和小臂上；尼龍帶上固定有圓柱，圓柱與小臂固定桿、手肘固定桿固定連接；

所述上肢康復支具的使用方法，包括：

(1)肘關節被動伸屈：將肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上，按下控制器上的伺服電機Ⅰ啟動關閉按鈕，伺服電機Ⅰ啟動，手肘固定桿相對于小臂固定桿彎曲，彎曲達90°時角度傳感器發送信號給單片機，單片機驅動伺服電機驅動器使伺服電機Ⅰ反轉，肘關節支架伸直，達到0°時角度傳感器發送信號給單片機，單片機驅動伺服電機驅動器使伺服電機Ⅰ再次反轉，肘關節支架彎曲；反復上述過程，活動肘關節；

(2)肘關節靜止固定：將肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上，手動彎曲肘關節支架，在合適位置用制動器Ⅰ的旋鈕開關將阻力調到最大，固定肘關節支架的形狀，從而固定肘關節形狀；

(3)肘關節主動鍛煉：將肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上，使用者憑自身肌肉力量彎曲手肘，隨鍛煉的深入用制動器Ⅰ的旋鈕開關逐漸增大制動器Ⅰ的阻力，達到增強鍛煉的結果；

(4)肩關節被動活動：使用者采取坐姿使用控制器上的汽缸上升按鈕、汽缸下降按鈕升降旋轉圓盤，調整肩關節活動架的位置使人肩膀正對旋轉圓盤的圓心，肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上使手臂保持伸直狀態，活動連桿連接旋轉圓盤和肘關節支架，使用控制器的伺服電機Ⅱ啟動關閉按鈕開啟伺服電機Ⅱ，伺服電機Ⅱ驅動旋轉圓盤旋轉，帶動肘關節支架前端繞圈旋轉，從而活動肩關節，根據不同的需求連接旋轉圓盤上不同偏心位置的軸，增大或減小繞圈旋轉的半徑；

(5)肩關節靜止固定：使用者采取坐姿使用控制器上的汽缸上升按鈕、汽缸下降按鈕升降旋轉圓盤，調整肩關節活動架的位置使人肩膀正對旋轉圓盤的圓心，肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上使手臂保持伸直狀態，活動連桿連接旋轉圓盤和肘關節支架，協助者手動轉動旋轉圓盤，在某一位置將制動器Ⅱ的阻力調整至最大，固定肩關節的位置；

(6)肩關節主動鍛煉：使用者采取坐姿使用控制器上的汽缸上升按鈕、汽缸下降按鈕升降旋轉圓盤，調整肩關節活動架的位置使人肩膀正對旋轉圓盤的圓心，肘關節支架通過固定帶固定在使用者的上肢上使手臂保持伸直狀態，活動連桿連接旋轉圓盤和肘關節支架，使用者憑借自身肌肉力量帶動旋轉圓盤轉動，隨鍛煉的深入用制動器Ⅱ的旋鈕開關逐漸增大制動器Ⅱ的阻力，達到增強鍛煉的結果。