專利名稱：智能上下肢訓(xùn)練器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種康復(fù)運(yùn)動訓(xùn)練器，具體涉及一種可對上下肢進(jìn)行康復(fù)訓(xùn)練的智 能上下肢訓(xùn)練器。
背景技術(shù)：
并不是所有人都可以自主的支配肢體活動，對于很多患有殘疾、中風(fēng)、偏癱或者脊 椎損傷的患者，主動運(yùn)動或者輔助被動運(yùn)動都是很難完成的。目前國內(nèi)使用或銷售的一 些針對上下肢的康復(fù)訓(xùn)練器材多采用機(jī)械運(yùn)動的方式，當(dāng)患者力量不夠時，無法自動提 供助力協(xié)助運(yùn)動。對于市面上已經(jīng)出現(xiàn)的上下肢訓(xùn)練器，包括上肢訓(xùn)練托架和下肢訓(xùn)練 腳托，上下肢運(yùn)動部件分別由各自的功率電機(jī)控制，或者由一個功率電機(jī)控制。當(dāng)患者 力量不夠時，電機(jī)會自動提供助力。但是當(dāng)患者在運(yùn)動過程中突然出現(xiàn)痙攣時，電機(jī)仍 然自動提供助力對患者是非常不利的，往往會加劇疼痛或者病患，因此迫切需要一種能 自動識別痙攣狀態(tài)，并能有效緩解痙攣的智能上下肢訓(xùn)練器。 發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種能夠提供患者進(jìn)行主動運(yùn)動和被動運(yùn)動，且能自動識 別痙攣狀態(tài)，并能有效緩解痙攣的智能上下肢訓(xùn)練器。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案如下
一種智能上下肢訓(xùn)練器，包括置于主支架上的上肢訓(xùn)練托架和下肢訓(xùn)練腳托，上肢 訓(xùn)練托架由上肢訓(xùn)練器電機(jī)驅(qū)動，下肢訓(xùn)練腳托由下肢訓(xùn)練器電機(jī)驅(qū)動，上肢訓(xùn)練器電 機(jī)和下肢訓(xùn)練器電機(jī)分別由各自的測量控制系統(tǒng)控制。
其中，所述的測量控制系統(tǒng)包括測量電路、運(yùn)算控制電路和判斷信號輸入模塊，其 中運(yùn)算控制電路分別與功率電機(jī)(上肢訓(xùn)練器電機(jī)或下肢訓(xùn)練器電機(jī))以及測量電路連
接；判斷信號輸入模塊與運(yùn)算控制電路連接；安裝在功率電機(jī)上的編碼器以及判斷信號 輸入模塊直接傳輸信號到運(yùn)算控制電路，功率電機(jī)通過測量電路將信號傳輸?shù)竭\(yùn)算控制 電路。
其中，運(yùn)算控制電路由運(yùn)算電路和控制電路兩部分組成。
其中，判斷信號輸入模塊輸入的判斷閥值可以內(nèi)嵌在運(yùn)算控制電路中。
其中，所述運(yùn)算控制電路由數(shù)字電路集成芯片MEGA88替代。
其中，在主支架上的適當(dāng)位置設(shè)有固定把手，其位置要滿足既方便手扶又不影響上
肢訓(xùn)練托架的轉(zhuǎn)動，例如可置于上肢訓(xùn)練器電機(jī)的上部。此固定把手的設(shè)置主要是為了
當(dāng)患者不需要進(jìn)行臂部康復(fù)訓(xùn)練時，可手扶該固定把手。
有益效果本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器既可在患者力量不夠的情況下自動給患者提供助力協(xié)助其運(yùn)動，又可在患者在運(yùn)動過程中突然發(fā)生痙攣的情況下，停止正向轉(zhuǎn)
動，然后反向緩慢轉(zhuǎn)動，以減輕或緩解痙攣癥狀。


圖1為本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器的主視圖。
圖2為本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器的左視圖。
圖3為本實(shí)用新型實(shí)施方式中測量控制系統(tǒng)示意圖。
圖4為本實(shí)用新型測量控制系統(tǒng)一種實(shí)施方式的電路圖。
具體實(shí)施方式

以下通過具體實(shí)施例進(jìn)一步說明本實(shí)用新型。 實(shí)施例h
圖1為本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器的主視圖，圖2為其左視圖。由圖可見，智 能上下肢訓(xùn)練器包括置于主支架8上的上肢訓(xùn)練托架1和下肢訓(xùn)練腳托2，上肢訓(xùn)練托 架1在上肢訓(xùn)練器電機(jī)3的驅(qū)動下可沿上肢訓(xùn)練器轉(zhuǎn)動軸5轉(zhuǎn)動，下肢訓(xùn)練腳托2在下 肢訓(xùn)練器電機(jī)4的驅(qū)動下可沿下肢訓(xùn)練器軸6轉(zhuǎn)動。上肢訓(xùn)練器電機(jī)3和下肢訓(xùn)練器電 機(jī)4分別由各自的測量控制系統(tǒng)控制。
