一种多功能肢体智能康复机.pdf

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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利 (10)授权公告号 (45)授权公告日 (21)申请号 201510313178.6 (22)申请日 2015.06.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 104905940 A (43)申请公布日 2015.09.16 (73)专利权人 江苏龙昌智能科技有限公司 地址 212310 江苏省镇江市丹阳开发区货 场路16号 (72)发明人 臧晨璐 (74)专利代理机构 南京知识律师事务所 32207 代理人 霍冠禹 (51)Int.Cl. A61H 1/02(2006.01) A61B 5/00(2006.01) A61。

2、B 5/11(2006.01) 审查员 李新 (54)发明名称 一种多功能肢体智能康复机 (57)摘要 本发明涉及一种多功能肢体智能康复机及 其计算机辅助控制方法， 包括上肢康复机构、 减 重保护下蹲康复机构和感应式履带步行机， 感应 式履带步行机位于上肢康复机构下方， 减重保护 下蹲康复机构位于感应式履带步行机上方， 减重 保护下蹲康复机构正对上肢康复机构； 上肢康复 机构、 感应式履带步行机和减重保护下蹲康复机 构均与计算机相连， 可利用相应的训练机构主导 康复训练动作， 根据患者肢体残余功能， 使用计 算机辅助控制技术生成康复训练计划， 并在训练 中实时监控患者生命体征和运动状态、 调整。

3、训练 机构的运行幅度和速率， 保证康复训练的安全性 和有效性。 权利要求书2页 说明书7页 附图9页 CN 104905940 B 2017.08.25 CN 104905940 B 1.一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 包括上肢康复机构 （1） 、 减重保护下蹲康 复机构 （2） 和感应式履带步行机 （3） ， 所述感应式履带步行机 （3） 位于所述上肢康复机构 （1） 下方， 所述减重保护下蹲康复机构 （2） 位于所述感应式履带步行机 （3） 上方， 所述减重保护 下蹲康复机构 （2） 正对所述上肢康复机构 （1） ； 所述上肢康复机构 （1） 、 所述感应式履带步行 机 （3） 。

4、和所述减重保护下蹲康复机构 （2） 均与计算机 （5） 相连， 所述计算机 （5） 用来控制所述 上肢康复机构 （1） 的位置及上肢摆动康复训练的幅度、 所述感应式履带步行机 （3） 的履带运 行速度和所述减重保护下蹲康复机构 （2） 的下蹲幅度； 还包括机架 （6） ， 所述机架 （6） 包括顶 端框架 （6-1） 和两根分支杆 （6-2） ， 所述分支杆 （6-2） 一端与所述顶端框架 （6-1） 固定连接， 两根所述分支杆 （6-2） 另一端与地面连接； 所述上肢康复机构 （1） 包括位置调整器和环形训 练臂 （1-7） ， 所述位置调整器包括外壳 （1-1） 和齿条 （1-2） ， 所。

5、述外壳 （1-1） 安装在所述顶端 框架 （6-1） 上， 能够在所述顶端框架 （6-1） 上前后滑动； 所述外壳 （1-1） 内安装有第一齿轮 （1-3） 和第二齿轮 （1-4） ， 所述齿条 （1-2） 竖直穿过所述外壳 （1-1） 后同时与所述第一齿轮 （1-3） 和第二齿轮 （1-4） 啮合， 所述齿条 （1-2） 的末端连接有悬臂导轨 （1-6） ， 所述悬臂导轨 （1-6） 的两端分别安装有环形训练臂 （1-7） ； 所述环形训练臂 （1-7） 上设有训练手柄 （1-8） ； 所述外壳 （1-1） 上安装有第一电机 （1-5） ， 所述第一电机 （1-5） 与所述计算机 （5） 连。

6、接， 所述 第一电机 （1-5） 为所述第一齿轮 （1-3） 提供动力。 2.根据权利要求1所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 每个所述环形训练 臂 （1-7） 和所述悬臂导轨 （1-6） 之间安装有垂杆 （1-9） ， 每个所述垂杆 （1-9） 与所述悬臂导轨 （1-6） 滑动副连接； 两个所述垂杆 （1-9） 之间连接有第一丝杠杆 （1-10） ， 所述第一丝杠杆 （1- 10） 中部装有第二电机 （1-11） ， 所述第二电机 （1-11） 与计算机 （5） 连接， 所述第二电机 （1- 11） 用来为所述第一丝杠 （1- 10） 提供转动动力， 所述第一丝杠杆 （1-10）。

7、 在所述第二电机 （1-11） 两侧的丝杠螺纹方向相反。 3.根据权利要求2所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 每个所述环形训练 臂 （1-7） 与每个所述垂杆 （1-9） 之间连接有换向杆 （1-12） ， 每个所述换向杆 （1-12） 与所述垂 杆 （1-9） 转动副连接， 每个所述环形训练臂 （1-7） 能够沿每个所述换向杆 （1-12） 摆动， 所述 环形训练臂沿所述换向杆摆动的方向和所述换向杆与所述垂杆构成的转动副的转动方向 相互垂直； 所述换向杆与所述垂杆构成的转动副上还设置有锁定栓 （1-13） 。 4.根据权利要求3所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 每。

