CN2306777Y - 智能型肢体被动运动康复治疗仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型智能型肢体被动运动康复治疗仪是为临床上由于外伤、骨关节病或神经系统病变导致肢体功能障碍者设计的,在微机控制下持续被动运动,达到康复目的。该仪由机械、电路和微机三部分组成,机械部分主要由一金属支架上装一金属箱,内设有步进电机并通过其轴承、齿轮带动转盘和驱动系统运动;步进电机上有2个压力传感器,通过传感器输出线和电机控制线与微机内的A/D转换板、电机控制电路等连接。该仪经过临床试用科学实用。

Description

智能型肢体被动运动康复治疗仪

本实用新型属医用仪器，实现了在微机控制下，持续被动活动(ContinuousPassive Motion，CPM)，达到了智能多功能肢体被动治疗康复目的。

临床骨科某些疾病、创伤可造成骨关节功能障碍，关节软骨退变。骨科手术也可导致关节粘连、挛缩。如四肢骨折尤其是关节内骨折，关节病变手术后，关节软骨缺损修复术，化脓性关节炎引流术，肌腱损伤修复术手术后。另外，脑血管病变、神经病变和损伤后肌肉萎缩等。上述病损不仅给病人带来痛苦，也是家庭和社会的负担，因此，加强对该类病人治疗，促使患肢尽快恢复功能，是本领域中急待解决的重要课题之一。以往所采用的方法(1)人工肢体被动活动，费时费力；(2)70年代国外开始应用各种类型的关节被动运动器，国内于80年代有下肢被动运动器，90年代中期研制了肘关节被动运动器，虽有疗效，但系单纯机械结构，不能客观和量化控制关节活动幅度、治疗时间以及综合功能训练。

针对上述问题，本实用新型目的是设计一种在微机控制下，能根据不同部位(肢体关节)、生理功能和承受强度，实行定向、定距(量)、定时的被动训练，具有使用方便、科学实用的肢体治疗康复仪。

本设计是在多年临床工作经验和对人体解剖、生理功能以及持续被动运动研究基础上，经过反复试验，得以实现的。其主要结构和功能如下：

本仪器包括机械部分、电路部分和微机三部分，如图1所示。

机械部分主要由齿轮系、轴承、转盘、步进电机和驱动杆等组成。其结构如(图1、2示)，由底座1、连接杆2、摇动杆3、机箱4、转盘5、传动杆6、轴承7等组成。底座1是一重金属底座，与无缝钢管焊接成的连接杆2呈垂直连接构成一金属；连接杆上装有控制机箱升降(即支架高度)的摇动杆3，连接杆顶端与机箱4相接。机箱4是用金属板焊接成的长25～35cm、宽20～30cm、高25-35cm的箱体，内设有步进电机、压力传感器、轴承等；机箱一侧通过轴承7连接转盘5A，另一侧的轴承连接转盘5B；转盘5A上设有刻度表记，转盘5B与驱动杆6相连接；驱动杆上设有平衡杆10。机箱底部有与微机相连接的步进电机控制线8和传感器输出线9。

机箱内结构(如图3所示)，包括轴承7、步进电机11和2个压力传感器12等。步进电机为感应子式电机(已有技术)，位于机箱的底部，通过轴承、齿轮与2个压力传感器相连，压力传感器外接2个法兰盘，主要用于平衡杆及关节活动的附件安装。位于机箱底部的步进电机引出4条导线，组成步进电机控制线8，连接电机控制模块。电机控制模块主要是控制电机的正常运转，供电电压为±5V。2个压力传感器外接8根导线，组成传感器输出线9，与微机连接，通过微机内部的力矩测量电路板控制传感器的输出，进一步控制转盘(法兰盘)的平衡情况；同时传感器的信号又被力矩测量电路板经过整流、滤波及信号放大后，得到模拟信号，再经过A/D转换板将信号的变化情况送给微机，以便实现实时控制。机箱外的2个转盘通过齿轮和轴承相连，目的是为了达到力矩平衡，它位于机箱顶部。相箱与底座及连接杆连为一体，并通过连接杆上的摇动杆控制机箱的高度，以便适合不同高度的人使用。

微机部分(为已有技术)，可以采用主机为PCl×T-386型，配有打印机。微机内装一特制的A/D转换板，力矩测量电路板和电机控制模块。A/D转换板是力矩测量模拟电路和电机控制模块与计算机之间的桥梁，在设计中，我们将电路部分与计算机共箱，统一使用计算机提供的±12V电源，避免因电源不一致造成的误差。电机控制模块用来翻译A/D提供的信息，控制电机的正反转(即急停与启动)。驱动步进电机正常运行。

电路部分(如图4、图5所示)，包括力矩测量电路、A/D转换和电机控制模块。力矩测量电路(见图5)，采用2套相同的电阻应变式传感器，并配以2套相同的处理电路，可以有效地分类进行训练，并可以对训练时的力矩进行监控，保证系统有较高的灵敏度和精确性。

本实用新型的动力源主要是用来传递步进电机轴输出的力矩，完成由计算机所规定的周期性往复运动，并带动驱杆使肢体做相应的各种训练，如关节伸屈、内收外展和旋转运动，训练时，肢体关节角度可根据病人的实际需要通过计算机预先设置，并可从刻度盘上读出。采用步进电机作为动力源，其优在于通过计算机向电机所发出的脉冲数可精确控制电机的转速和转角。为了增大电机的输出力矩，还采取减速传动(速比37/1)并装有平衡杆，使该仪器的输出力达5±公斤，实现了治疗和训练的自动化，经临床试用完全实现了原设计目的。

附图1为本实用新型的整体示意图，其中1-底座、2-连接杆、3-摇动杆、4-机箱、5-转盘(法兰盘)、6-驱动杆、7-轴承、8-步进电机控制线、9-传感器输出线。

附图2为本实用新型机械部分示意图，其中10-平衡杆。

附图3为本实用新型之机箱内部结构示意图，其中11-步进电机、12-压力传感器。

附图4为本实用新型之电路框图。

附图5为本实用新型之力矩测量电路图。

附图6为本实用新型之测量控制模块程序框图。

附图7为本实用新型使用中的一种微机菜单程序流程图。

Claims (3)

1.一种智能型肢体被动运动康复治疗仪，包括机械、电路和微机三部分，其特征在于机械部分的金属支架上方连接一金属箱，箱内装一感应式步进电机，通过电机轴承、齿轮与2个压力传感器相连，2个压力传感器外接2个法兰盘，轴承两端于箱体的两侧分别连接转盘5A与5B，转盘5B连接驱动杆6；电路部分与微机共箱，在已有的普通微机内装一特制的A/D转换板、力矩测量电路和电机控制模块，并通过电机控制线B和传感器输出线与步进电机连接、控制。

2.根据权利要求1所述之智能型肢体被动运动康复治疗仪，其特征在于该治疗仪的转盘5A上设有刻度表记，驱动杆6上设有平衡杆10。

3.根据权利要求1所述之智能型肢体被动运动康复治疗仪，其特征在于该治疗仪金属支架上设有控制支架高度的摇动杆3。

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