一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置及鍛鍊方法與流程

2023-10-07 06:43:19

本發明屬於醫療康復器械技術領域，特別是涉及一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置。

背景技術：

高位截癱、腦血管疾病後遺症肢體偏癱的患者、昏迷不能動的患者或因意外傷害導致下肢殘疾的患者，這類人群不能主動地進行下肢運動，需要定期進行下肢被動的屈膝運動，否則易會導致肌肉骨骼神經萎縮、下肢血栓形成、心肺功能不好等症狀。醫護人員在對該類患者進行日常護理時，需要對患者的上下肢進行功能鍛鍊或者患者自身通過牽拉對上肢進行鍛鍊；也有藉助一些器械對患者的下肢進行被動的康復鍛鍊，但是這些器械的運行軌跡比較單一，並且不能根據不同身體狀況的患者調整運動的頻率、幅度及強度，這樣可能會達不到鍛鍊的目標或加重患者肌腱的拉傷，對患者的身體造成二次傷害，從而增加醫護人員的工作難度。

技術實現要素：

本發明主要解決的技術問題是提供一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置及鍛鍊方法，不僅可以實現臥床意識清醒患者進行上下肢主動康復鍛鍊以及昏迷、高位截癱、偏癱等不能主動運動患者進行上下肢被動康復鍛鍊，而且還能根據不同身體狀況的患者選擇合適的鍛鍊模式控制患者被動鍛鍊時的運動頻率和幅度、強度；本發明具有結構簡單、設計人性化且適用性強等優點。

為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：提供一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置，包括前側設有開口的中空式的框架，所述框架包括四根相互平行的支撐杆、與四根所述支撐杆的上端兩兩連接的上右橫杆、上左橫杆、上前橫杆和上後橫杆以及與四根所述支撐杆的下端兩兩連接的下右橫杆、下左橫杆和下後橫杆，所述上右橫杆和所述上左橫杆相互平行，所述上前橫杆和所述上後橫杆相互平行，所述下右橫杆和所述下左橫杆相互平行；

所述框架的上方且沿所述框架的寬度方向上設有第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆，所述第一滑杆、所述第二滑杆和所述第三滑杆兩兩相互平行，所述第一滑杆、所述第二滑杆和所述第三滑杆皆可沿所述框架前後移動並定位；

所述第一滑杆上設有一對上肢主動鍛鍊機構，每一所述上肢主動鍛鍊機構分別包括第一彈力帶和吊環，所述第一彈力帶的上端與所述第一滑杆可滑動連接，所述第一彈力帶的下端與所述吊環固定連接；

所述第二滑杆上設有一對第一下肢被動鍛鍊機構，每一所述第一下肢被動鍛鍊機構分別包括第一電機、第一定滑輪、第一綁帶和第一牽引繩，所述第一定滑輪的上端與所述第二滑杆可滑動連接，所述第一牽引繩的一端與所述第一綁帶固定連接且另一端穿過所述第一定滑輪與所述第一電機的輸出軸連接；

所述第三滑杆上設有一對第二下肢主動鍛鍊機構和一對第二下肢被動鍛鍊機構，每一所述第二下肢主動鍛鍊機構分別包括第二彈力帶和第二綁帶，所述第二彈力帶的上端與所述第三滑杆可滑動連接且另一端與所述第二綁帶固定連接；每一所述第二下肢被動鍛鍊機構分別包括第二電機、第二定滑輪、第三綁帶和第二牽引繩，所述第二定滑輪的上端與所述第三滑杆可滑動連接，所述第二牽引繩的一端與所述第三綁帶固定連接且另一端穿過所述第二定滑輪與所述第二電機的輸出軸連接；

還包括一控制器，所述控制器安裝於所述框架，所述第一電機和所述第二電機分別與所述控制器電連接；

所述框架的下端設有四個萬向輪。

進一步地說，所述第一滑杆的左端設有驅動所述第一滑杆沿框架的長度方向上滑動的第一驅動機構，所述第一驅動機構包括第三電機、第一齒輪和第一齒條，所述第三電機的輸出軸上固定所述第一齒輪，所述第一齒輪與所述第一齒條嚙合，所述第三電機固定於所述上左橫杆，所述第一齒條定位於所述上左橫杆的第一左滑槽且可沿上左橫杆前後移動，所述第一滑杆的右端固定第一右滾輪，所述第一右滾輪可在所述上右橫杆內側的第一右滑槽內滾動；

