肩關節康復訓練裝置的製作方法

2023-06-15 20:05:41

專利名稱：肩關節康復訓練裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於康復醫療器械，具體涉及一種輔助人體肩關節進行康復 訓練的裝置，適用於因中風、工傷和交通事故等原因造成的上肢運動障 礙患者的康復訓練。
背景技術：
肩關節是人體上肢重要關節，因此，肩關節康復訓練裝置是上肢康 復機器人結構中重要的一部分。殘障患者在上肢康復訓練過程中，上肢 康復機器人需要直接作用於人體上肢，訓練過程必須安全、舒適，因此， 肩關節康復訓練裝置在結構上必須以考慮人體肩部結構特點及運動方 式。首先，肩關節康復訓練裝置必須能滿足人體肩部的基本運動，對肩
部作全方位的肌肉及神經刺激；其次，肩關節康復訓練裝置必在對患者 肩關節的肌肉和神經作有效訓練時，必須保證不對患者身體產生任何傷 害，以保證康復訓練過程的安全性；同時，為了加強康復訓練過程的安 全性，必須在肩關節康復訓練裝置的機械結構上，限制機構運動的最大 行程，以防止在控制系統紊亂的情況下產生意外；最後，肩關節康復訓 練裝置的結構需要能夠被靈活調節，適應不同體型的患者，以保證康復 訓練過程的舒適性；
現有的肩關節康復訓練裝置要麼結構龐大，不適合穿戴及家庭使用， 要麼功能太簡單，無法對殘障患者的肩關機做有效的康復訓練；此外， 部分現有的肩關節康復訓練裝置的運動中心不能和患者肩關節運動中心 重合性不高，在康復訓練過程中會對患者產生不適並難以得到高效的康 復訓練。公開號CN 1876335A
公開日2006年12月13日、名稱為"康復訓練機器人的關節機構，，的專利申請所提出的技術方案，只能做單自由 度的康復訓練，不能對肩關節做全方位的訓練。

發明內容
本發明提供一種肩關節康復訓練裝置，解決現有裝置只能做單自由 度訓練的問題。
本發明的一種肩關節康復訓練裝置，包括肩支撐機構、外展內收機 構和前曲後伸機構，其特徵在於-
所述肩支撐機構由後背支撐板、後背調節板、後背連接板、肩前板、
肩背支撐板、肩背座板和肩前拉塊組成；所述各板均具有多條平行的調 節槽，後背支撐板與後背調節板、後背調節板與後背連接板、後背連接 板與肩背支撐板通過調節槽內的螺釘連接固定；肩背支撐板分別與肩前 板、肩背座板通過調節槽內的螺釘連接固定；肩前拉塊和肩前板通過螺 釘連接固定；
所述外展內收機構實現肩關節的外展內收運動，由肩前連接板、肩 後連接板、肩前軸承座、肩前軸、肩後護板、肩後拉盤、肩後軸承座、 肩後軸組成；肩前連接板、肩後連接板、肩前軸承座、肩後護板和肩後 拉盤上均具有均勻分布的調節孔；
肩前連接板一端與肩背座板通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與 肩前軸承座通過調節孔內螺釘連接固定；肩前軸置於肩前軸承座內；肩 後連接板一端與肩背座板通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與肩後護 板通過調節孔內螺釘連接固定，肩後軸承座與肩後護板通過螺釘連接固 定；
肩後拉盤套於肩後軸上，肩後軸置於肩後軸承座內，和肩前軸的軸 線重合；肩後拉盤的圓周端面上有槽，槽內放置鋼絲繩，鋼絲繩在執行
5機構的驅動下，拉動肩後拉盤沿肩前、肩後軸共同的軸線旋轉；
所述前曲後伸機構實現肩關節的前曲後伸運動，由臂前連接板、臂
