一种弹性击球的上肢康复训练装置的制作方法

2021-01-11 14:01:51|

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本发明涉及一种弹性击球的上肢康复训练装置，属于康复医疗器械技术领域。

背景技术：

中风、偏瘫患者通常一侧肢体运动功能受限，单侧肢体不能自主运动，或者双侧肢体运动肌力弱，通过康复训练是目前提高患者生活质量的一个重要手段，目前的上肢康复训练器娱乐性差，通常采用运动机构与电气控制相结合，成本高，患者难以接受，且通常采用康复训练时间评价康复训练的运动量，由于患者的个体差异，该种评价方法不准确。

本申请的技术方案左、右手柄为双半圆形手柄，通过旋转手柄，驱动齿轮机构连接的转轴转动，转轴上通过单向轴承一、单向轴承二分别安装圆柱凸轮一、圆柱凸轮二，单向轴承一、单向轴承二采用相反的方向安装，实现转轴无论往哪个方向转动仅能带动圆柱凸轮一、圆柱凸轮二中的一个转动，圆柱凸轮一、圆柱凸轮二的结构基本相同，凸轮槽均由螺旋部分和轴向直线部分组成，区别在于圆柱凸轮一、圆柱凸轮二的凸轮槽螺旋部分的旋向相反，与单向轴承一、单向轴承二配合，实现圆柱凸轮一、圆柱凸轮二之一旋转驱动滑环一、滑环二之一后移，使压缩弹簧被压缩蓄能，左、右手柄继续旋转转动凸轮槽为轴向直线位置后，弹射架被弹射，撞击圆球，提高患者的康复兴趣；双侧上肢连接圆弧形手柄，并且手柄圆心重合，手柄之间不连接，激励患者必须左、右手柄转动到位置互换时，必须达到一定的转动量；撞球筒内设置有多个挤球块，需要用力将圆球挤出挤球块后并被弹射，提高患者康复训练乐趣；患者无论顺时针还是逆时针转动，均将圆球挤压弹射，并且通过计数圆球数量，反应出患者的康复训练的运动量。

技术实现要素：

本发明目的在于：提供一种通过手柄由两半圆环组成、任意方向旋转手柄驱动转轴转动，转轴通过两个反向的单向轴承驱动两个凸轮中的一个凸轮带动弹射架压缩弹簧获得势能、弹射圆球的上肢康复训练装置。

本发明的技术方案是这样实现的：一种弹性击球的上肢康复训练装置，包括底座1、训练机构2，所述的训练机构2包括左手柄201、右手柄203、传动轴204、转轴207、圆柱凸轮一208、弹射架210、圆柱凸轮二219、冲击杆222、撞球筒223、电子计数器、圆球，左手柄201、右手柄203固定传动轴204下端，传动轴204通过齿轮传动机构与转轴207传动连接，传动轴204、转轴207转动安装在支撑架209上，支撑架209固定在底座1上，传动轴204的后部、前部分别通过单向轴承一220、单向轴承二221安装圆柱凸轮一208、圆柱凸轮二219，单向轴承一220、单向轴承二221与转轴207结合或分离的转动方向相反；

圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081为沿着圆周方向封闭的环形槽，滑环一211的内孔设置有沿着径向方向并向内侧伸出的内滑柱一2112，内滑柱一2112在凸轮槽一2081内滑动，凸轮槽一2081沿着圆柱凸轮220的中心轴线呈轴对称设置，圆柱凸轮一208从初始位置沿着轴线方向直线到达后侧极限位置，凸轮槽一2081从后侧极限位置按照一定的倾斜角度前移，前移到极限位置后，圆柱凸轮一208转过180度，凸轮槽一2081沿着轴线方向直线向后到达后侧极限位置，圆柱凸轮220从后侧极限位置按照一定的倾斜角度前移，凸轮槽一2081到达前侧极限位置，圆柱凸轮220转过360度，回到初始位置；

所述的圆柱凸轮二219的凸轮槽二2191与圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081的结构基本相同，凸轮槽二2191按照一定的斜度变化的方向与凸轮槽一2081按照一定的斜度变化的方向相反；