8、个所述换向杆 （1-12） 上固定安装有第三齿轮 （1-14） ， 每个所述环形训练臂 （1-7） 上安装有第四齿轮 （1- 15） 和用来带动所述第四齿轮 （1-15） 旋转的第三电机 （1-16） ， 所述第三齿轮 （1-14） 与所述 第四齿轮 （1-15） 外啮合连接， 所述第三电机 （1-16） 与所述计算机 （5） 连接。 5.根据权利要求4所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 所述环形训练臂 （1-7） 上设置弧形导轨 （1-19） ， 所述训练手柄 （1-8） 位于所述弧形导轨内， 所述训练手柄 （1- 8） 由两根钢丝线固定连接到提线绞盘 （1-16） 上， 其中一。

9、根钢丝线固定缠绕在所述提线绞盘 （1-16） 上组绕线柱上， 另外一个钢丝线固定缠绕在所述提线绞盘 （1-16） 的下组绕线柱上， 并且上组绕线柱和下组绕线柱上的钢丝线的绕线方向相反； 所述提线绞盘 （1-16） 由第四电 机 （1-17） 带动旋转， 所述第四电机 （1-17） 与所述计算机 （5） 连接。 6.根据权利要求5所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 每个所述环形训练 臂 （1-7） 的弧形导轨上方还设有限位器 （1-18） ， 所述限位器 （1-18） 与所述计算机 （5） 连接。 权 利 要 求 书 1/2 页 2 CN 104905940 B 2 7.根据权利要求。

10、1所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 所述减重保护下蹲 康复机构 （2） 包括减重保护夹具 （2-1） 、 伸缩杆 （2-2） 和箱体 （2-3） ， 所述减重保护夹具 （2-1） 与所述伸缩杆 （2-2） 通过万向节连接， 所述伸缩杆 （2-2） 位于所述箱体 （2-3） 侧壁的滑动导 轨 （2-4） 上， 并与所述箱体 （2-3） 内部的自动升降装置连接， 所述自动升降装置带动所述伸 缩杆 （2-2） 沿所述滑动导轨 （2-4） 上下运动； 所述箱体 （2-3） 位于两根所述分支杆 （6-2） 之 间； 所述滑动导轨 （2-4） 上还安装有位置传感器 （2-5） ， 所述位置传。

11、感器 （2-5） 与所述计算机 （5） 连接。 8.根据权利要求7所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 所述自动升降装置 包括丝杠 （2-6） 和第五电机 （2-7） ， 所述伸缩杆 （2-2） 位于所述丝杠 （2-6） 上， 所述第五电机 （2-7） 与所述计算机 （5） 连接， 所述第五电机 （2-7） 为所述丝杠 （2-6） 提供动力。 9.根据权利要求7所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 所述自动升降装置 包括滑轮组 （2-8） 、 第一配重 （2-9） 、 链轮 （2-10） 和第六电机 （2-11） ； 所述滑轮组 （2-8） 固定 在所述箱体 （2-3） 上。

12、， 所述伸缩杆 （2-2） 上端通过钢丝绳穿过所述滑轮组 （2-8） 和所述第一 配重 （2-9） 连接， 所述伸缩杆 （2-2） 下端通过链条也与所述第一配重 （2-9） 连接， 所述链轮 （2-10） 包括内轮和外轮， 所述第六电机 （2-11） 与所述内轮连接， 所述外轮与链条配合连接， 所述链轮 （2-10） 为单向驱动轮， 当内轮速度高于外轮时， 动力向外轮输出， 当外轮速度高于 内轮时， 无动力输出； 所述第六电机 （2-11） 与所述计算机 （5） 连接。 10.根据权利要求7所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 所述感应式履带 步行机 （3） 包括履带装置 （3-1）。

13、 、 第七电机 （3-2） 和力传感器 （3-3） ， 所述力传感器 （3-3） 安装 在伸缩杆 （2-2） 上， 所述第七电机 （3-2） 驱动所述履带装置 （3-1） 运动， 所述第七电机 （3-2） 与所述力传感器 （3-3） 均与所述计算机 （5） 连接。 11.根据权利要求7所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 还包括一个颈椎 牵引装置 （4） ， 所述颈椎牵引装置 （4） 包括支撑架 （4-1） 、 头部牵引器 （4-2） 、 第一滑轮 （4-3） 、 第二滑轮 （4-4） 、 第三滑轮 （4-5） 和第二配重 （4-6） ， 所述支撑架 （4-1） 固定在所述减重保护 。