後連接板、臂支撐板、臂拉盤、臂側軸、肘連接板和臂側軸承座組成； 臂前連接板、臂後連接板、臂支撐板、臂拉盤和肘連接板均具有均勻分 布的調節孔；
臂前連接板一端與肩前軸連接板通過調節孔內螺釘連接固定，另一 端與臂側軸承座通過調節孔內螺釘連接固定，臂側軸承座另一端與臂支 撐板通過螺釘連接固定；臂後連接板一端與肩後拉盤通過調節孔內螺釘 連接固定，另一端與臂支撐板通過調節孔內螺釘連接固定；
臂拉盤套於臂側軸上，臂側軸安裝於臂側軸承座中，臂拉盤的圓周 端面上有槽，槽內放置鋼絲繩，鋼絲繩在執行機構的驅動下，拉動臂拉 盤旋轉，與臂拉盤連接的肘連接板也會一起旋轉；臂拉盤的運動範圍被 臂前連接板和臂支撐板限制。
所述的肩關節康復訓練裝置，其進一步特徵在於
所述外展內收機構中，所述肩後護板上固定多片鋼絲繩擋片，防止 鋼絲繩脫離肩後拉盤上的槽；所述肩後護板上沿肩後拉盤圓周時鐘4點 位置上，固定限位擋片，肩後拉盤的運動範圍被限位擋片和肩背座板限 制；
所述前曲後伸機構中，臂側軸承座上沿臂拉盤圓周固定多片鋼絲繩 擋片，防止鋼絲繩脫離臂拉盤上的槽。
所述的肩關節康復訓練裝置，所述肩後軸和臂側軸的端面可以開有 孔，用來放置角位移傳感器，測量人體肩部在外展內收以及前曲後伸方 向上的運動角度。
6本發明的肩支撐機構將本肩關節康復訓練裝置固定在人體肩部，通 過背支撐板連接於人體背部，並通過調節後肩背調節板的位置，以適應 不同的人體尺寸。前肩拉塊中有槽，可以穿過繩帶，將本康復訓練裝置 綁在人體身上，機構的更為穩固。
肩前軸軸線、肩後軸的軸線與人體肩部在作外展內收運動時的運動 軸線重合，以確保人體肩部運動的舒適性。肩部的支撐採用前後同時支 撐方式，避免了偏載給運動機構造成的運動障礙及機構變形。
臂側軸的軸線與肩前軸的軸線垂直，在空間上保證了本機構的外展 內收運動和前曲後伸運動的軸線交點重合於人體肩部關節選裝中心，盡 量使人體肩部訓練過程舒適。
肩部的外展內收機構和前曲後伸機構的運動範圍在機械結構上被限 制在人體正常的運動範圍內，從而保證人體安全。
本發明在機械結構上，限制了運動機構的運動範圍，消除了超行程
運動給人體帶來的安全隱患；實現了肩關節的外展內收和前曲後伸兩種
運動及其複合運動，結構簡單、穿戴舒適、調節靈活，運動柔順、安全 可靠，可以對上肢殘障患者的肩關節作全方位的康復訓練。


圖l為本發明實施例的結構示意圖2為圖1的主視圖3為圖2的右視圖。
具體實施例方式
下面結合附圖對本發明作詳細說明。
如圖l、圖2、圖3所示，本發明包括肩支撐機構、外展內收機構和前曲後伸機構；
肩支撐機構由後背支撐板l、後背調節板2、後背連接板3、肩前板 4、肩背支撐板5、肩背座板6和肩前拉塊7組成，材料均為硬質鋁合金； 所述各板均具有多條平行的調節槽，後背支撐板1與後背調節板2、後背 調節板2與後背連接板3、後背連接板3與肩背支撐板5通過調節槽內的 螺釘連接固定；肩背支撐板5分別與肩前板4、肩背座板6通過調節槽內 的螺釘連接固定；肩前拉塊7和肩前板4通過螺釘連接固定；
外展內收機構實現肩關節的外展內收運動，由肩前連接板8、肩後連 接板22、肩前軸承座9、肩前軸27、肩後護板23、肩後拉盤20、肩後軸 承座25、肩後軸21組成，其中，肩前軸承座9、肩後軸承座25、肩前軸 27和肩後軸21的材料為45弁鋼，其它均為硬質鋁合金；肩前連接板8、 肩後連接板22、肩前軸承座9、肩後護板23和肩後拉盤20上均具有均 勻分布的調節孔；