所述的弹射架210的左、右侧后部分别设置有一个滑槽一2101，弹射架210的左、右侧前部分别设置有一个滑槽二2102，滑环一211左、右外侧分别设置有一个外滑柱一2111，一个外滑柱一2111在一个滑槽一2101内滑动，滑环一211、滑环二218结构相同，滑环二218左、右侧的外滑柱二分别在弹射架210左、右侧的滑槽二2102内滑动，所述的弹射架210上、下侧均设置有一个支撑环2103，一个支撑环2103滑动安装一根滑杆217，所述的滑杆217后端固定在导杆架212上，导杆架212下端固定在底座1上，一个滑杆套设一个压缩弹簧213，压缩弹簧213位于导杆架212与支撑环2103之间，一个滑杆217前端固定一个挡环216，一个滑杆后端套设一个缓冲弹簧215，缓冲弹簧215位于支撑环2103和挡环216之间；

所述的冲击杆222与撞球筒223间隙配合，撞球筒223固定在底座1上，撞球筒223连接储球仓232，储球仓232内放置有多个圆球，撞球筒223上沿着圆周方向均布设置三个方孔，每个方孔内滑动安装一个挤球块231，挤球块231朝向撞球筒223内侧的一侧为圆弧形，挤球块231上连接有弹性复位装置，撞球筒223前端设置有电子计数器，用于计数从撞球筒223前端掉落的圆球。

所述的圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081的侧边展开结构示意图如说明书附图中的图7所示；

横坐标为圆柱凸轮一208沿着圆周方向展开后的长度，圆柱凸轮一208的圆柱半径为r，纵坐标s为凸轮槽一2081两侧边线的轴向变化量；

圆柱凸轮二219的凸轮槽二2191的侧边展开结构示意图如说明书附图中的图8所示；

横坐标为圆柱凸轮二219沿着圆周方向展开后的长度，圆柱凸轮二219的圆柱半径为r，纵坐标s为凸轮槽二2191两侧边线的轴向变化量。

圆柱凸轮一208圆柱凸轮二219跟随转轴207仅能朝向一个方向单向转动，单向轴承一220与转轴207结合的转动方向与圆柱凸轮一208能够转动的方向相同，单向轴承二221与转轴207结合的转动方向与圆柱凸轮二219能够转动的方向相同。

左手柄201、右手柄203顺时针方向转动时，转轴207通过单向轴承一220与圆柱凸轮一208结合，圆柱凸轮二219不能顺时针转动，转轴207通过单向轴承二221与圆柱凸轮二219；当左手柄201、右手柄203逆时针方向转动时，转轴207通过单向轴承一220与圆柱凸轮一208分离，圆柱凸轮一208不能逆时针转动，转轴207通过单向轴承二221与圆柱凸轮二219结合。

所述的挤球块231上连接有弹性复位装置的结构为：所述的挤球块231朝向撞球筒223外侧一侧设置的圆孔穿设在环形弹簧227上，撞球筒223上位于相邻的两个挤球块231之间设置有一个弹簧架228，每个弹簧架228上设置的圆孔穿设在环形弹簧227上。

所述的连接管233、撞球筒223仅允许一个圆球通过，圆球直径大于撞球筒223后部内孔直径，所述的撞球筒223后部内孔前端面至撞球筒223前端的内孔大于后部内孔，用于圆球从连接管233内下落至撞球筒223内时，圆球固定在挤球块231和撞球筒223的后部内孔之间。

当滑环一211的内滑柱一2112位于凸轮槽一2081前侧极限位置时，滑环二218内滑柱二位于凸轮槽二2191前侧极限位置，以及外滑柱一2111位于滑槽一2101的后端、外滑柱二位于滑槽二2102的后端，冲击杆222位于撞球筒223内挡住连接管233下端，且位于挤球块231的后侧。

所述的左手柄201、右手柄203呈圆弧形，所述的底座1呈左右对称结构，左手柄201、右手柄203关于底座1的左右对称平面对称设置，左手柄201、右手柄203分别与两个交叉的中心杆202的左端部、右端部固定连接，中心杆202的交叉部固定在传动轴204上端，传动轴204由上至下朝向前侧倾斜设置，

所述的齿轮传动机构的结构为：传动轴204下端固定锥齿轮二206，锥齿轮二206与锥齿轮一205啮合，锥齿轮一205固定在传动轴204的后端。

所述的撞球筒223的前端设置有接球箱227，接球箱227规定在球箱架226，球箱架226固定在底座1上，用于收集从撞球筒223内下落的圆球。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