14、夹具 （2-1） 上， 所述第一滑轮 （4-3） 固定在所述支撑架 （4-1） 上， 两根所述分支杆(6-2)之间 设有中间杆， 所述第二滑轮 （4-4） 固定在所述中间杆上， 所述第三滑轮 （4-5） 固定在所述箱 体 （2-3） 上， 所述头部牵引器 （4-2） 通过钢丝绳依次穿过所述第一滑轮 （4-3） 、 第二滑轮 （4- 4） 、 第三滑轮 （4-5） 后与所述第二配重 （4-6） 连接在一起。 12.根据权利要求1至11任一项所述的一种多功能肢体智能康复机， 其特征在于， 还包 括生命体征监护仪和运动状态检测仪， 所述生命体征监护仪和所述运动状态检测仪均与计 算机 （5） 连接， 。

15、所述生命体征监护仪用来监控患者的生命体征， 所述运动状态检测仪用来实 时采集患者身体位置和运动状态。 权 利 要 求 书 2/2 页 3 CN 104905940 B 3 一种多功能肢体智能康复机 技术领域 0001 本发明涉及一种康复机， 尤其涉及一种针对肢体障碍患者康复训练用的多功能肢 体智能康复机。 背景技术 0002 机械辅助肢体运动功能康复训练技术是肢体康复领域的研究热点， 这种技术可为 有肢体功能障碍的患者提供安全、 高强度和以任务为导向的训练， 能够全面提高康复训练 效果， 并且有助于减轻康复治疗师的负担， 降低卫生成本。 肢体障碍患者根据具体病情可分 为上肢功能障碍、 下肢功能。

16、障碍和颈部功能受限。 对于上肢障碍患者的康复训练主要有双 臂前后摆动训练和侧向摆臂训练； 下肢障碍的康复训练包括下蹲训练和行走训练两种； 在 进行前面几种训练科目的同时， 增加颈椎牵引矫正， 可以在一定程度上帮助患者恢复颈部 运动机能。 0003 目前国内外采用的肢体康复设备主要包括康复训练型和辅助训练型两大类。 其 中， 康复训练型主要面向重度肢体障碍患者； 而辅助训练型主要针对有一定自主行动能力 的患者， 普遍采用减重装置和训练装置相配合的方式达到康复锻炼目的， 系统中很少采用 控制环节， 训练过程完全依靠护理人员进行监护校正， 校正参数不能确定， 病人和护理人员 都非常辛苦， 训练效果非。

17、常不理想， 许多病人错过了康复的最佳时期。 发明内容 0004 本发明的目的在于提供一种针对多种肢体功能障碍患者、 集成多种训练机构和计 算机自动控制的智能康复机。 0005 为实现上述发明目的， 本发明是通过以下技术方案实现的： 一种多功能肢体智能 康复机， 包括上肢康复机构、 减重保护下蹲康复机构和感应式履带步行机， 所述感应式履带 步行机位于所述上肢康复机构下方， 所述减重保护下蹲康复机构位于所述感应式履带步行 机上方， 所述减重保护下蹲康复机构正对所述上肢康复机构； 所述上肢康复机构、 所述感应 式履带步行机和所述减重保护下蹲康复机构均与计算机相连， 所述计算机用来控制所述上 肢康复机。

18、构的位置和上肢摆动康复训练的幅度； 所述计算机用来控制所述感应式履带步行 机的履带运行速度； 所述计算机用来控制所述减重保护下蹲康复机构的最大下蹲幅度。 0006 上述方案中， 还包括机架， 所述机架包括顶端框架和两根分支杆， 所述分支杆一端 与所述顶端框架固定连接， 两根所述分支杆另一端与地面连接； 所述上肢康复机构1包括位 置调整器和环形训练臂， 所述位置调整器包括外壳和齿条， 所述外壳安装在所述顶端框架 上， 能够在所述顶端框架上前后滑动； 所述外壳内安装有第一齿轮和第二齿轮， 所述齿条竖 直穿过所述外壳后同时与所述第一齿轮和第二齿轮啮合， 所述齿条的末端连接有悬臂导 轨， 所述悬臂导轨。

19、的两端分别安装有环形训练臂； 所述环形训练臂上设有训练手柄； 所述外 壳上安装有第一电机， 所述第一电机与所述计算机连接， 所述第一电机为所述第一齿轮提 供动力。 说 明 书 1/7 页 4 CN 104905940 B 4 0007 上述方案中， 每个所述环形训练臂和所述悬臂导轨之间安装有垂杆， 每个所述垂 杆与所述悬臂导轨滑动副连接； 所述两个垂杆之间连接有第一丝杠杆， 所述第一丝杠杆中 部装有第二电机， 所述第二电机与计算机连接， 所述第二电机用来为所述第一丝杠提供转 动动力， 所述第一丝杠在所述第二电机两侧的丝杠螺纹方向相反。 0008 上述方案中， 每个所述环形训练臂与每个所述垂杆之。

