牵拉式上肢一体化训练装置的制作方法

本发明涉及医疗康复器械技术领域，尤其涉及一种牵拉式上肢一体化训练装置。

背景技术：

中国实用新型专利“上肢康复训练机”(cn206063380u)公开的一种上肢康复训练机，包括用于支撑上肢的手托和活动板，所述手托设置于所述活动板上，所述手托能够在所述活动板上滑动，所述活动板上设置有第一导轨和活动架，所述活动架位于所述第一导轨上且能够沿所述第一导轨滑动，所述活动架上设置有第二导轨，所述手托位于所述活动架上且能够沿所述第二导轨滑动。然而上述专利技术存在以下缺陷：1)这样的上肢训练装置缺少腕关节训练部分，无法较好的拟合正常上肢的运动动作，不利于患者上肢的康复治疗；2)虽然手托可通过活动架的纵向运动以及手托在活动架上的横向运动实现手托在活动板上的位置变化，由于结构的限制，该纵向运动及横向运动难以同时进行，若手托需要到达某个倾斜方向的坐标点，需要先进行纵向运动再进行横向运动或者先进行横向运动再进行纵向运动，手托的移动不流畅，无法较好的拟合人体的肩部或肘部运动轨迹，影响康复训练效果，且存在阻力，不具备缓冲效果，体验感不佳。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对已有的技术现状，提供一种牵拉式上肢一体化训练装置，本发明结构简单，可实现肩部、肘部及腕关节的康复训练，达到上肢的一体化全方位训练，结合牵拉绳式的柔性移动结构，缓冲效果佳，使得整体的训练装置能更好的拟合正常上肢的运动动作，有效提高上肢的康复训练效果。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种牵拉式上肢一体化训练装置，包括训练平台，其特征在于，所述的训练平台上活动设有用于固定手部并带动腕关节进行屈曲/伸展运动的手托机构，手托机构周向均匀连接有若干用于带动手托机构在训练平台内移动的牵拉绳，手托机构包括基板以及用于承托手臂的托架，托架设于基板上，所述的基板上设有芯轴以及用于固定手部的手柄，芯轴与手柄之间连接有用于带动手柄进行转动的旋转臂，旋转臂连接有用于驱动旋转臂以芯轴为轴心沿水平方向进行转动的驱动电机。

进一步的，所述的基板下设有滑动座，牵拉绳之间以滑动座为中心向外呈辐射状，各牵拉绳远离手托机构的一端分别连接有用于驱动牵拉绳进行收放的牵拉电机。

进一步的，所述的训练平台呈梯形结构，训练平台的下底面长度大于上底面，下底面沿靠近人体一侧设置。

进一步的，所述的牵拉电机设于训练平台的四角处。

进一步的，所述的牵拉电机与手托机构之间还设有相互配合的第一转向轮及第二转向轮，第一转向轮与第二转向轮之间形成牵拉绳槽，所述的牵拉电机的输出轴套设有绕绳轮，所述的牵拉绳贯穿牵拉绳槽并绕置于绕绳轮上。

进一步的，所述的基板开设有用于对手柄的运动进行限位导向的弧形轨道，手柄的下端活动连接有支撑轮，支撑轮滑动设于弧形轨道内。

进一步的，所述的手柄下端凸设有安装端，支撑轮活动套设于安装端外。

进一步的，所述的基板与滑动座之间设有多维传感器，多维传感器与基板活动连接。

进一步的，所述的多维传感器与基板之间设有交叉滚子轴承。

进一步的，所述的芯轴设于托架的延长线上。

本发明的有益效果在于：

1)本发明中，通过各牵拉绳相互配合，实现手托机构在训练平台上任意点的移动，可将手托机构由一个坐标点直接移动至该点倾斜方向的另一坐标点上，并且由于采用牵拉绳这一柔性的移动机构，缓冲效果佳，手托机构的整体移动更流畅，能够更好的模拟正常人体上肢的内收外展，有效提高患者使用的康复训练效果、舒适度及安全性。

2)手托机构上设置用于带动腕关节进行屈曲/伸展运动的结构，实现上肢的肩关节、肘关节及腕关节的康复训练，将现有的上肢一体化概念从肩关节延伸至腕关节甚至是手指关节，达到全方位的训练，进一步加强上肢一体化的训练效果，本发明的手托机构也可安装于市面上的平台式上肢康复训练机，适配度高，适用范围广泛。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为手托机构的结构示意图。

图3为牵拉电机与牵拉绳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明：

请参阅图1-图2所示，本发明公开一种牵拉式上肢一体化训练装置，包括训练平台4，训练平台4上活动设有用于固定手部并带动腕关节进行屈曲/伸展运动的手托机构1，手托机构1周向均匀连接有若干用于带动手托机构1在训练平台4内移动的牵拉绳3，手托机构1包括基板12以及用于承托手臂的托架11，托架11设于基板12上，基板12上设有芯轴13以及用于固定手部的手柄14，芯轴13与手柄14之间连接有用于带动手柄14进行转动的旋转臂15，旋转臂15连接有用于驱动旋转臂15以芯轴13为轴心沿水平方向进行转动的驱动电机161。

本发明中，通过各牵拉绳3相互配合，实现手托机构1在训练平台4上任意点的移动，一方面，现有技术中，手托机构1到达倾斜方向的坐标点需要经过两个垂直的路线轨迹，本发明可将手托机构11由一个坐标点直接移动至该点倾斜方向的另一坐标点上，另一方面，由于采用牵拉绳3这一柔性的移动机构，缓冲效果佳，因此，通过牵拉绳3的设置，可使得手托机构1的移动更流畅，更好的模拟正常人体上肢的内收外展，有效提高患者使用的康复训练效果、舒适度及安全性。