所述第二滑杆的左端設有驅動所述第二滑杆沿框架的長度方向上滑動的第二驅動機構，所述第二驅動機構包括第四電機、第二齒輪和第二齒條，所述第四電機的輸出軸上固定所述第二齒輪，所述第二齒輪與所述第二齒條嚙合，所述第四電機固定於所述上左橫杆，所述第二齒條定位於所述上左橫杆的第二左滑槽且可沿上左橫杆前後移動，所述第二滑杆的右端固定第二右滾輪，所述第二右滾輪可在所述上右橫杆內側的第二右滑槽內滾動；

所述第三滑杆的左端設有驅動所述第三滑杆沿框架的長度方向上滑動的第三驅動機構，所述第三驅動機構包括第五電機、第三齒輪和第三齒條，所述第五電機的輸出軸上固定所述第三齒輪，所述第三齒輪與所述第三齒條嚙合，所述第五電機固定於所述上左橫杆，所述第三齒條定位於所述上左橫杆的第三左滑槽且可沿上左橫杆前後移動，所述第三滑杆的右端固定第三右滾輪，所述第三右滾輪可在所述上右橫杆內側的第三右滑槽內滾動。

進一步地說，所述第一滑杆還設有一對上肢被動鍛鍊機構，每一所述上肢被動鍛鍊機構包括第六電機、第三定滑輪、第四綁帶和第三牽引繩，所述第三定滑輪的上端與所述第一滑杆可滑動連接，所述第三牽引繩的一端與所述第四綁帶固定連接且另一端穿過所述第三定滑輪與所述第六電機的輸出軸連接。

進一步地說，所述控制器具有控制面板以及位於控制器內的中央處理器，控制面板上具有啟閉按鈕和模式選擇按鈕，所述模式選擇按鈕和所述啟閉按鈕分別與所述中央處理器電連接，所述啟閉按鈕與外接電源電連接，所述第三電機、所述第四電機、所述第五電機和所述第六電機分別與所述控制器的中央處理器電連接。

進一步地說，所述第一滑杆、所述第二滑杆和所述第三滑杆的中部分別固定有攝像頭，所述攝像頭與所述控制器的中央處理器電連接。

進一步地說，所述第六電機固定於所述第一滑杆的左、右兩側下端，所述第一電機固定於所述第二滑杆的左、右兩側下端，所述第二電機固定於所述第三滑杆的左、右兩側下端。

進一步地說，所述第一綁帶的兩端、所述第二綁帶的兩端、所述第三綁帶的兩端和所述第四綁帶的兩端皆可通過系帶、魔術貼或卡扣連接。

進一步地說，所述控制器位於所述框架的後端的任一一側。

進一步地說，所述下右橫杆設有兩根且相互平行，所述下左橫杆設有兩根且相互平行。

所述的一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置的鍛鍊方法，包括主動鍛鍊模式和被動鍛鍊模式：

主動鍛鍊模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第一滑杆和第三滑杆移動到患者的肩部及腳踝部相應位置的上方，將患者的腳踝部與第二綁帶固定，患者可在第二彈力帶的張力下上下活動下肢，同時，患者的雙手可以握住吊環，並在第一彈力帶的張力下上下活動上肢；

被動鍛鍊模式包括以下六種模式中的至少一種：

第一種：提膝屈膝運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆移動到患者膝蓋部相應位置的上方，將患者的膝蓋部與第一綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋能夠在第一電機的驅動下進行提膝屈膝運動；

第二種：腿部提降運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第三滑杆移動到患者腳踝部相應位置的上方，將患者的腳踝部與第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的腿部能夠在第二電機的驅動下進行提降腿部運動；

第三種：抬腿屈膝兩部位交替模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆和第三滑杆移動到患者膝蓋部和腳踝部相應位置的上方，將患者的膝蓋部、腳踝部分別通過第一綁帶和第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋部和腿部能夠分別在第一電機和第二電機的驅動下進行抬腿屈膝兩部位交替運動；

第四種：單膝運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆移動到患者膝蓋部相應位置的上方，將患者需活動的膝蓋部通過第一綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋部能夠在第一電機的驅動下進行提膝屈膝運動；