20、间连接有换向杆， 所述每个 换向杆与所述垂杆转动副连接， 每个所述环形训练臂能够沿每个所述换向杆摆动， 所述环 形训练臂沿所述换向杆摆动的方向和所述换向杆与所述垂杆构成的转动副的转动方向相 互垂直； 所述换向杆与所述垂杆构成的转动副上还设置有锁定栓。 0009 上述方案中， 每个所述换向杆上固定安装有第三齿轮， 每个所述环形训练臂上安 装有第四齿轮和用来带动所述第四齿轮旋转的第三电机， 所述第三齿轮与所述第四齿轮外 啮合连接， 所述第三电机与所述计算机连接。 0010 上述方案中， 所述环形训练臂上设置弧形导轨， 所述训练手柄位于所述弧形导轨 内， 所述训练手柄由两根钢丝线固定连接到提线绞盘上。

21、， 其中一根钢丝线固定缠绕在所述 提线绞盘上组绕线柱上， 另外一个钢丝线固定缠绕在所述提线绞盘的下组绕线柱上， 并且 上组绕线柱和下组绕线柱上的钢丝线的绕线方向相反； 所述提线绞盘由第四电机带动旋 转， 所述第四电机与所述计算机连接。 0011 上述方案中， 每个所述环形训练臂的弧形导轨上方还设有限位器， 所述限位器与 所述计算机连接。 0012 上述方案中， 所述减重保护下蹲康复机构包括减重保护夹具、 伸缩杆和箱体， 所述 减重保护夹具与所述伸缩杆通过万向节连接， 所述伸缩杆位于所述箱体侧壁的滑动导轨 上， 并与所述箱体内部的自动升降装置连接， 所述自动升降装置带动所述伸缩杆沿所述滑 动导轨。

22、上下运动； 所述箱体位于两根所述分支杆之间； 所述滑动导轨上还安装有位置传感 器， 所述位置传感器与所述计算机连接。 0013 上述方案中， 所述自动升降装置包括丝杠和第五电机， 所述伸缩杆位于所述丝杠 上， 所述第五电机与所述计算机连接， 所述第五电机为所述丝杠提供动力。 0014 上述方案中， 所述自动升降装置包括滑轮组、 第一配重、 链轮和第六电机； 所述滑 轮组固定在所述箱体上， 所述伸缩杆上端通过钢丝绳穿过所述滑轮组和所述第一配重连 接， 所述伸缩杆下端通过链条也与所述第一配重连接， 所述链轮包括内轮和外轮， 所述第六 电机与所述内轮连接， 所述外轮与链条配合连接， 所述链轮为单向驱。

23、动轮， 当内轮速度高于 外轮时， 动力向外轮输出， 当外轮速度高于内轮时， 无动力输出； 所述第六电机与所述计算 机连接。 0015 上述方案中， 所述感应式履带步行机3包括履带装置、 第七电机和力传感器， 所述 力传感器安装在伸缩杆上， 所述第七电机驱动所述履带装置运动， 所述第七电机与所述力 传感器均与所述计算机连接。 0016 上述方案中， 还包括一个颈椎牵引装置， 所述颈椎牵引装置包括支撑架、 头部牵引 器、 第一滑轮、 第二滑轮、 第三滑轮和第二配重， 所述支撑架固定在所述减重保护夹具上， 所 述第一滑轮固定在所述支撑架上， 两根所述分支杆之间设有中间杆， 所述第二滑轮固定在 所述中。

24、间杆上， 所述第三滑轮固定在所述箱体上， 所述头部牵引器通过钢丝绳依次穿过所 述第一滑轮、 第二滑轮、 第三滑轮后与所述第二配重连接在一起。 说 明 书 2/7 页 5 CN 104905940 B 5 0017 上述方案中， 还包括生命体征监护仪和运动状态检测仪， 所述生命体征监护仪和 所述运动状态检测仪均与计算机5连接， 所述生命体征监护仪用来监控患者的生命体征， 所 述运动状态检测仪用来实时采集患者身体位置和运动状态。 0018 本发明还提供了一种多功能肢体智能康复机的计算机辅助控制方法， 将计算机的 控制系统分为上位计算机控制系统和下位计算机控制系统； 下位计算机控制系统负责采集 生命。

25、体征监护仪和运动状态检测仪的数据传送给上位计算机控制系统； 理疗医生通过上位 计算机控制系统的用户界面输入患者肢体残余功能数据， 上位计算机控制系统自主制定训 练方案； 康复机在运行过程中， 上位计算机控制系统负责监控康复机各机构的运行指标和 患者状态信息， 并对相应数据进行处理并转化为动态曲线或三维画面显示在用户界面上； 上位计算机控制系统通过调整康复机的各机构运行状态参数来实现与患者康复训练过程 中的生命体征相匹配。 0019 本发明的有益效果： (1)本康复机可根据使用者的具体病情和康复情况， 自主制定 训练方案， 对四肢功能进行全方位康复训练； 同时能够在训练中实时监控患者生命体征和 。

