穿戴式上肢康复训练装置

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体而言，涉及一种穿戴式上肢康复训练装置。

背景技术

脑卒中、外伤、运动损伤、职业损伤、脊髓损伤和骨科损伤会导致手部、腕部和前臂功能的完全或部分丧失，进而引起手部操作和日常工作表现的显著缺陷，严重影响患者生活能力和质量，给患者家庭和社会带来极大负担。其中，脑卒中也称为中风，具有发病率高、死亡率高和致残率高的特点。

临床经验表面，有效地康复训练能够改善病人神经功能的缺损，促进病人肢体功能的康复。传统的康复治疗中，治疗师手把手的对患者进行一对一康复疗法，这种方法劳动量大、费用高昂，并且训练效率和强度难以保证。康复训练设备作为一种自动化康复医疗设备，它以医学理论为依据，帮助患者进行科学而又有效的康复训练，使患者的运动机能得到更好的恢复。然而，通过对目前国内外上肢康复训练机器人的现状进行研究发现，主要存在以下的不足：第一，目前多数的上肢康复装置结构无法做到灵活控制，与人体上肢关节运动不匹配；第二，现有的康复装置仅能将手操纵成简单的拳头屈曲，无法重现康治疗师对患者进行的康复训练效果；第三，外骨骼类型的康复装置一般结构庞大，活动受限，不便于携带以及对患者不够安全等原因，实际上并不适合残疾人士。

发明内容

本发明的目的是提供一种穿戴式上肢康复训练装置，以解决优化对于患者上肢的康复效果的技术问题。

本发明的一种穿戴式上肢康复训练装置是这样实现的：

一种穿戴式上肢康复训练装置，包括：适于配接相连的训练机械臂和训练转动座；其中

所述训练机械臂包括依次相连的前臂配合部、手背配合部和手指配合部；以及

所述训练转动座包括支承座体，以及设于支承座体内的驱动机构和转动环套；所述支承座体具有呈凹陷状的用于支承上肢的支承槽；所述转动环套与所述支承座体转动配接；且该转动环套呈半圆环状结构以适于围绕上肢的侧围以带动上肢同步运动；所述驱动机构包括与所述转动环套配接的传动组件，以及与传动组件相连的以驱动该传动组件的动力结构；

在所述前臂配合部上设有装配耳，以及在所述转动环套上设有适于与装配耳配接的定位凸台。

在本发明较佳的实施例中，所述前臂配合部与手背配合部之间通过球形连接头相连；且在所述前臂配合部上设有与所述球形连接头相连的第一线性执行器；以及

在所述前臂配合部设有适于贯穿绑带的前臂连接槽；

在所述手背配合部设有适于贯穿绑带的手背连接孔。

在本发明较佳的实施例中，所述手指配合部包括与手背配合部可转动配接的四指配合部和拇指配合部；其中

四指配合部通过第一联动杆与手背配合部相连，且在手背配合部上设有与所述第一联动杆转动配接的第二线性执行器；以及

所述拇指配合部通过第三线性执行器与手背配合部相连；该第三线性执行器通过衔接件与手背配合部固连；且该第三线性执行器通过依次相连的第二联动杆和第三联动杆与拇指配合部连接。