第五種：單腿運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第三滑杆移動到患者腳踝部相應位置的上方，將患者需活動的腳踝部通過第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的腿部能夠在第二電機的驅動下進行提降腿部運動；

第六種：抬臂屈臂運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第一滑杆移動到患者肩部相應位置的上方，將患者的雙手與第四綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的雙手能夠在第六電機的驅動下進行提降雙臂運動。

進一步地說，所述第一滑杆、所述第二滑杆和所述第三滑杆可分別通過其中部的攝像頭識別患者的肩部、膝蓋部和腳踝部的位置，並將信息傳送至中央處理器，中央處理器分別通過第三電機、第四電機和第五電機驅動第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆移動到患者肩部、膝蓋部和腳踝部相應位置的上方實現第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆的定位。

本發明的有益效果至少具有以下幾點：

一、本發明包括上肢主動鍛鍊機構、上肢被動鍛鍊機構、第一下肢被動鍛鍊機構、第二下肢主動鍛鍊機構和第二下肢被動鍛鍊機構，不僅可以實現患者上下肢主動康復鍛鍊，也可實現患者上下肢被動康復鍛鍊，適用人群廣；另外，第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆可在框架的長度方向上滑動，可根據不同身高的患者調整上肢主動鍛鍊機構、第一下肢被動鍛鍊機構、第二下肢主動鍛鍊機構和第二下肢被動鍛鍊機構的位置，具有人性化設計的優點；

二、本發明的控制器設有多種鍛鍊模式，可根據不同身體狀況的患者通過控制器實現患者被動鍛鍊時的運動頻率和幅度，避免不當的鍛鍊強度加重患者肌腱的拉傷，對患者的身體造成二次傷害；

三、本發明第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆上皆設有攝像頭，攝像頭可識別患者的肩部、膝蓋部和腳踝部的位置，並通過中央處理器控制第三電機、第四電機和第五電機驅動第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆移動到相應位置，操作自動化，方便快捷；

四、本發明下右橫杆和下左橫杆分別設有兩根且相互平行，該設計有利於加強框架的整體牢固性，保證鍛鍊裝置的使用壽命；

五、本發明設有一下後橫杆，下後橫杆可與患者病床的床尾下方限位，避免框架向前移動導致前端支撐杆觸碰到患者床頭的儀器和線路，提高患者鍛鍊時的安全性。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖之一(實施例1)；

圖2是本發明的結構示意圖之二(實施例2)；

圖3是本發明第一齒條與上左橫杆的結構示意圖；

圖4是本發明的控制原理圖之一(實施例1)；

圖5是本發明的控制原理圖之二(實施例2)；

附圖中各部件的標記如下：

支撐杆1、上右橫杆2、上左橫杆3、上前橫杆4、上後橫杆5、下右橫杆6、下左橫杆7、下後橫杆8、第一滑杆9、第一彈力帶91、吊環92、第三電機93、第一齒輪94、第一齒條95、第六電機96、第三定滑輪97、第四綁帶98、第二滑杆10、第一電機101、第一定滑輪102、第一綁帶103、第四電機104、第二齒輪105、第二齒條106、第三滑杆11、第二彈力帶111、第二綁帶112、第二電機113、第二定滑輪114、第三綁帶115、第五電機116、第三齒輪117、第三齒條118、控制器12、中央處理器121、模式選擇按鈕122、啟閉按鈕123、萬向輪13、攝像頭14、連接杆15、固定帽16、第一左滾輪17、第一左滑槽18、第一右滑槽19和第一右滾輪20。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細闡述，以使本發明的優點和特徵能更易於被本領域技術人員理解，從而對本發明的保護範圍做出更為清楚明確的界定。

實施例1：一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置，如圖1和圖4所示，包括前側設有開口的中空式的框架，所述框架包括四根相互平行的支撐杆1、與四根所述支撐杆1的上端兩兩連接的上右橫杆2、上左橫杆3、上前橫杆4和上後橫杆5以及與四根所述支撐杆1的下端兩兩連接的下右橫杆6、下左橫杆7和下後橫杆8，所述上右橫杆2和所述上左橫杆3相互平行，所述上前橫杆4和所述上後橫杆5相互平行，所述下右橫杆6和所述下左橫杆7相互平行；

