一种康复操作系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种康复操作系统，主要解决现有康复仪需要患者调整自身位姿，重症患者不便使用的问题。它包括卷桶(1)、导索块(2)、电机(6)、平台(9)、摄相机(10)和监控器(11)；平台(9)上连接有多根钢索(7)，每一根钢索绕过定滑轮(8)穿过导索块，连接到卷桶(1)上；摄相机(10)固定在墙壁上，获取平台(9)的多幅示教图像发送给监控器(11)；监控器根据这些示教图像的位姿及系统的标定参数，算出对每一根钢索(7)的控制量，再发送给电机驱动卷桶带动钢索(7)收放，控制平台(9)的移动。本实用新型专利技术具有结构简单、重量轻、工作空间大，且能进行定量康复训练的优点，可用于重症骨折后对病人的康复治疗。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于医疗器械
，涉及康复设备，特别是一种康复操作系统，可用于重症骨折后对病人的康复治疗。
技术介绍
不论是外伤性骨折，疲劳性骨折，还是病理性骨折，一旦骨折复位后，即开始进入康复治疗期。骨折手术后的康复治疗目的是为避免造成病人骨折处关节僵硬，软组织沾黏，肌力丧失，功能不良等后遗症。骨折固定术后I个月内，是康复治疗的关键时期，对肢体功能恢复有重要意义，错过这一时期，功能恢复效果将大打折扣。自从20世纪70年代初，著名骨科医师SalterR B提出滑膜关节持续被动活动 CPM理论后，对于骨关节术后的功能恢复起到了重要的作用。通过国内外学者的广泛临床应用，证实了 CPM对于减少骨关节术后关节僵硬，恢复关节功能具有积极的意义。目前的康复主要有电疗、磁疗和运动疗法三种方案电疗，是通过两组电极交叉作用于人体患处，交叉部产生动态生物电场，在生物电场的作用下沿骨轴方向产生内生电流，激活骨和软骨细胞，增加细胞的代谢，促成骨痂形成。磁疗，是通过特制磁耦合器产生最合理的交变脉冲磁场，磁力线穿透患者骨折部位外的夹板、石膏及衣物，作用于皮下组织和骨骼，产生一系列磁场生物效应，形成内生电流，从而刺激骨细胞的趋化和增殖，促进骨折愈合。运动疗法，主要由有专业经验的治疗师依据病人的情况订制个人化的治疗计划，运动可增加骨质的增生，减少沾黏，增加循环，降低水肿，增加肌力，对恢复功能多有帮助。但这一部分工作目前主要由人手工完成，也有采用治疗仪在治疗师指导下进行运动治疗。目前已有的治疗仪主要分为两类上肢关节康复仪和下肢关节康复仪。上肢关节康复仪主要针对肩、肘关节进行康复，病人将胳膊放入康复设备上固定后，电机通过减速机构，驱动康复仪刚性支架，带动患者小臂绕肩或肘关节进行运动。下肢关节康复仪主要针对髋、膝和踝关节进行康复，病人将要康复部位，即整个身体、腿或脚放入康复设备上固定后，用电机通过减速机构，驱动连杆机构形成的康复台转动，带动患处肢体进行运动。上述已有康复仪，在康复操作前，病人需要将自己的患处，即上肢、整个身体或下肢移动并放入设备上，并与之固定后才能实现康复运动。但对于重症患者，或术后不方便移动的患者，则无法使用这种康复仪，只能由治疗师进行人工康复操作。通常对每一位患者，手术后第I 3天，要进行患肢及健肢主动/被动活动关节运动，医嘱为每次10下，每日至少4次。即每一位患者每天至少需要活动80下。手术后3天至出院，针对病人的情况修正治疗计划，还要适度增加活动次数。按此推算，每位治疗师每天不间断工作，也最多康复10位患者。由此可见人工康复治疗过程对治疗师来说工作单调、重复，劳动强度大；对患者来说每次康复运动量与治疗师体力有关，没有定量衡量标准。
技术实现思路
本技术的目的在于针对上述已有技术的不足，提供一种康复操作系统，以减轻治疗师的劳动强度，使患者无须调整现有位姿，实现定量进行康复训练。为实现上述目的，本技术的康复操作系统包括平台、驱动导索机构、摄相机和监控器；驱动导索机构，包括凸轮、导索块、卷桶和电机；平台上连接有η根钢索，8^η^4,每一根钢索绕过定滑轮，穿过导索块，连接到卷桶上；凸轮推动导索块移动，带动钢索水平左右移动，反复换向，电机驱动卷桶旋转，带动钢索收放；摄相机固定在墙壁上，获取平台的k幅示教图像，100彡k彡10，并发送给监控器；监控器调用Matlab单目测距程序根据这些示教图像的位姿，以及对滑轮和平台的标定参数，算出对每一根钢索的控制量，再发送给电机，驱动卷桶带动钢索收放，控制平台的移动。