本实施例中，手柄14为沿垂直方向设置的柱状结构，手柄14也可更换成其他形状规格或者加装用于手指康复训练的手指康复训练机构，以适应不同的需求。

本实施例中，芯轴13与旋转臂15的一端通过螺栓固定连接。

旋转臂15与手柄14之间可为一体成型设置，也可为可拆卸设置。

运用过程中，将手臂放置于托架11上，腕部对应于芯轴13上方，手部握住手柄14，手部通过驱动电机161带动旋转臂15以芯轴13为轴心进行旋转，从而带动与旋转臂15相连接的手柄14沿水平方向进行转动，带动手部以腕关节旋转中心为轴心进行转动，完成腕关节的屈曲、伸展康复运动，结构简单，并将现有的上肢一体化概念从肩关节延伸至腕关节甚至是手指关节(即在手柄14处加装手指康复训练机构)，进一步加强上肢一体化的训练效果，本发明的手托机构1也可安装于市面上的平台式上肢康复训练机，适配度高，适用范围广泛。

基板12下设有滑动座18，牵拉绳3之间以滑动座18为中心向外呈辐射状，便于牵拉电机2之间的配合，各牵拉绳3远离手托机构1的一端分别连接有用于驱动牵拉绳3进行收放的牵拉电机2。

本发明中，牵拉绳3通过牵拉电机2的正反转实现牵拉绳3的收缩与伸长。

参照图3所示，作为发明的一种具体实施方式，牵拉电机2与手托机构1之间还设有相互配合的第一转向轮62及第二转向轮63，第一转向轮62与第二转向轮63之间形成牵拉绳槽，所述的牵拉电机2的输出轴套设有绕绳轮64，所述的牵拉绳贯穿牵拉绳槽并绕置于绕绳轮64上。

本实施例中，训练平台4设置有转向轮支架61，第一转向轮62与第二转向轮63安装于转向轮支架61上，第一转向轮62与第二转向轮63之间形成牵拉绳槽，牵拉绳3通过牵拉绳槽转变方向，并绕制在绕绳轮64上，从而使得牵拉绳3的收缩与伸长更顺畅，确保手托机构1在训练平台4上移动的流畅性。

训练平台4呈梯形结构，训练平台4的下底面长度大于上底面，下底面沿靠近人体一侧设置。相对于现有技术的矩形结构的训练平台，本发明采用梯形结构的训练平台，符合人手以肩关节为旋转中心的一个内收外展的活动范围，符合人体运动学，用最小的机构来满足训练活动范围。

作为本发明的一种具体实施方式，滑动座18可为矩形、圆形、椭圆形或其他任意结构，本实施例中，滑动座18为矩形，牵拉绳3与滑动座18的四角相连接，牵拉电机2设于训练平台4的四角处，牵拉绳3的对称设置有利于手托机构1在训练平台4上的整体移动的控制。

作为本发明的一种具体实施方式，训练平台4下端设有支撑架5，训练平台与支撑架5之间设有用于带动训练平台4上下升降的升降机构，通过升降机构带动训练平台上下升降，调节至不同高度，以适应不同患者的坐姿的高度，提高人体使用的舒适度，升降机构可为气动、液动或者电动，如电机丝杠驱动机构、电动推杆或者气缸驱动机构，只要能实现训练平台的上下升降均可。

作为本发明的一种具体实施方式，基板12开设有用于对手柄14的运动进行限位导向的弧形轨道121，手柄14的下端活动连接有支撑轮142，支撑轮142滑动设于弧形轨道121内，保证手柄14运动过程的稳定性，并对手柄14运动进行限位，更符合人体腕部运动特点，有效避免康复训练过程中运动不当造成二次损伤。

手柄14下端凸设有安装端141，支撑轮142活动套设于安装端141外，支撑轮142可为柱状或球状，支撑轮142的活动套接设置，使得支撑轮142在手柄14运动过程中可沿弧形轨道121滚动，确保支撑轮142在弧形轨道121中滑动顺畅，保证手柄14运动的流畅性。

作为本发明的一种较佳的具体实施方式，基板12与滑动座18之间设有多维传感器17，多维传感器17与基板12活动连接。

多维传感器17可为市售产品，与基板12的底部活动连接，用于检测手在运动过程中的力大小和方向，控制反馈，有助于收集病人训练数据，从而更好的提供针对性训练意见和方案。

作为本发明的一种具体实施方式，多维传感器17与基板12之间设有交叉滚子轴承，实现多维传感器17与基板12之间的活动连接，在运动过程中两者可自由转动，以适应在上肢训练过程中手与上肢训练装置产生的相对运动，减少阻力，使得使用者在康复训练过程中具有更舒适的体验感。

芯轴13设于托架11的延长线上，确保腕关节运动过程中，手柄14的运动圆心与人体腕关节转动中心重合。

芯轴13外套设有第一同步轮162，驱动电机161的输出轴外套设有第二同步轮163，第一同步轮162与第二同步轮163之间通过同步带164相连接，使用过程中，驱动电机161的输出轴转动，带动第一同步轮162转动，并通过同步带164带动第二同步轮163转动，进而带动芯轴13上的旋转臂15转动，实现旋转臂15上手柄14的转动。

最后，还应当注意到，尽管在参照各个实施例的基础上，本发明已经在说明书中被描述并且在附图中被图示，但是本领域的技术人员可以理解，上述实施例仅仅是优选的实施方式，实施例中的某些技术特征对于解决特定的技术问题可能并不是必需的，从而可以没有或者省略这些技术特征而不影响技术问题的解决或者技术方案的形成；而且，一个实施例的特征、要素和/或功能可以与其它一个或多个实施例的特征、要素和/或功能适当地相互组合、结合或者配合，除非该组合、结合或者配合明显不可实施。