肩前連接板8 —端與肩背座板6通過調節孔內螺釘連接固定，另一 端與肩前軸承座9通過調節孔內螺釘連接固定；肩前軸27置於肩前軸承 座9內；肩後連接板22—端與肩背座板6通過調節孔內螺釘連接固定， 另一端與肩後護板23通過調節孔內螺釘連接固定，肩後軸承座25與肩 後護板23通過螺釘連接固定；
肩後拉盤20套於肩後軸21上，肩後軸21置於肩後軸承座25內， 和肩前軸27的軸線重合；肩後拉盤20的圓周端面上有槽，槽內放置鋼 絲繩16，鋼絲繩16在執行機構的驅動下，拉動肩後拉盤20沿肩前、肩 後軸共同的軸線旋轉；
外展內收機構中，肩後護板23上可以固定多片鋼絲繩擋片11，防止 鋼絲繩脫離肩後拉盤20上的槽；肩後護板23上沿肩後拉盤20圓周時鐘 4點位置上，固定限位擋片19，肩後拉盤20的運動範圍被限位擋片19 和肩背座板6限制；
8前曲後伸機構實現肩關節的前曲後伸運動，由臂前連接板10、臂後
連接板18、臂支撐板17、臂拉盤13、臂側軸14、肘連接板15和臂側軸 承座24組成，其中，臂側軸14和臂側軸承座24的材料為45井鋼，其它 的均為硬質鋁合金；臂前連接板10、臂後連接板18、臂支撐板17、臂拉 盤13和肘連接板15均具有均勻分布的調節孔；
臂前連接板10 —端與肩前軸連接板26通過調節孔內螺釘連接固定， 另一端與臂側軸承座24通過調節孔內螺釘連接固定，臂側軸承座24另 一端與臂支撐板17通過螺釘連接固定；臂後連接板18 —端與肩後拉盤 20通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與臂支撐板17通過調節孔內螺釘 連接固定；
臂拉盤13套於臂側軸14上，臂側軸14安裝於臂側軸承座24中， 臂拉盤13的圓周端面上有槽，槽內放置鋼絲繩16，鋼絲繩在執行機構的 驅動下，拉動臂拉盤13旋轉，與臂拉盤13連接的肘連接板15也會一起 旋轉；臂拉盤13的運動範圍被臂前連接板10和臂支撐板17限制。
前曲後伸機構中，臂側軸承座24上沿臂拉盤13圓周可以固定多片 鋼絲繩擋片11，防止鋼絲繩脫離臂拉盤13上的槽。
肩後軸21和臂側軸14的端面還可以開有孔，用來放置角位移傳感 器，測量人體肩部在外展內收以及前曲後伸方向上的運動角度。
權利要求
1. 一種肩關節康復訓練裝置，包括肩支撐機構、外展內收機構和前曲後伸機構，其特徵在於所述肩支撐機構由後背支撐板(1)、後背調節板(2)、後背連接板(3)、肩前板(4)、肩背支撐板(5)、肩背座板(6)和肩前拉塊(7)組成；所述各板均具有多條平行的調節槽，後背支撐板(1)與後背調節板(2)、後背調節板(2)與後背連接板(3)、後背連接板(3)與肩背支撐板(5)通過調節槽內的螺釘連接固定；肩背支撐板(5)分別與肩前板(4)、肩背座板(6)通過調節槽內的螺釘連接固定；肩前拉塊(7)和肩前板(4)通過螺釘連接固定；所述外展內收機構實現肩關節的外展內收運動，由肩前連接板(8)、肩後連接板(22)、肩前軸承座(9)、肩前軸(27)、肩後護板(23)、肩後拉盤(20)、肩後軸承座(25)、肩後軸(21)組成；肩前連接板(8)、肩後連接板(22)、肩前軸承座(9)、肩後護板(23)和肩後拉盤(20)上均具有均勻分布的調節孔；肩前連接板(8)一端與肩背座板(6)通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與肩前軸承座(9)通過調節孔內螺釘連接固定；肩前軸(27)置於肩前軸承座(9)內；肩後連接板