在本发明较佳的实施例中，在所述支承槽朝向上肢的端面设有用于装配转动环套的环形缺槽。

在本发明较佳的实施例中，所述转动环套朝向上肢的端面为光滑接触面；且该光滑的接触面与支承槽朝向上肢的端面共面；以及

在所述转动环套背离上肢的端面沿着该转动环套的环形面对称的设有一对齿形条。

在本发明较佳的实施例中，所述环形缺槽中还配接有呈圆环状结构的轴承结构体；

所述转动环套具有中空的以适于容纳轴承结构体的容纳槽；以及

所述轴承结构体的两侧还设有一对凸起的插块；

在所述容纳槽的槽壁上还开设有适于与一对插块一一对应配接的一对插槽。

在本发明较佳的实施例中，所述轴承结构体朝向上肢的端面沿着该轴承结构体的环形面间隔且均匀地设有若干个均适于与容纳槽滑动配合的滚柱。

在本发明较佳的实施例中，在所述容纳槽朝向若干个滚柱的槽壁上凸设有适于与滚柱滑动接触的导轨。

在本发明较佳的实施例中，在所述环形缺槽中设有一对凸起的连接耳；以及

在所述轴承结构体上设有适于与一对连接耳一一对应配接的一对连接槽。

在本发明较佳的实施例中，所述支承槽相对于支承座体的底端面呈倾斜状分布；且

所述支承槽上用于支承手腕部的部位高于该支承槽上用于支承手肘部的部位。

在本发明较佳的实施例中，所述传动组件包括与所述支承座体转动配接的传动轴，以及套设在传动轴上以适于与转动环套上的一对齿形条一一对应啮合配接的一对传动齿轮。

在本发明较佳的实施例中，所述动力结构采用与传动轴相连的舵机或驱动电机。

相对于现有技术，本发明实施例具有以下有益效果：本发明的穿戴式上肢康复训练装置，通过设置的训练机械臂，可对上肢的手部和腕部进行锻炼；并通过设置的用于支承上肢的支承槽，再协同配合用于带动上肢同步运动的转动环套，这样当患者的上肢放置在支承槽中之后，上肢的运动由转动环套带动，从而实现患者的上肢的在安全范围内的内翻、旋后，达到辅助上肢训练的目的，来保持患者上肢的活动性并防止肌腱粘连的恶化。在此过程中，由于训练机械臂与训练转动座的配接，使得训练机械臂可以对在训练转动座上进行训练的上肢进行相对固定，从而优化训练效果。

此外，对于本发明的转动环套和驱动机构均装配在支承座体中，使得整体的穿戴式上肢康复训练装置体积小，方便携带，从而提高整体装置的使用效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的整体结构示意图；

图2示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练机械臂的第一视角结构示意图；

图3示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练机械臂的第二视角结构示意图；

图4示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的机械转动座的第一视角整体结构示意图；

图5示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练转动座的第二视角整体结构示意图；

图6示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练转动座的第三视角整体结构示意图；

图7示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练转动座的转动环套与传动轴的配合结构示意图；

图8示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练转动座的转动环套与轴承结构体的配合结构示意图；

图9示出了本发明实施例所提供的穿戴式上肢康复训练装置的训练转动座的轴承结构体与支承座体的配合结构示意图。

图中：支承座体1、支承槽11、环形缺槽12、连接耳13、转动环套2、容纳槽21、插槽22、导轨23、齿形条25、定位凸台26、轴承结构体3、插块31、连接槽32、滚柱33、传动轴41、传动齿轮42、环形肋板43、舵机51、L型肋板52、前臂配合部6、装配耳61、第一线性执行器62、前臂连接槽64、手背配合部7、第二线性执行器71、衔接件72、第三线性执行器73、手指配合部8、四指配合部81、第一联动杆811、拇指配合部82、第二联动杆821、第三联动杆822、球形连接头9。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

参照图1至图9所示，本实施例提供了一种穿戴式上肢康复训练装置，包括：适于配接相连的训练机械臂和训练转动座；其中训练机械臂包括依次相连的前臂配合部6、手背配合部7和手指配合部8；训练转动座包括支承座体1，以及设于支承座体1内的驱动机构和转动环套2；其中支承座体1具有呈凹陷状的用于支承上肢的支承槽11；转动环套2与支承座体1转动配接；且该转动环套2呈半圆环状结构以适于围绕上肢的侧围以带动上肢同步运动；驱动机构包括与转动环套2配接的传动组件，以及与传动组件相连的以驱动该传动组件的动力结构。对于训练机械臂和训练转动座之间的配接，本实施例是通过如下方式来实现的：在前臂配合部6上设有装配耳61，以及在转动环套2上设有适于与装配耳61配接的定位凸台26。