附图说明

图1是弹性击球的上肢康复训练装置的总体结构示意图。

图2是弹性击球的上肢康复训练装置的后部结构示意图。

图3是弹性击球的上肢康复训练装置的训练机构后部结构示意图一。

图4是弹性击球的上肢康复训练装置的转轴上固定圆柱凸轮一、二的结构示意图。

图5是滑环一的结构示意图。

图6是圆柱凸轮一与圆柱凸轮二的结构示意图。

图7是圆柱凸轮一的轮槽侧边展开结构示意图。

图8是圆柱凸轮二的轮槽侧边展开结构示意图。

图9是弹射架及安装冲击杆的结构示意图。

图10是弹性击球的上肢康复训练装置的训练机构后部结构示意图二。

图11是弹性击球的上肢康复训练装置的训练机构前部结构示意图。

图12是撞球筒上安装环形弹簧和挤球块的结构示意图一。

图13是撞球筒上安装环形弹簧和挤球块的结构示意图二。

附图标记说明：1-底座、2-训练机构、3-座椅、201-左手柄、202-中心杆、203-右手柄、204-传动轴、205-锥齿轮一、206-锥齿轮二、207-转轴、208-圆柱凸轮一、2081-凸轮槽一、209-支撑架、210-弹射架、2101-滑槽一、2102-滑槽二、2103-支撑环、2104-滑动孔、211-滑环一、2111-外滑柱一、2112-内滑柱一、212-导杆架、213-压缩弹簧、215-缓冲弹簧、216-挡环、217-滑杆、218-滑环二、219-圆柱凸轮二、2191-凸轮槽二、220-单向轴承一、221-单向轴承二、222-冲击杆、223-撞球筒、224-球筒架、225-计数器接收端、226-球箱架、227-接球箱、228-弹簧架、229-环形弹簧、230-计数器发射端、231-挤球块、232-储球仓、233--连接管。

具体实施方式

结合图1-13，本发明的一种弹性击球的上肢康复训练装置，包括底座1、训练机构2、座椅3，以患者的上下、前后、左右方向定义本申请的方向，以便描述本申请，所述的底座1呈左右对称结构，所述的训练机构2包括左手柄201、中心杆202、右手柄203、传动轴204、锥齿轮一205、锥齿轮二206、转轴207、圆柱凸轮一208、支撑架209、弹射架210、滑环一211、导杆架212、压缩弹簧213、缓冲弹簧215、挡环216、滑杆217、滑环二218、圆柱凸轮二219、单向轴承一220、单向轴承二221、冲击杆222、撞球筒223、球筒架224、计数器接收端225、球箱架226、接球箱227、弹簧架228、环形弹簧229、计数器发射端230、挤球块231、储球仓232、连接管233、圆球，所述的左手柄201、右手柄203呈圆弧形，左手柄201、右手柄203关于底座1的左右对称平面对称设置，左手柄201、右手柄203分别与两个交叉的中心杆202的左端部、右端部固定连接，中心杆202的交叉部固定在传动轴204上端，传动轴204由上至下朝向前侧倾斜设置，支撑架209呈叉形，传动轴204下部与支撑架209的一个叉形边的端部转动连接，传动轴204下端固定锥齿轮二206，锥齿轮二206与锥齿轮一205啮合，锥齿轮一205固定在传动轴204的后端，传动轴204后部转动安装在支撑架209的另一个叉形边，支撑架209叉形尾部固定在底座1上，传动轴204的后部固定单向轴承一220内孔，单向轴承一220的外圈固定圆柱凸轮一208的内孔，传动轴204的前部固定单向轴承二221内孔，单向轴承二221的外圈固定圆柱凸轮二219的内孔。

单向轴承一220与单向轴承二221的安装方向相反，即单向轴承一220、单向轴承二221与转轴207结合或分离的转动方向相反，即当转轴207朝向一个方向转动时，通过单向轴承一220，转轴207带动圆柱凸轮一208同向转动，而圆柱凸轮二219通过单向轴承二221与转轴207分离而不转动，当转轴207反向转动时，圆柱凸轮一208通过单向轴承一与转轴207分离而不转动，圆柱凸轮二219通过单向轴承二221与转轴207结合而同步转动。

