一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置，包括背部支架、座椅、两个结构相同的外骨骼单臂部件和下肢部件，所述座椅固定焊接在背部支架的下侧；两个单臂部件分别安装在背部支架的两侧；所述背部支架内侧固定设有两个肘关节牵引液压缸和两个肩关节牵引液压缸；液压缸的牵引运动会牵引钢丝绳，通过钢丝绳的牵引以牵引外骨骼肘关节与肩关节的转动；外骨骼下肢部件固定安装在座椅两侧，在下肢部件膝关节处安装有驱动电机，驱动电机的转动，会实现外骨骼下肢部件膝关节的运动。在康复装置的肘关节、肩关节与膝关节处分别安装有角度传感器，用以测量关节处的角度，根据测得的不同角度值由中央控制装置控制牵引液压缸及膝关节驱动电机的运动。

Elbow joint, shoulder joint and knee joint rehabilitation device

The invention provides an elbow, shoulder and knee rehabilitation device, which comprises a back bracket, two seats, the same structure of exoskeleton arm parts and lower parts, the seat is fixed on the lower side of the back bracket welding; both sides of the two arm parts are respectively arranged at the back bracket; the inner side of the back bracket there are two elbow traction hydraulic cylinder and two cylinder shoulder traction; traction movement of the hydraulic cylinder will traction wire rope, wire rope traction with traction by rotating the exoskeleton elbow joint and shoulder joint; lower extremity exoskeleton parts fixed on both sides of the seat, a driving motor is installed on the lower parts of knee joint. The rotation of the motor, drive, will achieve lower extremity exoskeleton parts of knee joint motion. Angle sensors were installed in the rehabilitation device of elbow joint, shoulder joint and knee joint, to measure the joint angle, the central control device to control the hydraulic cylinder and knee traction motor motion according to the different angles of the measured value.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于医学辅助治疗研究领域，具体涉及一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置。
技术介绍
随着社会生活水平的提高和现代医疗技术的进步，我国人均寿命不断提高，正在快速的步入老龄化社会。截止2010年，我国60岁以上的老年人口已超过1.78亿，达到总人口的13.26％。同时，65岁以上的老年人口约为1.19亿，占总人口的8.87％。另一方面，随着生活节奏的加快和生活压力的增大，心脑血管疾病以及神经系统疾病造成的中风偏瘫患者逐年增加。我国中风(脑卒中)发病率世界第一，其中约3/4的患者有不同程度的神经损伤和运动障碍。不断增长的老年人口和脑卒中遗症患者对康复治疗工作提出严峻挑战。中枢神经系统具有高度的可塑性。通过对患者展开及时有效的康复训练，可以显著减少神经功能损伤，降低合并症的发生，同时可以重建运动功能，提高患者的生活自理能力。