所述框架的上方且沿所述框架的寬度方向上設有第一滑杆9、第二滑杆10和第三滑杆11，所述第一滑杆9、所述第二滑杆10和所述第三滑杆11兩兩相互平行，所述第一滑杆9、所述第二滑杆10和所述第三滑杆11皆可沿所述框架前後移動並定位；

所述第一滑杆9上設有一對上肢主動鍛鍊機構，每一所述上肢主動鍛鍊機構分別包括第一彈力帶91和吊環92，所述第一彈力帶91的上端與所述第一滑杆9可滑動連接，所述第一彈力帶91的下端與所述吊環92固定連接；

所述第二滑杆10上設有一對第一下肢被動鍛鍊機構，每一所述第一下肢被動鍛鍊機構分別包括第一電機101、第一定滑輪102、第一綁帶103和第一牽引繩，所述第一定滑輪102的上端與所述第二滑杆10可滑動連接，所述第一牽引繩的一端與所述第一綁帶103固定連接且另一端穿過所述第一定滑輪102與所述第一電機101的輸出軸連接；

所述第三滑杆11上設有一對第二下肢主動鍛鍊機構和一對第二下肢被動鍛鍊機構，每一所述第二下肢主動鍛鍊機構分別包括第二彈力帶111和第二綁帶112，所述第二彈力帶111的上端與所述第三滑杆11可滑動連接且另一端與所述第二綁帶112固定連接；每一所述第二下肢被動鍛鍊機構分別包括第二電機113、第二定滑輪114、第三綁帶115和第二牽引繩，所述第二定滑輪114的上端與所述第三滑杆11可滑動連接，所述第二牽引繩的一端與所述第三綁帶115固定連接且另一端穿過所述第二定滑輪114與所述第二電機113的輸出軸連接；

還包括一控制器12，所述控制器12安裝於所述框架，所述第一電機101和所述第二電機113分別與所述控制器12電連接；

所述框架的下端設有四個萬向輪13。

實施例2：一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置，如圖2、圖3和圖5所示，與實施例1結構大致相同，所不同之處在於：

所述第一滑杆9的左端設有驅動所述第一滑杆9沿框架的長度方向上滑動的第一驅動機構，所述第一驅動機構包括第三電機93、第一齒輪94和第一齒條95，所述第三電機93的輸出軸上固定所述第一齒輪94，所述第一齒輪94與所述第一齒條95嚙合，所述第三電機93固定於所述上左橫杆3，所述第一齒條95定位於所述上左橫杆3的第一左滑槽18且可沿上左橫杆前後移動，所述第一滑杆9的右端固定第一右滾輪20，所述第一右滾輪20可在所述上右橫杆2內側的第一右滑槽19內滾動；

所述第二滑杆10的左端設有驅動所述第二滑杆10沿框架的長度方向上滑動的第二驅動機構，所述第二驅動機構包括第四電機104、第二齒輪105和第二齒條106，所述第四電機104的輸出軸上固定所述第二齒輪105，所述第二齒輪105與所述第二齒條106嚙合，所述第四電機104固定於所述上左橫杆3，所述第二齒條106定位於所述上左橫杆3的第二左滑槽且可沿上左橫杆前後移動，所述第二滑杆的右端固定第二右滾輪，所述第二右滾輪可在所述上右橫杆內側的第二右滑槽內滾動；

所述第三滑杆11的左端設有驅動所述第三滑杆11沿框架的長度方向上滑動的第三驅動機構，所述第三驅動機構包括第五電機116、第三齒輪117和第三齒條118，所述第五電機116的輸出軸上固定所述第三齒輪117，所述第三齒輪117與所述第三齒條118嚙合，所述第五電機116固定於所述上左橫杆，所述第三齒條定位於所述上左橫杆的第三左滑槽且可沿上左橫杆前後移動，所述第三滑杆的右端固定第三右滾輪，所述第三右滾輪可在所述上右橫杆內側的第三右滑槽內滾動。

以第一齒條與上左橫杆的連接為例，所述上左橫杆3的第一左滑槽18是左右對應貫通的滑槽，第一齒條95的一側設有兩連接杆15，兩連接杆分別貫穿上左橫杆的第一左滑槽，兩連接杆的一端與第一齒條固定連接，兩連接杆的另一端通過定位帽16與上左橫杆的外側連接，所述連接杆15套有第一左滾輪17，所述第一左滾輪17能夠在所述上左橫杆3的第一左滑槽內滾動。