所述的圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081两侧边展开图如图7所示，凸轮槽一2081为沿着圆周方向封闭的环形槽，横坐标为圆柱凸轮220展开后的长度或者是展开角度，圆柱凸轮的圆柱半径为r，2πr为圆柱凸轮展开的周长，纵坐标s为凸轮槽一2081边线的轴向变化量，即凸轮槽一2081边线距离后端变化量，滑环一211的内孔设置有两个沿着径向方向向内侧伸出的内滑柱一2112，两个内滑柱一2112沿着滑环一211的圆周方向均布设置，内滑柱一2112均在凸轮槽一2081内滑动，凸轮槽一2081沿着圆柱凸轮220的中心轴线呈轴对称设置，圆柱凸轮一208从初始位置沿着轴线方向直线到达后侧极限位置，凸轮槽一2081从后侧极限位置按照一定的倾斜角度前移，前移到极限位置后，圆柱凸轮一208转过180度，凸轮槽一2081沿着轴线方向直线向后到达后侧极限位置，圆柱凸轮220从后侧极限位置按照一定的倾斜角度前移，凸轮槽一2081到达前侧极限位置，圆柱凸轮220转过360度，回到初始位置。

所述的圆柱凸轮二219的凸轮槽二2191两侧边展开图如图8所示，圆柱凸轮二219的凸轮槽二2191与圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081的结构基本相同，区别在于凸轮槽二2191按照一定的斜度变化的方向与凸轮槽一2081按照一定的斜度变化的方向相反，凸轮槽斜度变化位置时，凸轮槽二2191为左旋，凸轮槽一2081为右旋，即凸轮槽二2191为封闭的槽，横坐标为圆柱凸轮二219展开后的长度，圆柱凸轮二的圆柱半径为r，2πr为圆柱凸轮二展开的周长，纵坐标s为凸轮槽二2191边线的轴向变化量，即凸轮槽二2191边线距离前端变化量，凸轮槽二2191沿着圆柱凸轮二219的中心轴线呈轴对称设置，圆柱凸轮二219从初始位置沿着圆周方向展开，凸轮槽二2191从凸轮槽的前端极限位置按照一定的倾斜角度后移，后移到极限位置后，沿着轴向直线向前到达前侧极限位置，圆柱凸轮二219转过180度，圆柱凸轮二219继续转动，凸轮槽二2191继续沿着圆周方向开始转动，凸轮槽二2191从凸轮槽的前侧极限位置按照一定的角度后移，移动到后侧极限位置后，沿着轴线方向直线向前到前侧极限位置，圆柱凸轮二219转过360度，回到初始位置。

由于凸轮槽二2191按照一定的斜度变化的方向与凸轮槽一2081按照一定的斜度变化的方向相反，转轴207朝向一侧转动时，由于凸轮槽二2191、凸轮槽一2081沿着轴向直线从前到后的轮槽变化，圆柱凸轮一208与圆柱凸轮二219中仅有一个能够转动，单向轴承一220与转轴207结合的转动方向与圆柱凸轮一208能够转动的方向相同，单向轴承二221与转轴207结合的转动方向与圆柱凸轮二219能够转动的方向相同。

所述的滑环二218与滑环一211结构相同，滑环二218的内滑柱二在凸轮槽二2191内滑动。

所述的弹射架210关于底座1的左右对称平面对称设置，弹射架210的左、右侧后部分别设置有一个滑槽一2101，弹射架210的左、右侧前部分别设置有一个滑槽二2102，滑环一211外侧设置有两个沿着径向方向且向外侧伸出的外滑柱一2111，外滑柱一2111沿着滑环一211圆周方向均布设置，一个外滑柱一2111在一个滑槽一2101内滑动，滑环二218左、右侧的外滑柱二分别在弹射架210左、右侧的滑槽二2102内滑动，且当滑环一211的内滑柱一2112位于凸轮槽一2081前侧极限位置时，滑环二218内滑柱二位于凸轮槽二2191前侧极限位置，以及外滑柱一2111位于滑槽一2101的后端、外滑柱二位于滑槽二2102的后端，如图3、图10所示。

所述的弹射架210中间的上、下侧均设置有一个支撑环2103，支撑环上设置有滑动孔2104，一个支撑环2103的滑动孔2104内滑动安装一根滑杆217，一个滑杆217前端固定一个挡环216，一个滑杆前端套设一个缓冲弹簧215，缓冲弹簧215位于支撑环2103和挡环216之间，所述的滑杆217后端固定在导杆架212上，导杆架212上部与转轴207中部转动连接，导杆架212下端固定在底座1上，一个滑杆套设一个压缩弹簧213，压缩弹簧213位于导杆架212与支撑环2103之间。