26、运动状态， 自主调整训练机构运行速度和实施保护， (2)本发明克服了传统康复器械功能单 一、 智能化程度低的缺点， 能够有效的提高康复训练的效果， 缩短患者的康复时间， 减轻患 者的痛苦， 把康复理疗人员从繁重的劳动中解放出来。 附图说明 0020 图1为本发明的康复机整体布局示意图。 0021 图2为本发明上肢康复机构的整体结构立体图。 0022 图3为上肢康复机构中外壳和齿条位置关系图。 0023 图4为上肢康复机构各部件组成示意图。 0024 图5为上肢康复机构的环形训练臂结构示意图。 0025 图6为环形训练臂上的弧形导轨结构示意图。 0026 图7为减重保护下蹲康复机构的实施方式一的。

27、结构示意图。 0027 图8为减重保护下蹲康复机构的实施方式二的结构示意图。 0028 图9为感应式履带步行机的结构示意图。 0029 图10为颈椎牵引装置的结构示意图。 0030 图11为本发明装置的控制系统流程图。 0031 图中： 1.上肢康复机构； 1-1.外壳； 1-2.齿条； 1-3.第一齿轮； 1-4.第二齿轮； 1-5. 第一电机； 1-6.悬臂导轨； 1-7.环形训练臂； 1-8.训练手柄； 1-9.垂杆； 1-10.第一丝杠杆； 1-11.第二电机； 1-12.换向杆； 1-13.锁定栓； 1-14.第三齿轮； 1-15.第四齿轮； 1-16.第三 电机； 1-17.第四电。

28、机； 1-18.限位器； 1-19.弧形导轨； 2.减重保护下蹲康复机构； 2-1.减重 保护夹具； 2-2.伸缩杆； 2-3.箱体； 2-4.滑动导轨； 2-5.位置传感器； 2-6.丝杠； 2-7.第五电 机； 2-8.滑轮组； 2-9.第一配重； 2-10.链轮； 2-11.第六电机； 3.感应式履带步行机； 3-1.履 带装置； 3-2.第七电机； 3-3.力传感器； 4.颈椎牵引装置； 4-1.支撑架； 4-2.头部牵引器； 4- 3.第一滑轮； 4-4.第二滑轮； 4-5.第三滑轮； 4-6.第二配重； 5.计算机； 6.机架； 6-1.顶端框 架； 6-2.分支杆。 说 明 书 。

29、3/7 页 6 CN 104905940 B 6 具体实施方式 0032 如图1所示， 根据肢体障碍患者康复治疗进程中的基本需求， 本康复设备的主要设 计了上肢康复机构1、 感应式履带步行机3、 减重保护下蹲康复机构2、 颈椎牵引装置4、 计算 机5和机架6； 所述机架6包括顶端框架6-1和两根分支杆6-2， 所述分支杆6-2一端与所述顶 端框架6-1固定连接， 另一端与地面连接； 上肢康复机构1、 感应式履带步行机3、 减重保护下 蹲康复机构2、 颈椎牵引装置4均位于机架的两根分支杆6-2一侧， 计算机5位于机架的两根 分支杆6-2另一侧； 所述感应式履带步行机3位于所述上肢康复机构1下方，。

30、 所述减重保护下 蹲康复机构2位于所述感应式履带步行机3上方， 所述减重保护下蹲康复机构2 正对所述上 肢康复机构1； 颈椎牵引装置4和所述减重保护下蹲康复机构2连接在一起， 上肢康复机构1、 感应式履带步行机3和所述减重保护下蹲康复机构2 的控制系统均与计算机5相连， 其中， 上肢康复机构1可完成上肢前后摆臂康复训练和侧向摆臂训练； 感应式履带步行机3可进行 下肢步行康复训练； 减重保护下蹲康复机构2可完成腿部下蹲康复训练， 在其他训练科目中 也可用作减重保护夹具； 颈椎牵引装置4可在康复训练中提供颈椎牵引矫正； 计算机5可以 预设训练计划， 并对训练过程实现实时监控。 同时， 计算机5还可。

31、以用来控制所述上肢康复 机构1的位置和上肢摆动康复训练的幅度、 用来控制所述感应式履带步行机 3的履带运行 速度、 用来控制所述减重保护下蹲康复机构2的最大下蹲幅度。 0033 上肢康复机构1的结构可以通过图2图6来表示， 如图2所示， 主要包括位置调 整器和环形训练臂1-7， 所述位置调整器包括外壳1-1和齿条1-2， 所述外壳1-1安装在所述 顶端框架6-1上， 能够在所述顶端框架6-1上前后滑动， 实现上肢康复机构前后位置的调整， 以适应不同使用者训练站位； 所述外壳1-1内安装有第一齿轮1-3和第二齿轮1-4， 所述外壳 1-1上安装有第一电机1-5， 所述第一电机1-5与所述计算机5。