所述第一滑杆9還設有一對上肢被動鍛鍊機構，每一所述上肢被動鍛鍊機構包括第六電機96、第三定滑輪97、第四綁帶98和第三牽引繩，所述第三定滑輪97的上端與所述第一滑杆9可滑動連接，所述第三牽引繩的一端與所述第四綁帶98固定連接且另一端穿過所述第三定滑輪97與所述第六電機96的輸出軸連接。

所述控制器12具有控制面板以及位於控制器內的中央處理器121，控制面板上具有啟閉按鈕123和模式選擇按鈕122，所述模式選擇按鈕122和所述啟閉按鈕123分別與所述中央處理器121電連接，所述啟閉按鈕123與外接電源電連接，所述第三電機93、所述第四電機104、所述第五電機116和所述第六電機96分別與所述控制器12的中央處理器電連接。

所述第一滑杆9、所述第二滑杆10和所述第三滑杆11的中部分別固定有攝像頭14，所述攝像頭14與所述控制器12的中央處理器電連接。

所述第六電機96固定於所述第一滑杆9的左、右兩側下端，所述第一電機101固定於所述第二滑杆10的左、右兩側下端，所述第二電機113固定於所述第三滑杆11的左、右兩側下端。

所述第一綁帶103的兩端、所述第二綁帶112的兩端、所述第三綁帶115的兩端和所述第四綁帶98的兩端皆可通過系帶、魔術貼或卡扣連接。

所述控制器12位於所述框架的後端的任一一側。

所述下右橫杆6設有兩根且相互平行，所述下左橫杆7設有兩根且相互平行。

當框架為實心杆件時，各線路通過杆件的外壁走線；當框架為空心杆件時，各線路通過杆件的內壁走線。

實施例1和實施例2所述的一種患者上下肢智能康復鍛鍊裝置的鍛鍊方法，包括主動鍛鍊模式和被動鍛鍊模式：

主動鍛鍊模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第一滑杆和第三滑杆移動到患者的肩部及腳踝部相應位置的上方，將患者的腳踝部與第二綁帶固定，患者可在第二彈力帶的張力下上下活動下肢，同時，患者的雙手可以握住吊環，並在第一彈力帶的張力下上下活動上肢；

被動鍛鍊模式包括以下六種模式中的至少一種：

第一種：提膝屈膝運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆移動到患者膝蓋部相應位置的上方，將患者的膝蓋部與第一綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋能夠在第一電機的驅動下進行提膝屈膝運動；

第二種：腿部提降運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第三滑杆移動到患者腳踝部相應位置的上方，將患者的腳踝部與第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的腿部能夠在第二電機的驅動下進行提降腿部運動；

第三種：抬腿屈膝兩部位交替模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆和第三滑杆移動到患者膝蓋部和腳踝部相應位置的上方，將患者的膝蓋部、腳踝部分別通過第一綁帶和第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋部和腿部能夠分別在第一電機和第二電機的驅動下進行抬腿屈膝兩部位交替運動；

第四種：單膝運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第二滑杆移動到患者膝蓋部相應位置的上方，將患者需活動的膝蓋部通過第一綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的膝蓋部能夠在第一電機的驅動下進行提膝屈膝運動；

第五種：單腿運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第三滑杆移動到患者腳踝部相應位置的上方，將患者需活動的腳踝部通過第三綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的腿部能夠在第二電機的驅動下進行提降腿部運動；

第六種：抬臂屈臂運動模式：將框架從患者病床床尾的兩側平行推入且通過下後橫杆與患者病床限位，將第一滑杆移動到患者肩部相應位置的上方，將患者的雙手與第四綁帶固定，通過控制器的模式選擇按鈕選擇合適的鍛鍊模式，使患者的雙手能夠在第六電機的驅動下進行提降雙臂運動。

所述第一滑杆、所述第二滑杆和所述第三滑杆可分別通過其中部的攝像頭識別患者的肩部、膝蓋部和腳踝部的位置，並將信息傳送至中央處理器，中央處理器分別通過第三電機、第四電機和第五電機驅動第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆移動到患者肩部、膝蓋部和腳踝部相應位置的上方實現第一滑杆、第二滑杆和第三滑杆的定位。

以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。