传统的康复治疗主要依靠康复医师对患者实施徒手康复训练，存在诸多局限：(1)不能精确的控制训练参数，治疗效果主要取决于医师的经验和水平；(2)医师一对一治疗，康复训练效率低，医师劳动强度大。目前社会当中的康复装置多为只能实现某一个关节康复运动,还不能实现人体多个关节协调联合运动并且具有操作复杂、不易于康复病人穿戴等缺点。因此，针对上述技术问题，有必要提供一种操作简单、穿戴方便、易于驱动的肘关节、肩关节与膝关节的多关节外骨骼康复装置，以解决上诉缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对上述问题提供一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置，该装置可协调运动，具有安全、易穿戴和柔顺的特点。本专利技术的技术方案是：一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置，包括背部支架、座椅、中央控制装置、两个结构相同的单臂部件和两个结构相同的下肢部件；所述座椅固定焊接在背部支架的下侧；两个单臂部件分别安装在背部支架的两侧；两个下肢部件分别安装在座椅的前侧座椅腿上；所述背部支架内侧固定设有两个肘关节牵引液压缸和两个肩关节牵引液压缸；所述单臂部件包括外骨骼小臂、肘关节、上臂内侧板、上臂外侧板和肩关节；所述上臂内侧板的一端通过肘关节与外骨骼小臂转动连接，另一端与上臂外侧板的一端可拆卸连接，上臂外侧板的另一端通过肩关节与所述背部支架连接，肘关节外侧设有肘关节角度传感器；左右两侧肩关节经肩关节牵引钢丝绳分别与对应的肩关节牵引液压缸的伸缩杆连接，左右两侧肘关节经肘关节牵引钢丝绳分别与对应的肘关节牵引液压缸的伸缩杆连接，肩关节的外侧设有肩关节角度传感器；所述下肢部件包括外骨骼大腿、外骨骼下肢膝关节固定器、外骨骼小腿、脚蹬和膝关节驱动电机；所述外骨骼大腿的一端与座椅的座椅腿固定连接，另一端与下肢膝关节固定器的一端转动连接，下肢膝关节固定器的另一端与外骨骼小腿的一端固定连接，外骨骼小腿的另一端与脚蹬固定连接；膝关节驱动电机与外骨骼下肢膝关节固定器固定连接，膝关节驱动电机外侧安装有膝关节角度传感器；所述中央控制装置包括信息采集模块、肩关节控制模块、肘关节控制模块和膝关节控制模块；所述信息采集模块分别与肩关节角度传感器、肘关节角度传感器和膝关节角度传感器电连接，用于接收肩关节转动角度信号、肘关节转动角度信号和膝关节转动角度信号，并分别传递到肩关节控制模块、肘关节控制模块和膝关节控制模块，所述肩关节控制模块与肩关节牵引液压缸电连接，用于根据肩关节转动角度信号控制肩关节牵引液压缸的工作；所述肘关节控制模块与肘关节牵引液压缸电连接，用于根据肘关节转动角度信号控制肘关节牵引液压缸的工作；所述膝关节控制模块与膝关节驱动电机电连接，用于根据膝关节转动角度信号控制膝关节驱动电机的工作。上述方案中，所述肘关节包括肘关节角度传感器、肘关节轴和肘关节传动装置；所述肘关节传动装置套在肘关节轴上并与外骨骼小臂固定焊接，肘关节传动装置上缠绕有肘关节牵引钢丝绳；所述肘关节角度传感器安装在外骨骼小臂与肘关节传动装置之间、且与外骨骼小臂固定连接。上述方案中，所述肩关节包括肩关节固定装置、肩关节角度传感器、肩关节传动装置、连接板和直角板；所述肩关节固定装置和肩关节传动装置依次套在肩关节轴上，所述肩关节角度传感器安装在肩关节固定装置与肩关节传动装置之间、且分别与肩关节固定装置和肩关节传动装置固定连接，肩关节固定装置与上臂外侧板的一端固定连接；肩关节传动装置上缠绕有肩关节牵引钢丝绳；所述连接板固定焊接在背部支架两侧，所述连接板上有肩部连接轴孔；直角板两侧有直角板轴孔，直角板与连接板通过肩部连接轴孔与直角板轴孔可拆卸连接。进一步的，还包括两个平板走线板；两个所述平板走线板分别固定焊接在背部支架两侧的肩部连接板上，所述平板走线板上分别开有两个钢丝绳导线孔，所述背部支架上侧开有四个背部支架钢丝绳导线孔；肩关节牵引钢丝绳依次穿过背部支架钢丝绳导线孔和肩部钢丝绳导线孔与肩关节传动装置连接；肘关节牵引钢丝绳依次穿过背部支架钢丝绳导线孔和肩部钢丝绳导线孔与肘关节传动装置连接。上述方案中，还包括两根末端弯曲的背部固定杆；所述背部固定杆的竖直端分别固定焊接在背部支架上部两侧。上述方案中，所述外骨骼小臂前端内侧固定安装有固定环。进一步的，所述外骨骼小臂的内侧设有棉质缓冲材料。上述方案中，所述上臂内侧板与上臂外侧板分别设有规格相同的螺纹孔，上臂内侧板与上臂外侧板通过螺栓连接。