32、连接， 所述第一电机1-5为所述 第一齿轮1-3提供动力， 所述齿条1-2竖直穿过所述外壳1-1后同时与所述第一齿轮1-3和第 二齿轮1-4啮合(如图3所示)， 位置调整器通过第一电机1-5带动驱动第一齿轮旋转， 实现齿 条1-2带动上肢康复机构的上下位置调整， 以适应不同使用者的身高。 0034 如图4所示， 齿条1-2的末端连接有悬臂导轨1-6， 所述悬臂导轨1-6的两端分别安 装有垂杆1-9， 每个所述垂杆1-9一端与所述悬臂导轨1-6滑动副连接， 另一端通过换向杆1- 12与环形训练臂1-7连接， 其中所述每个换向杆1-12与所述垂杆1-9转动副连接， 每个所述 环形训练臂1-7能够沿。

33、每个所述换向杆1-12 摆动， 所述环形训练臂沿所述换向杆摆动的方 向和所述换向杆与所述垂杆构成的转动副的转动方向相互垂直； 所述换向杆与所述垂杆构 成的转动副上还设置有锁定栓1-13， 打开锁定栓1-13即可调整环形训练器的平面位置， 适 应前后摆臂运动的训练需求， 前后摆臂训练时环形训练器平面垂直于纸面， 环形训练臂1-7 沿换向杆1-12横轴做前后运动， 其中前后摆臂运动的训练可由患者自主完成或使用电机辅 助完成， 使用电机辅助完成的方案为： 在每个所述换向杆1-12上固定安装有第三齿轮1-14， 每个所述环形训练臂1-7上安装有第四齿轮1-15和用来带动所述第四齿轮1-15旋转的第三 。

34、电机1-16， 所述第三齿轮1-14与所述第四齿轮1-15外啮合连接， 所述第三电机1-16与所述 计算机5连接(如图5所示)。 具体过程为： 第三电机1-16带动第四齿轮1-15正向或反向旋转， 从而牵引环形训练臂1-7以换向杆横轴为圆心前后摆动， 辅助患者前后摆臂运动。 在训练 前， 理疗医生可对患者上肢前后运动残余能力进行测试， 让患者摆动上肢尽力推动环形训 说 明 书 4/7 页 7 CN 104905940 B 7 练臂1-7前后运动， 环形训练臂1-7带动第三电机1-16旋转， 使用计数器记录第三电机1-16 的转动圈数， 即可得到患者残余运动能力最大值， 将该数值传输给计算机5，。

35、 作为训练幅度 参数， 生成训练方案。 上肢康复机构除了应该具备整体的前后上下调节能力以外， 还应该具 有针对不同患者肩宽的调整能力。 因此， 所述两个垂杆1-9之间连接有第一丝杠杆1-10， 所 述第一丝杠杆1-10中部装有第二电机1-11， 所述第二电机1-11与计算机5连接， 所述第二电 机1-11用来为所述第一丝杠1- 10提供转动动力， 所述第一丝杠1- 10在所述第二电机1-11 两侧的丝杠螺纹方向相反。 通过第二电机1-11的正反转可以实现两侧环形训练臂1-7 整体 向外或向内调整间距。 0035 环形训练臂1-7工作在侧向摆臂训练模式时， 现将环形训练臂1-7位置绕垂杆1-9 。

36、转过90度， 如图6所示， 通过在所述环形训练臂1-7上设置弧形导轨1-19， 其中训练手柄1-8 位于所述弧形导轨内， 训练手柄1-8在解除锁定后可在弧形导轨1-19内沿弧线上下运动。 侧 向摆臂训练也可以采用电机辅助模式， 主要方案为： 在所述训练手柄1-8由两根钢丝线固定 连接到提线绞盘1-16上， 其中一根钢丝线固定缠绕在所述提线绞盘1-16上组绕线柱上， 另 外一个钢丝线固定缠绕在所述提线绞盘1-16的下组绕线柱上， 并且上组绕线柱和下组绕线 柱上的钢丝线的绕线方向相反； 提线绞盘1-16由第四电机1-17带动旋转， 所述第四电机1- 17 与所述计算机5连接， 通过第四电机1-17。

37、自动控制提线绞盘1-16的转动来实现患者的侧 向自动摆臂训练； 为了适应不同患者的臂长， 应保留环形训练器向外侧的运动自由度； 由于 人员站立位置为内侧， 为了防止机构向下运动伤害到患者， 还应限制机构向内侧的运动， 因 此在每个所述环形训练臂1-7的弧形导轨上方还设有限位器1-18， 所述限位器1-18与所述 计算机5连接。 其中侧向摆臂训练模式下患者残余运动能力测试和训练参数设定与前后摆 臂训练模式时的操作方法相似， 不再赘述。 0036 减重保护下蹲康复机构2是对患者下肢协调性和力量进行康复性训练的装置， 装 置应能协助使用者完成下蹲和支撑站立的动作， 特别是站立动作应当设置辅助机构使用。