上述測量控制系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)已在現(xiàn)有的專利申請文件中公開(專利名稱為直流 電機(jī)作為測力裝置的測量控制方法及其實(shí)現(xiàn)裝置，申請?zhí)枮?00710133369.X)。
本發(fā)明的智能上下肢訓(xùn)練器中的測量控制系統(tǒng)包括測量電路33、運(yùn)算控制電路34 和判斷信號輸入模塊35，其中運(yùn)算控制電路34分別與功率電機(jī)(上肢訓(xùn)練器電機(jī)3或 下肢訓(xùn)練器電機(jī)4)以及測量電路33連接；判斷信號輸入模塊35與運(yùn)算控制電路34 連接；安裝在上肢訓(xùn)練器電機(jī)3上的編碼器32以及判斷信號輸入模塊35直接傳輸信號 到運(yùn)算控制電路34，上肢訓(xùn)練器電機(jī)3通過測量電路33將信號傳輸?shù)竭\(yùn)算控制電路34。 圖3即為本實(shí)用新型的上肢訓(xùn)練器電機(jī)的測量控制系統(tǒng)的示意圖。
上述運(yùn)算控制電路34可由數(shù)字電路集成芯片MEGA88替代，如圖4所示。
上肢訓(xùn)練器電機(jī)3的一極通過電阻R19、 R21與地線連接，R19與R21之間A點(diǎn)引 出電壓正信號并傳送到集成芯片MEGA88的引腳PC2;上肢訓(xùn)練器電機(jī)3另一極通過 測量電路33與集成芯片MEGA88的引腳PCO相連。編碼器32安裝在上肢訓(xùn)練器電機(jī) 3上，感應(yīng)上肢訓(xùn)練器電機(jī)3的轉(zhuǎn)速信號，并分別與集成芯片MEGA88的引腳PC2、 PC3 及PC4相連，其中編碼器32的引腳2還通過電阻R4與VCC相連。時鐘電路36,分別 與集成芯片MEGA88的引腳PB6、 PB7相連。判斷信號輸入器35分別與集成芯片 MEGA88的引腳PDO、 PD1相連。
其中測量電路33將上肢訓(xùn)練器電機(jī)3電壓、電流信號轉(zhuǎn)化并傳送給集成芯片 MEGA88。集成芯片MEGA88的引腳PC0依次與電阻R16、 R17、 R8、 R20、 R24及地線串聯(lián)MEGA88的引腳PC0與電阻R16為C點(diǎn)的電流信號；上肢訓(xùn)練器電機(jī)3另一極 連接在電阻R17與R8之間，并與R1及地線連接；R20與R24之間B點(diǎn)引出電壓負(fù)信 號并傳送到集成芯片MEGA88的引腳PC3;電阻R17與R8引出線路通過電容Cll與 地線相連；電阻R16與R17引出線路通過電容C12與地線相連；二極管D3與電容C12 并聯(lián)，防止非正常電流燒壞該測量控制實(shí)現(xiàn)裝置。
其中時鐘電路36根據(jù)集成芯片MEGA88脈沖信號計算工作時間。電容C7串聯(lián)在 集成芯片MEGA88的引腳PB6與地線之間；電容C8串聯(lián)在集成芯片MEGA88的引腳 PB7與地線之間；晶振X1串聯(lián)在集成芯片MEGA88的引腳PB6與引腳PB7之間。
根據(jù)A點(diǎn)、B點(diǎn)電壓v、 C點(diǎn)電流i、電機(jī)轉(zhuǎn)速n以及數(shù)字芯片時鐘時間t，可以測 量出直流電機(jī)外部作用力的數(shù)值。將該作用力數(shù)值與判斷信號輸入器35輸入的數(shù)值比 較，根據(jù)比較結(jié)果調(diào)整電機(jī)的工作狀態(tài)。
以上描述了上肢訓(xùn)練器電機(jī)3的測量控制系統(tǒng)的實(shí)施方式的電路布局，同樣的，可 把其中的上肢訓(xùn)練器電機(jī)3替換為下肢訓(xùn)練器電機(jī)4，實(shí)現(xiàn)下肢訓(xùn)練器電機(jī)的測量控制 系統(tǒng)。上、下肢訓(xùn)練器電機(jī)分別由各自獨(dú)立的測量控制系統(tǒng)控制。
為了實(shí)現(xiàn)更好的控制效果，增加人機(jī)互動性，本實(shí)用新型實(shí)施方式中，還可以在主 支架8上設(shè)置控制臺9。測量控制系統(tǒng)測得的信號可以通過顯示驅(qū)動模塊輸入到控制臺 上的顯示屏顯示。同時控制臺上還設(shè)有控制按鈕，控制按鈕連接到測量控制系統(tǒng)，可以 按照使用者需的要實(shí)現(xiàn)智能上下肢訓(xùn)練器的康復(fù)訓(xùn)練。本實(shí)施方式中所述的顯示驅(qū)動模 塊、顯示屏以及控制按鈕為常用技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)。