上述方案中，所述下肢部件还包括下肢部件固定器；所述下肢部件固定器固定在外骨骼大腿的一端；所述下肢部件固定器上开有下肢部件固定器孔，座椅的前腿分别穿过下肢部件固定器孔、且与下肢部件固定器孔过盈配合。上述方案中，还包括所述电源；所述电源安装在座椅的两侧、且分别与肘关节牵引液压缸、肩关节牵引液压缸、肘关节角度传感器、肩关节角度传感器、膝关节角度传感器和膝关节驱动电机电连接。本专利技术的有益效果是：与现有技术相比，本专利技术所述肘关节、肩关节与膝关节康复装置可以很好的实现与人体上肢肘关节、肩关节与下肢膝关节的运动，该装置能实现帮助患者活动关节与减轻医护人员劳动强度的基本功能，具有穿戴方便、易于驱动的特点，运动效果良好，从而克服现有助力机器人一些固有的穿戴麻烦、操作繁琐的缺点，更加适用于满足社会需求，本专利技术在帮助心脑血管疾病及神经系统疾病所造成的偏瘫患者的康复具有重要的作用。附图说明图1是本专利技术一实施方式的结构示意图；图2是本专利技术一实施方式的背部支架的结构示意图；图3是本专利技术一实施方式的外骨骼胳膊的结构示意图；图4是本专利技术一实施方式的肩部结构示意图；图5是本专利技术一实施方式的下肢部件结构示意图；图6是本专利技术一实施方式的中央控制装置模块框架图。图中：1、背部支架；2、背部支架钢丝绳导线孔；3、背部固定杆；4、上臂外侧板；5、上臂内侧板；6、外骨骼小臂；7、座椅；8、肩关节牵引钢丝绳；9、肩部连接轴孔；10、直角板；11、肘关节牵引钢丝绳；12、肘关节牵引液压缸；13、肩关节牵引液压缸；14、中央控制装置；14-1、信息采集模块；14-2、肩关节控制模块；14-3、肘关节控制模块；14-4、膝关节控制模块；15、平板走线板；16、肩部钢丝绳导线孔；17、肩关节固定装置；18、肩关节轴；19、螺纹孔；20、固定环；21、肘关节角度传感器；22、肘关节轴；23、肘关节传动装置；24、螺栓；25、肩关节传动装置；26、肩关节角度传感器；27、直角板轴孔；本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置，其特征在于，包括背部支架(1)、座椅(7)、中央控制装置(14)、两个结构相同的单臂部件和两个结构相同的下肢部件；所述座椅(7)固定焊接在背部支架(1)的下侧；两个单臂部件分别安装在背部支架(1)的两侧；两个下肢部件分别安装在座椅(7)的前侧座椅腿上；所述背部支架(1)内侧固定设有两个肘关节牵引液压缸(12)和两个肩关节牵引液压缸(13)；所述单臂部件包括外骨骼小臂(6)、肘关节、上臂内侧板(5)、上臂外侧板(4)和肩关节；所述上臂内侧板(5)的一端通过肘关节与外骨骼小臂(6)转动连接，另一端与上臂外侧板(4)的一端可拆卸连接，上臂外侧板(4)的另一端通过肩关节与所述背部支架(1)连接，肘关节外侧设有肘关节角度传感器(21)；左右两侧肩关节经肩关节牵引钢丝绳(8)分别与对应的肩关节牵引液压缸(13)的伸缩杆连接，左右两侧肘关节经肘关节牵引钢丝绳(11)分别与对应的肘关节牵引液压缸(12)的伸缩杆连接，肩关节的外侧设有肩关节角度传感器(26)；所述下肢部件包括外骨骼大腿(33)、外骨骼下肢膝关节固定器(34)、外骨骼小腿(35)、脚蹬(36)和膝关节驱动电机(37)；所述外骨骼大腿(33)的一端与座椅(7)的座椅腿固定连接，另一端与下肢膝关节固定器(34)的一端转动连接，下肢膝关节固定器(34)的另一端与外骨骼小腿(35)的一端固定连接，外骨骼小腿(35)的另一端与脚蹬(36)固定连接；膝关节驱动电机(37)与外骨骼下肢膝关节固定器(34)固定连接，膝关节驱动电机(37)外侧安装有膝关节角度传感器(38)；所述中央控制装置(14)包括信息采集模块(14‑1)、肩关节控制模块(14‑2)、肘关节控制模块(14‑3)和膝关节控制模块(14‑4)；所述信息采集模块(14‑1)分别与肩关节角度传感器(26)、肘关节角度传感器(21)和膝关节角度传感器(38)电连接，用于接收肩关节转动角度信号、肘关节转动角度信号和膝关节转动角度信号，并分别传递到肩关节控制模块(14‑2)、肘关节控制模块(14‑3)和膝关节控制模块(14‑4)，所述肩关节控制模块(14‑2)与肩关节牵引液压缸(13)电连接，用于根据肩关节转动角度信号控制肩关节牵引液压缸(13)的工作；所述肘关节控制模块(14‑3)与肘关节牵引液压缸(12)电连接，用于根据肘关节转动角度信号控制肘关节牵引液压缸(12)的工作；所述膝关节控制模块(14‑4)与膝关节驱动电机(37)电连接，用于根据膝关节转动角度信号控制膝关节驱动电机(37)的工作。...