接下来结构附图详细来说，本实施例的前臂配合部6用于与上肢的前臂部分配合(此处的前臂指的是上肢部分与手腕相连的部分)，手背配合部7用于与上肢的手背部分配合，而手指配合部8则是与上肢的手指部分配合。具体的，当上肢的前臂放置在训练转动座中时，前臂、手背和手指的背面朝向训练机械臂以实现与训练机械臂的绑定配合。此处需要加以说明的是，本实施例中的装配耳61设于训练机械臂背离支承槽11的端面。

再进一步详细来说，前臂配合部6与手背配合部7之间通过球形连接头9相连；且在前臂配合部6上设有与球形连接头9相连的第一线性执行器62；以及在前臂配合部6设有适于贯穿绑带的前臂连接槽64；在手背配合部7设有适于贯穿绑带的手背连接孔75。这样的结构下，当前臂和手背分别对应与前臂配合部6和手背配合部7绑定后，在第一线性执行器62的作用下，可以实现手腕的屈曲、伸展、手桡侧倾和尺偏运动。此处的第一线性执行器62设于前臂配合部6背离支承槽11的端面。

此外，对于本实施例的手指配合部8来说，包括与手背配合部7可转动配接的四指配合部81和拇指配合部82；其中四指配合部81通过第一联动杆811与手背配合部7相连，且在手背配合部7上设有与第一联动杆811转动配接的第二线性执行器71；此处的第一联动杆811和第二线性执行器71设于训练机械臂背离支承槽11的端面。拇指配合部82通过第三线性执行器73与手背配合部7相连；该第三线性执行器73通过衔接件72与手背配合部7固连；且该第三线性执行器73通过依次相连的第二联动杆821和第三联动杆822与拇指配合部82连接。此处，在四指配合部81设有适于贯穿绑带的四指连接孔812。这样的结构下，当手背和手指分别对应与前臂配合部6和手背配合部7绑定后，在第二线性执行器71和第三线性执行器73的作用下，可以实现手指的屈曲、伸展、内翻和旋后运动。

再来说本实施例的训练转动座，当穿戴式上肢康复训练装置用于上肢康复训练的过程中，上肢的前臂部分直接放置在支承座体1的支承槽11中即可。支承座体1的底端面直接放置在操作平台上，此操作平台可以是家庭中例如但不限于桌面这样的平台。通过支承座体1放置在操作平台上来有效保证整体的支承座体1在使用过程中的稳定性。

在上述结构的基础上，本实施例的支承槽11相对于支承座体1的底端面呈倾斜状分布；且支承槽11上用于支承手腕部的部位A高于该支承槽11上用于支承手肘部的部位B。如此情况下，当上肢放置在支承槽11中时，上肢中的手腕部可高于手肘部，这有助于保持上肢的稳定，有利于康复训练。在此结构基础上，还需要加以说明的是，对于设置在转动环套2上的定位凸台26来说，该定位凸台26设于转动环套2朝向支承槽11的端面，且位于该转动环套2在不使用时的情况下位于支承槽11外的一端上。而对于训练机械臂来说，当训练机械臂与训练转动座配接后，训练机械臂的前臂配合部6与支承槽11上用于支承手肘部的部位B相对，而手指配合部8则是伸出在支承槽11的用于支承手腕部的部位A外侧，如此，使得训练机械臂在具体对手腕和手指进行康复训练的过程中不会受到训练转动座的干涉和影响。