(22)一端與肩背座板(6)通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與肩後護板(23)通過調節孔內螺釘連接固定，肩後軸承座(25)與肩後護板(23)通過螺釘連接固定；肩後拉盤(20)套於肩後軸(21)上，肩後軸(21)置於肩後軸承座(25)內，和肩前軸(27)的軸線重合；肩後拉盤(20)的圓周端面上有槽，槽內放置鋼絲繩(16)，鋼絲繩(16)在執行機構的驅動下，拉動肩後拉盤(20)沿肩前、肩後軸共同的軸線旋轉；所述前曲後伸機構實現肩關節的前曲後伸運動，由臂前連接板(10)、臂後連接板(18)、臂支撐板(17)、臂拉盤(13)、臂側軸(14)、肘連接板(15)和臂側軸承座(24)組成；臂前連接板(10)、臂後連接板(18)、臂支撐板(17)、臂拉盤(13)和肘連接板(15)均具有均勻分布的調節孔；臂前連接板(10)一端與肩前軸連接板(26)通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與臂側軸承座(24)通過調節孔內螺釘連接固定，臂側軸承座(24)另一端與臂支撐板(17)通過螺釘連接固定；臂後連接板(18)一端與肩後拉盤(20)通過調節孔內螺釘連接固定，另一端與臂支撐板(17)通過調節孔內螺釘連接固定；臂拉盤(13)套於臂側軸(14)上，臂側軸(14)安裝於臂側軸承座(24)中，臂拉盤(13)的圓周端面上有槽，槽內放置鋼絲繩(16)，鋼絲繩在執行機構的驅動下，拉動臂拉盤(13)旋轉，與臂拉盤(13)連接的肘連接板(15)也會一起旋轉；臂拉盤(13)的運動範圍被臂前連接板(10)和臂支撐板(17)限制。
2. 如權利要求1所述的肩關節康復訓練裝置，其特徵在於-所述外展內收機構中，所述肩後護板(23)上固定多片鋼絲繩擋片(11)，防止鋼絲繩脫離肩後拉盤(20)上的槽；所述肩後護板(23)上 沿肩後拉盤(20)圓周時鐘4點位置上，固定限位擋片(19)，肩後拉盤(20)的運動範圍被限位擋片(19)和肩背座板(6)限制；所述前曲後伸機構中，臂側軸承座(24)上沿臂拉盤(13)圓周固 定多片鋼絲繩擋片(11)，防止鋼絲繩脫離臂拉盤(13)上的槽。
3. 如權利要求1或2所述的肩關節康復訓練裝置，其特徵在於 所述肩後軸(21)和臂側軸(14)的端面開有孔，用來放置角位移傳感器，測量人體肩部在外展內收以及前曲後伸方向上的運動角度。
全文摘要
肩關節康復訓練裝置，屬於康復醫療器械，解決現有裝置只能做單自由度訓練的問題。本發明包括肩支撐機構、外展內收機構和前曲後伸機構；所述肩支撐機構由後背支撐板、後背調節板、後背連接板、肩前板、肩背支撐板、肩背座板和肩前拉塊組成；所述外展內收機構由肩前連接板、肩後連接板、肩前軸承座、肩前軸、肩後護板、肩後拉盤、肩後軸承座、肩後軸組成；所述前曲後伸機構由臂前連接板、臂後連接板、臂支撐板、臂拉盤、臂側軸、肘連接板和臂側軸承座組成。本發明消除了超行程運動給人體帶來的安全隱患，實現了肩關節的外展內收和前曲後伸及其複合運動，結構簡單、穿戴舒適、調節靈活，運動柔順、安全可靠，可以對上肢殘障患者作全方位的康復訓練。
文檔編號A61H1/02GK101474121SQ200810237479
公開日2009年7月8日 申請日期2008年12月26日 優先權日2008年12月26日
發明者江先志, 熊有倫, 熊蔡華, 陳文斌, 黃曉琳 申請人:華中科技大學