【技术特征摘要】
1.一种肘关节、肩关节与膝关节康复装置，其特征在于，包括背部支架(1)、座椅(7)、中央控制装置(14)、两个结构相同的单臂部件和两个结构相同的下肢部件；所述座椅(7)固定焊接在背部支架(1)的下侧；两个单臂部件分别安装在背部支架(1)的两侧；两个下肢部件分别安装在座椅(7)的前侧座椅腿上；所述背部支架(1)内侧固定设有两个肘关节牵引液压缸(12)和两个肩关节牵引液压缸(13)；所述单臂部件包括外骨骼小臂(6)、肘关节、上臂内侧板(5)、上臂外侧板(4)和肩关节；所述上臂内侧板(5)的一端通过肘关节与外骨骼小臂(6)转动连接，另一端与上臂外侧板(4)的一端可拆卸连接，上臂外侧板(4)的另一端通过肩关节与所述背部支架(1)连接，肘关节外侧设有肘关节角度传感器(21)；左右两侧肩关节经肩关节牵引钢丝绳(8)分别与对应的肩关节牵引液压缸(13)的伸缩杆连接，左右两侧肘关节经肘关节牵引钢丝绳(11)分别与对应的肘关节牵引液压缸(12)的伸缩杆连接，肩关节的外侧设有肩关节角度传感器(26)；所述下肢部件包括外骨骼大腿(33)、外骨骼下肢膝关节固定器(34)、外骨骼小腿(35)、脚蹬(36)和膝关节驱动电机(37)；所述外骨骼大腿(33)的一端与座椅(7)的座椅腿固定连接，另一端与下肢膝关节固定器(34)的一端转动连接，下肢膝关节固定器(34)的另一端与外骨骼小腿(35)的一端固定连接，外骨骼小腿(35)的另一端与脚蹬(36)固定连接；膝关节驱动电机(37)与外骨骼下肢膝关节固定器(34)固定连接，膝关节驱动电机(37)外侧安装有膝关节角度传感器(38)；所述中央控制装置(14)包括信息采集模块(14-1)、肩关节控制模块(14-2)、肘关节控制模块(14-3)和膝关节控制模块(14-4)；所述信息采集模块(14-1)分别与肩关节角度传感器(26)、肘关节角度传感器(21)和膝关节角度传感器(38)电连接，用于接收肩关节转动角度信号、肘关节转动角度信号和膝关节转动角度信号，并分别传递到肩关节控制模块(14-2)、肘关节控制模块(14-3)和膝关节控制模块(14-4)，所述肩关节控制模块(14-2)与肩关节牵引液压缸(13)电连接，用于根据肩关节转动角度信号控制肩关节牵引液压缸(13)的工作；所述肘关节控制模块(14-3)与肘关节牵引液压缸(12)电连接，用于根据肘关节转动角度信号控制肘关节牵引液压缸(12)的工作；所述膝关节控制模块(14-4)与膝关节驱动电机(37)电连接，用于根据膝关节转动角度信号控制膝关节驱动电机(37)的工作。2.根据权利要求1所述的肘关节、肩关节与膝关节康复装置，其特征在于，所述肘关节包括肘关节角度传感器(21)、肘关节轴(22)和肘关节传动装置(23)；所述肘关节传动装置(23)套在肘关节轴(22)上并与外骨骼小臂(6)固定焊接，肘关节传动装置(23)上缠绕有肘关节牵引钢丝绳(11)；所述肘关节角度传感器(21)安装在外骨骼小臂(6)与肘关节传动装置(23)...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘会霞，高坤，王霄，陈树洋，张国策，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32