需要说明的是，本实施例的转动环套2设于支承槽11的中部位置或是该支承槽11的中部偏向支承手腕部的位置。这样的设计可以提高转动环套2带动上肢做转动训练的灵活度。

再进一步详细来说，对于环形转套与支承座体1之间的装配结构来说，具体是通过如下方式实现的：

在支承槽11朝向上肢的端面设有用于装配转动环套2的环形缺槽12，如此，对于放置在支承槽11中的上肢来说，转动环套2可以形成对于上肢的支承作用。在此结构基础上，需要加以说明的是，转动环套2朝向上肢的端面为光滑接触面；且该光滑的接触面与支承槽11朝向上肢的端面共面，如此使得转动环套2带动上肢做转动训练的过程中不会使得上肢感觉到因为转动环套2与支承槽11之间的配接不共面的情况而带来的不适。

此外，一种可选的实施情况下，对于本实施例的转动环套2来说，为了提高转动环套2在相对于支承座体1做转动运动的过程中顺畅度，本实施例的环形缺槽12中还配接有呈圆环状结构的轴承结构体3。

对于轴承结构体3与支承座体1和转动套环之间具体的配合结构如下：转动环套2具有中空的以适于容纳轴承结构体3的容纳槽21；以及轴承结构体3的两侧还设有一对凸起的插块31；在容纳槽21的槽壁上还开设有适于与一对插块31一一对应配接的一对插槽22；即通过插块31与插槽22的配合使得转动环套2在相对于支承座体1转动的过程中可以围绕轴承结构体3转动，即轴承结构体3限定了转动环套2的转动轨迹，避免转动环套2在转动过程中出现偏移的现象，从而提高转动环套2带动上肢做转动运动过程中的稳定性。

另外，本实施例的轴承结构体3是通过如下结构与支承座体1装配的：在环形缺槽12中设有一对凸起的连接耳13；以及在轴承结构体3上设有适于与一对连接耳13一一对应配接的一对连接槽32。即通过连接耳13与连接槽32之间的配接使得轴承结构体3被牢固稳定地装配在支承座体1上。

再者，本实施例的轴承结构体3朝向上肢的端面沿着该轴承结构体3的环形面间隔且均匀地设有若干个均适于与容纳槽21滑动配合的滚柱33。在容纳槽21朝向若干个滚柱33的槽壁上凸设有适于与滚柱33滑动接触的导轨23。如此，通过若干个滚柱33与导轨23之间的滑动配合即可提高转动环套2在相对于支承座体1转动的过程中顺畅度。

最后关于本实施例的转动环套2在相对于支承座体1做转动运动过程中的动力来说，结合附图以一种具体可选的实施情况举例来说，在转动环套2背离上肢的端面沿着该转动环套2的环形面对称的设有一对齿形条25。而传动组件包括与支承座体1转动配接的传动轴41，以及套设在传动轴41上以适于与转动环套2上的一对齿形条25一一对应啮合配接的一对传动齿轮42。此处的传动轴41与固设在支承座体1上的一对环形肋板43转动配合，此处可以是传动轴41与环形肋板43之间通过轴承体来实现一对环形肋板43在支承传动轴41的过程中又不影响传动轴41的正常转动。

对于驱动传动轴41转动的动力结构来说，动力结构可选采用与传动轴41相连的舵机51或驱动电机。此处的舵机51或驱动电机可通过L型肋板52固定在支承座体1上。

综上，对于本实施例的穿戴式上肢康复训练装置来说，通过设置的训练机械臂，可对上肢的手部和腕部进行锻炼；通过设置的用于支承上肢的支承槽11，再协同配合用于带动上肢同步运动的转动环套2，这样当患者的上肢放置在支承槽11中之后，上肢的运动由转动环套2带动，从而实现患者的上肢的前臂在安全范围内的内翻、旋后，达到辅助上肢训练的目的，来保持患者上肢的活动性并防止肌腱粘连的恶化。且对于本发明的转动环套2和驱动机构均装配在支承座体1中，使得整体的穿戴式上肢康复训练装置体积小，方便携带，从而提高整体装置的使用效率。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要理解的是，指示方位或位置关系的术语为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之上或之下可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之上、上方和上面包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之下、下方和下面包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。