[发明专利]一种上肢康复训练仪

说明书

本发明属于康复训练设备设计制造领域，具体涉及一种上肢康复训练仪，包括第一导轨、第二导轨和无动力滑轨，其中第一导轨沿x方向布置，第二导轨沿y方向布置，第一导轨的轨道一端位于第二导轨的滑块上，且第一导轨的轨道另一端位于无动力滑轨上，第一导轨的滑块上设有握把和腕托，握把上设有力量传感器，力量传感器的检测信号输出端与主控制器相连，本发明通过调节两垂直导轨的阻力能够使肢体所受阻力始终保持在相对恒定的状态，且阻力方向始终与肢体运动方向保持相反，患者使用时手感更加平滑，本发明采用一个驱动元件来驱动平移驱动机构和阻尼调节驱动机构动作，简化了设备结构，降低了设备成本。

技术领域

本发明属于康复训练设备设计制造领域，具体涉及一种上肢康复训练仪。

背景技术

康复训练设备主要用于引导患者进行低强度运动以达到锻炼关节、肌肉组织的目的，康复训练设备主要有主动和被动两种引导方式。所谓主动引导是指训练设备根据计算机程序预先设定的运动路径或者力学传感器检测到到人体运动趋势为患者肢体提供额外驱动力，其主要适用于无自主运动能力的重度运动障碍患者；所谓被动引导则是指患者自主运动，而训练设备为患者提供一定运动阻力以加强其运动强度，另一方面记录患者肢体运动轨迹以便患者实时了解自身康复情况。现有技术中的上肢康复训练设备在上述两种状态该下进行切换时主要存在以下缺陷：其一是在被动模式下设备主动驱动元件无法彻底断开，因此驱动元件必须跟随肢体同步运动，这样一方面产生了不必要的能耗，另一方面当患者运动方式突变时设备无法快速响应；其二是上肢康复训练设备的运动一般是由两个相互垂直方向上的直线运动合成的，因此要想让肢体沿任何方向运动时的阻力都保持大致恒定就需要根据瞬时运动的方向实时调节两个垂向上的阻尼大小，现有技术无法满足该需求，因此现有上肢康复训练设备在被动引导模式下的阻力存在较大波动。

发明内容

本发明的目的是提供一种上肢康复训练仪,具有主动引导和被动引导两种模式，且被动引导状态下的阻力大小和方向可以精确调控。

本发明采取的技术方案具体如下：

一种上肢康复训练仪，包括第一导轨、第二导轨和无动力滑轨，第一导轨和第二导轨结构相同，二者均包含轨道和滑块，其中第一导轨沿x方向布置，第二导轨沿y方向布置，x方向和y方向是水平面内两个相互垂直的方向，第一导轨的轨道一端位于第二导轨的滑块上，且第一导轨的轨道另一端位于无动力滑轨上，无动力滑轨与第二导轨平行；第一导轨的滑块上设有握把和腕托，握把上设有用于检测外力大小和方向的力量传感器，力量传感器的检测信号输出端与主控制器相连；滑块与轨道滑动连接，所述滑块上设有阻尼块，所述轨道上设有沿轨道长度方向设置的阻尼带，阻尼块与阻尼带摩擦配合用于为滑块提供滑动阻尼，所述阻尼块与滑块活动连接且阻尼块被装配为其与阻尼带的接触面积可调；所述阻尼带的截面为弧形，所述阻尼块为扇形，阻尼块与滑块转动连接且回转中心为阻尼块的扇心，阻尼块的外弧面与阻尼带的内弧面构成所述摩擦配合；还包括用于驱动阻尼块转动的阻尼调节驱动机构；轨道与滑块之间设有用于驱动滑块沿轨道滑动的平移驱动机构；还包括用于驱动平移驱动机构和阻尼调节驱动机构动作的驱动元件，驱动元件与平移驱动机构和阻尼调节驱动机构之间设有动力切换机构，动力切换机构被装配为能够使驱动元件、平移驱动机构和阻尼调节驱动机构在以下两工位件切换：工位一，驱动元件的动力单独专递给平移驱动机构，以及工位二，驱动元件的动力单独传递给阻尼调节驱动机构并将平移驱动机构中分置于滑块和轨道上的传动部件相互分离以使滑块能够相对于轨道自由滑动；主控制器与驱动元件和动力切换机构的电连接，主控制器根据输入设备输入的功能选择指令控制动力切换机构在工位一和工位二之间切换；当动力切换机构处于工位一时主控制器根据输入设备输入的训练参数控制平移驱动机构动作，当动力切换机构处于工位二时主控制器根据力量传感器检测的外力方向以及输入设备输入的预设阻力值计算第一导轨和第二导轨分别所需提供的阻力大小，并根据计算结果控制第一导轨和第二导轨的阻尼调节驱动机构动作，使两导轨产生的阻力的合力与握把所受外力方向始终相反且该合力大小始终保持在预设阻力值附近。