所述平台的上平面固定有标志点和球铰，钢索通过球铰与平台连接，通过标志点对示教图像进行定位；平台的下平面开有导向槽，槽内嵌入可沿导向槽移动的导向固定部件，该部件用于固定患者需要康复的肢体，它包括导向螺钉、固定带支架、螺母、固定衬和固·定带；导向螺钉内嵌入导向槽；固定带支架上设有通孔，导向螺钉穿过该通孔与螺母连接；固定衬的上平面与螺母接触，下平面直接连接患者要固定的肢体；固定带的一端连接在固定带支架上，另一端穿过固定衬的外端扣，调整好患者需要康复肢体的松紧后，折回粘紧。所述驱动导索机构，包括支架、电机、减速器、凸轮、导索块和卷桶；电机通过减速器的一路输出轴E，驱动卷桶旋转，带动钢索收放；电机通过减速器的第二路输出轴F，带动凸轮旋转，凸轮推动导索块移动，带动钢索水平左右移动，反复换向。所述凸轮是一个圆柱凸轮，圆柱面上开有曲线凹槽。所述导索块，包括滑块、轴、推杆和滚子；推杆固定在滑块上，其末端与滚子连接；滚子在凸轮的曲线凹槽内移动；轴固定在支架上，滑块与轴连接，沿轴水平移动；滑块上开有通孔，钢索穿过该通孔，上端连接球铰，下端连接卷桶。本技术具有如下优点I)本技术在电机的驱动下，借助于η根钢索对平台进行运动控制，使患者需要康复的肢体按一定的轨迹与姿态移动，即通过η根钢索协调收放控制患者需要康复肢体实现指定轨迹的康复运动，与刚性的康复仪相比，具有结构简单、重量轻、工作空间大的特点，可以适应重症患者，或术后不方便移动的患者使用。2)本技术通过导索块与卷桶的运动合成，带动钢索在卷桶上水平缠绕一层后，自动换向进行下一层的缠绕，保证平台位姿控制过程中对每一根钢索长度的有序收放。3)本技术能根据治疗师制定的康复治疗方案和给出的示教位姿，控制平台进行定量康复训练，改变了人工康复中工作单调、重复，劳动强度大的缺点，代替了治疗师的重复劳动。附图说明图I为本技术的总体结构示意图；图2为本技术驱动导索机构的结构示意图；图3为本技术的导索块结构示意图；图4为本技术的上平面结构示意图；图5为本技术的下平面结构示意图；图6为图5的B-B向视图。具体实施方式以下结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细说明。参照图1，本技术是一种康复操作系统，包括钢索7、定滑轮8、平台9、摄相机10、监控器11和驱动导索机构20 ;其中驱动导索机构20的结构如图2所示，其中图2(a)是驱动导索机构的主视图，图2(b)是它的A-A向剖视图，它包括支架5、电机6、减速器4、凸轮3、导索块2和卷桶I ;凸轮3是一个圆柱凸轮，圆柱面上开有曲线凹槽29 ；电机6通过减速器4的一路输出轴E，驱动卷桶I旋转，带动钢索7收放；电机6通过减速器4的第二路输出轴F，带动凸轮3旋转，凸轮3推动导索块2移动，带动钢索7水平左右移动，反复换向；该导索块2的结构如图3所示，它包括滑块24、轴25、推杆26和滚子27，推杆26固定在滑块24上，其末端与滚子27连接；滚子27在凸轮的曲线凹槽29内移动；轴25固定在支架5上，滑块24与轴25连接，沿轴水平移动；滑块24上开有通孔28，钢索7穿过该通孔，上端连接球铰19，下端连接卷桶I ;平台9的上平面结构如图4所示，其上固定有标志点18和球铰19，钢索7通过球铰19与平台9连接，通过标志点18对示教图像进行定位；平台9的下平面结构如图5所示，平台9的下平面开有导向槽21，槽内嵌入可沿导向槽移动的导向固定部件22，该部件用于固定患者需要康复的肢体；该导向固定部件22的结构如图6所示，它包括导向螺钉15、固定带支架16、螺母17、固定衬13和固定带14,导向螺钉15内嵌入导向槽21内，固定带支架16上设有通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种康复操作系统，其特征在于：包括平台（9）、驱动导索机构（20）、摄相机（10）和监控器（11）；驱动导索机构（20），包括凸轮（3）、导索块（2）、卷桶（1）和电机（6）；平台（9）上连接有n根钢索（7），8≥n≥4，每一根钢索（7）绕过定滑轮（8），穿过导索块（2），连接到卷桶（1）上；凸轮（3）推动导索块（2）移动，带动钢索（7）水平左右移动，反复换向，电机（6）驱动卷桶（1）旋转，带动钢索（7）收放；摄相机（10）固定在墙壁上，获取平台（9）的k幅示教图像，100≥k≥10，并发送给监控器（11）；监控器（11）通过电机（6）驱动卷桶（1），带动钢索（7）收放，控制平台（9）的移动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：段清娟，殷磊，杜敬利，段学超，华晨，马娟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：实用新型
国别省市：