38、电 机带动完成。 在此本实施方式提供了两种技术方案， 技术方案一如图7所示， 所述减重保护 下蹲康复机构2包括减重保护夹具2-1、 伸缩杆2-2 和箱体2-3， 所述减重保护夹具2-1与所 述伸缩杆2-2通过万向节连接， 可以为患者提供下蹲过程中躯干运动的自由度。 所述箱体2- 3位于两根所述分支杆6-2 之间， 箱体2-3侧壁上设有滑动导轨2-4， 所述箱体2-3内部安装 有丝杠2-6和第五电机2-7， 所述伸缩杆2-2位于所述丝杠2-6上， 所述第五电机2-7与所述计 算机5连接， 所述第五电机2-7为所述丝杠2-6提供动力,， 所述伸缩杆2-2能够在丝杠2-6的 带动下沿所述滑动导轨2-。

39、4上下运动， 实现带动患者下蹲和站立的动作。 采用动力辅助下蹲 训练前， 理疗人员应测试患者自主下蹲幅度， 结合患者站立身高， 在滑动导轨2-4上还安装 位置传感器2-5， 所述位置传感器2-5与所述计算机5连接， 计算机5将控制第五电机2-7带动 机构在传感器设定的安全位置范围内运行。 0037 减重保护下蹲康复机构2的技术方案二如图8所示， 减重保护下蹲康复机构 2包括 减重保护夹具2-1、 伸缩杆2-2和箱体2-3， 所述减重保护夹具2-1与所述伸缩杆2-2通过万向 节连接， 可以为患者提供下蹲过程中躯干运动的自由度。 所述箱体2-3位于两根所述分支杆 6-2之间， 箱体2-3侧壁上设有。

40、滑动导轨2-4， 箱体2-3内部安装有滑轮组2-8、 第一配重2-9、 链轮2-10和第六电机2-11； 所述滑轮组2-8固定在所述箱体2-3上， 所述伸缩杆2-2上端通过 钢丝绳穿过所述滑轮组2-8和所述第一配重2-9连接， 所述伸缩杆2-2下端通过链条也与所 说 明 书 5/7 页 8 CN 104905940 B 8 述第一配重2-9连接， 所述链轮2-10包括内轮和外轮， 所述第六电机2-11与所述内轮连接， 所述外轮与链条配合连接， 所述链轮2-10为单向驱动轮， 当内轮速度高于外轮时， 动力向外 轮输出， 当外轮速度高于内轮时， 无动力输出； 所述第六电机2-11与所述计算机5连接。

41、。 对于 下肢功能障碍患者， 在固定减重保护夹具2-1 后， 自主完成下蹲动作困难不大， 本方案中增 加的第一配重2-9可以抵消训练机构的自重， 患者只需要克服内部机构的摩擦力就可以轻 松完成下蹲动作， 因此本机构中下移动作没有采用动力辅助， 但是支撑站立动作对于患者 来说难度较大， 因此机构中必须使用第六电机2-11辅助上移运动， 在动力机构中采用链轮 2-10 为单向驱动轮， 内轮速度高于外轮时， 动力可以向外轮输出， 外轮速度高于内轮时无 动力输出， 开始下蹲训练前， 理疗人员同样需要设置位置传感器的安全距离。 当患者自主下 蹲到低位距离时， 计算机5向第六电机2-11发出运行指令， 第。

42、六电机2-11带动链轮2-10旋 转， 使减重保护夹具2-1上移， 辅助患者完成支撑站立的动作。 在此过程中， 如果患者做出自 主站立动作， 使链轮2-10外轮速度超过内轮速度时， 第六电机2-11也不会对上移运动产生 影响。 0038 传统的履带式步行机一般只能在设定速度下运行， 不能根据使用者的运动状态自 主调节转速。 对于肢体障碍患者来说， 使用这种步行设备存在着较大的安全隐患， 如果患者 出现体力不支等情况， 难以及时独自完成调整操作， 如果此时步行机仍然正常运转， 容易对 患者造成二次伤害。 因此本实施方式中所采用的履带步行机采用力传感器感应， 依靠计算 机辅助控制技术， 能够满足患。

43、者下肢康复训练的自适应要求， 具体方案如图9所示， 包括履 带装置3-1、 第七电机3-2和力传感器3-3， 所述力传感器3-3安装在伸缩杆2-2上， 所述第七 电机3-2驱动所述履带装置3-1运动， 所述第七电机3-2与所述力传感器3-3均与所述计算机 5连接。 人体处于步行状态时， 其身体运动主要由向前的运动(x轴)、 身体的左右摇摆(y轴) 和中心的上下移动(z轴)三个方向的运动组成， 为了维持患者的正常步行姿态， 同时保护患 者不受二次伤害， 在使用感应式履带步行机3时一般要固定减重保护夹具2-1， 减重保护夹 具2-1与后部刚性连杆部分采用万向结连接， 可以为患者提供y轴和部分z轴的。