使用本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器時，患者可坐在輪椅或普通椅子上接近智能上 下肢訓(xùn)練器，調(diào)節(jié)主支架8的高度至適合位置(主支架8為可活動支架，可拉伸或縮短)， 把雙腳放在智能上下肢訓(xùn)練器的下肢訓(xùn)練腳托2上和/或雙手握住上肢訓(xùn)練托架1進(jìn)行康 復(fù)訓(xùn)練。使用者可通過功能鍵選定的工作模式，可以控制上肢訓(xùn)練托架l和下肢訓(xùn)練腳 托2每分鐘旋轉(zhuǎn)速度，同時控制系統(tǒng)能實(shí)時測量上肢訓(xùn)練器電機(jī)3和下肢訓(xùn)練器電機(jī)4 在訓(xùn)練中使用者施加的作用力當(dāng)檢測到的作用力在設(shè)定力值范圍內(nèi)發(fā)生了變化，本裝 置可以根據(jù)使用者的用力狀況減緩或增加電機(jī)做功，以提高康復(fù)效果；當(dāng)使用者臂部或 腿部出現(xiàn)痙攣或者僵直等不良狀況時，即檢測的阻力超出了設(shè)定范圍時，本裝置可以控 制調(diào)速電機(jī)停止轉(zhuǎn)動，然后緩慢反向轉(zhuǎn)動，以達(dá)到保護(hù)使用者身體安全的目的。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤 飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1、一種智能上下肢訓(xùn)練器，包括置于主支架(8)上的上肢訓(xùn)練托架(1)和下肢訓(xùn)練腳托(2)，上肢訓(xùn)練托架(1)由上肢訓(xùn)練器電機(jī)(3)驅(qū)動，下肢訓(xùn)練腳托(2)由下肢訓(xùn)練器電機(jī)(4)驅(qū)動，其特征在于上肢訓(xùn)練器電機(jī)(3)和下肢訓(xùn)練器電機(jī)(4)分別由各自的測量控制系統(tǒng)控制。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能上下肢訓(xùn)練器，其特征在于所述的上肢訓(xùn)練器電 機(jī)(3)的測量控制系統(tǒng)包括測量電路(33)、運(yùn)算控制電路(34)和判斷信號輸入模塊(35)，其中運(yùn)算控制電路(34)分別與上肢訓(xùn)練器電機(jī)(3)以及測量電路(33)連接； 判斷信號輸入模塊(35)與運(yùn)算控制電路(34，連接；安裝在上肢訓(xùn)練器電機(jī)(3)上 的編碼器(32)以及判斷信號輸入模塊(35)直接傳輸信號到運(yùn)算控制電路(34),上 肢訓(xùn)練器電機(jī)(3)通過測量電路(33)將信號傳輸?shù)竭\(yùn)算控制電路(34)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能上下肢訓(xùn)練器，其特征在于所述的下肢訓(xùn)練器電 機(jī)(4)的測量控制系統(tǒng)包括測量電路(33)、運(yùn)算控制電路(34)和判斷信號輸入模塊(35〉，其中運(yùn)算控制電路(34)分別與下肢訓(xùn)練器電機(jī)(4)以及測量電路(33)連接； 判斷信號輸入模塊(35)與運(yùn)算控制電路(34)連接；安裝在下肢訓(xùn)練器電機(jī)(4)上 的編碼器(32)以及判斷信號輸入模塊(35)直接傳輸信號到運(yùn)算控制電路(34)，下 肢訓(xùn)練器電機(jī)(4)通過測量電路(33)將信號傳輸?shù)竭\(yùn)算控制電路(34)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的智能上下肢訓(xùn)練器，其特征在于其中運(yùn)算控制電 路(34)由運(yùn)算電路和控制電路兩部分組成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的智能上下肢訓(xùn)練器，其特征在于其中判斷信號輸 入模塊(35)輸入的判斷閥值可以內(nèi)嵌在運(yùn)算控制電路(34)中。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能上下肢訓(xùn)練器，其特征在于在主支架(8)上設(shè)有 固定把手(7)。
專利摘要本實(shí)用新型提供的一種智能上下肢訓(xùn)練器，包括置于主支架上的上肢訓(xùn)練托架和下肢訓(xùn)練腳托，上肢訓(xùn)練托架由上肢訓(xùn)練器電機(jī)驅(qū)動，下肢訓(xùn)練腳托由下肢訓(xùn)練器電機(jī)驅(qū)動，上肢訓(xùn)練器電機(jī)和下肢訓(xùn)練器電機(jī)分別由各自的測量控制系統(tǒng)控制。本實(shí)用新型的智能上下肢訓(xùn)練器既可在患者力量不夠的情況下自動給患者提供助力協(xié)助其運(yùn)動，又可在患者在運(yùn)動過程中突然發(fā)生痙攣的情況下，停止正向轉(zhuǎn)動，然后反向緩慢轉(zhuǎn)動，以減輕或緩解痙攣癥狀。
文檔編號A63B23/035GK201223524SQ20082003545
公開日2009年4月22日 申請日期2008年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月6日
發(fā)明者宏 施 申請人:南京康龍威康復(fù)醫(yī)學(xué)工程有限公司