44、运动自由度， 另外减重保护夹具2-1整体还可以沿导轨作上下运动(z轴自由度)。 行走训练时， x轴方向的 运动由履带的反向运动抵消。 患者未做出步行动作前， 人体处于静止状态， 履带装置3-1不 运转， 力传感器3-3所受力F0， 第七电机3-2处于停车状态； 当患者开始向前行走， 履带反 向运动并沿x轴向患者施加一个摩擦力， 该摩擦力依靠伸缩杆2-2 拉力抵消， 此时力传感器 3-3受力F0， 力传感器3-3将该信号传输给计算机5， 进行处理后由计算机5向第七电机3-2 下达加速指令， 第七电机3-2带动履带装置3-1加速运转； 直至履带装置3-1运行速度和患者 步行速度达到动态平衡时， 力。

45、传感器受力F0， 计算机5控制第七电机3-2停止加速， 进入匀 速运转状态； 当患者出现体力不支或其他减缓步行速度的情况时， 履带装置3-1的运行速度 将超过患者步行速度， 力传感器3-3受力出现F0的情况， 计算机5接收到这一信号后， 将控 制第七电机3-2减速运行， 直至履带速度与患者步行速度重新恢复平衡。 0039 图10为颈椎牵引装置的结构示意图， 包括支撑架4-1、 头部牵引器4-2、 第一滑轮4- 3、 第二滑轮4-4、 第三滑轮4-5和第二配重4-6， 所述支撑架4-1固定在所述减重保护夹具2-1 上， 所述第一滑轮4-3固定在所述支撑架4-1上， 两根所述分支杆6-2之间设有中。

46、间杆， 所述 第二滑轮4-4固定在所述中间杆上， 所述第三滑轮4-5固定在所述箱体2-3上， 所述头部牵引 器4-2通过钢丝绳依次穿过所述第一滑轮4-3、 第二滑轮4-4、 第三滑轮4-5后与所述第二配 说 明 书 6/7 页 9 CN 104905940 B 9 重4-6连接在一起。 此装置可在患者进行其他项目康复训练的同时提供颈部牵引矫正。 无论 患者的站位如何变化， 或是训练中身体处于怎样的运动状态， 只要身体固定在减重保护夹 具上， 第一滑轮4-3就可以保持在患者头顶部位不变。 第二滑轮4-4通过固定在所述中间杆 上可以适应不同患者的身高和不同运动位置。 第三滑轮4-5固定在所述箱体2。

47、-3上用来牵引 导向第二配重4-6， 每块配重块设置为0.5公斤， 可根据不同牵引力需求自由调整配重块的 数量。 0040 此外， 本发明为了保证患者康复训练的安全性和有效性， 将采用生命体征监护仪 和运动状态检测仪等装置对训练中患者的基本状态进行数据采集， 其中生命体征监护仪主 要监控患者血压、 心率和血氧浓度等体征， 目前已有较成熟的产品可供选型。 运动状态检测 仪包括加速度检测仪、 位置检测仪等， 主要在训练中实时采集患者身体位置和运动状态， 可 采用外部探测型装置或穿戴型仪器， 以上数据信息均通过端口提交给计算机5， 以便快速有 效的对训练机构做出相应调整。 图11提供了该模式下的系统。

48、控制流程简图， 计算机5的控制 系统分为上位计算机控制系统和下位计算机控制系统； 下位计算机控制系统负责采集生命 体征监护仪和运动状态检测仪的数据传送给上位计算机控制系统； 理疗医生通过上位计算 机控制系统的用户界面输入患者肢体残余功能数据， 上位计算机控制系统自主制定训练方 案； 康复机在运行过程中， 上位计算机控制系统负责监控康复机各机构的运行指标和患者 状态信息， 并对相应数据进行处理并转化为动态曲线或三维画面显示在用户界面上； 上位 计算机控制系统通过调整康复机的各机构运行状态参数来实现与患者康复训练过程中的 生命体征相匹配。 说 明 书 7/7 页 10 CN 104905940 B。

49、 10 图1 说 明 书 附 图 1/9 页 11 CN 104905940 B 11 图2 图3 说 明 书 附 图 2/9 页 12 CN 104905940 B 12 图4 说 明 书 附 图 3/9 页 13 CN 104905940 B 13 图5 图6 说 明 书 附 图 4/9 页 14 CN 104905940 B 14 图7 说 明 书 附 图 5/9 页 15 CN 104905940 B 15 图8 说 明 书 附 图 6/9 页 16 CN 104905940 B 16 图9 说 明 书 附 图 7/9 页 17 CN 104905940 B 17 图10 说 明 书 附 图 8/9 页 18 CN 104905940 B 18 图11 说 明 书 附 图 9/9 页 19 CN 104905940 B 19 。