所述的弹射架210前端固定冲击杆222，冲击杆222与撞球筒223的后部内孔间隙配合，撞球筒223后部上端固定连接管233，连接管233与储球仓232下端固定连接，储球仓232内放置有多个圆球，撞球筒223下端固定球筒架224的上端，球筒架224下端固定在底座1上。

所述的撞球筒223的中部设置有三个沿着轴向的方孔，每个方孔内滑动安装一个挤球块231，挤球块231朝向撞球筒223内侧的一侧为圆弧形，挤球块231的圆弧形为中间向撞球筒223内侧突出，而前侧、后侧均向外侧收起的圆弧形，挤球块231朝向撞球筒223外侧一侧设置的圆孔穿设在环形弹簧227上，撞球筒223上位于相邻的两个挤球块231之间设置有一个弹簧架228，每个弹簧架228上设置的圆孔穿设在环形弹簧227上。

所述的撞球筒223的前端设置有接球箱227，接球箱227规定在球箱架226，球箱架226固定在底座1上，用于收集从撞球筒223内下落的圆球。

所述的座椅3固定在底座1的后侧。

所述的撞球筒223的前端固定有电子计数器，用于计数从撞球筒223前端掉落的圆球，通过患者击落的圆球数量反应患者的康复训练运动量，电子计数器包括计数器接收端225、计数器发射端230，撞球筒223前端的上、下端分别固定计数器发射端230、计数器接收端225，用于计数从撞球筒223前端掉落的圆球。

训练机构2初始状态，滑环一211的内滑柱一2112位于凸轮槽一2081前侧极限位置，滑环二218内滑柱二位于凸轮槽二2191前侧极限位置，以及外滑柱一2111位于滑槽一2101的后端、外滑柱二位于滑槽二2102的后端，冲击杆222位于撞球筒223内挡住连接管233下端，且位于挤球块231的后侧。

当患者需要双侧上肢进行康复训练时，患者坐在座椅3上，左、右手分别抓住左手柄201、右手柄203，如果患者左侧上肢能够自主运动，右侧上肢不能自主运动，左侧上肢带动右侧上肢运动，或者双侧上肢能够自主运动，锻炼患者的肌力，患者向左或者向右转动左手柄201、右手柄203，传动轴204通过锥齿轮一205、锥齿轮二206驱动转轴207转动，例如本实施例中，患者向右侧旋转左手柄201、右手柄203，即顺时针方向转动，转轴207向右侧转动，通过单向轴承一220驱动圆柱凸轮一208向右转动，而由于圆柱凸轮二219的凸轮槽二2191的结构限制，不能转动，且由于单向轴承二221使圆柱凸轮二219与转轴207分离，圆柱凸轮二219不转动，圆柱凸轮一208向右转动，弹射架210由于滑杆217的限制，仅能前后移动，使滑环一211的内滑柱一2112在凸轮槽一2081内滑动，滑环一211的外滑柱一2111带动滑槽一2101后移，而此时的滑环二218不起作用，滑环二218的外滑柱二在滑槽二2102内滑动，弹射架210后移，压缩弹簧213被压缩，圆球从连接管233内掉落到撞球筒223内，当滑环一211的内滑柱一2112滑动到凸轮槽一2081的后侧极限位置后，继续旋转左手柄201、右手柄203，内滑柱一2112沿着凸轮槽一2081的轴向前后方向的滑槽内时，压缩弹簧213推动支撑环2103向前弹射，弹射架210带动冲击杆222将撞球筒223圆球向前冲击，圆球挤压挤球块231，环形弹簧231拉伸，圆球从三个挤球块231挤出并被挤球块231在环形弹簧227恢复变形作用下而被弹射，电子计数器的计数加一，圆球掉落在接球箱227内，缓冲弹簧215被压缩，并缓冲支撑环2103与挡环216的撞击力，降低噪声，弹射架210在缓冲弹簧215恢复力下复位，完成一次圆球的弹射。

如果患者向左侧旋转左手柄201、右手柄203，转轴207向左侧转动，即逆时针方向转动，由于圆柱凸轮一208的凸轮槽一2081的结构限制，不能转动，通过单向轴承一220使圆柱凸轮一208与转轴207分离而不转动，由于单向轴承二221使圆柱凸轮二219与转轴207结合，圆柱凸轮二219向左转动，圆柱凸轮二219向左转动，使滑环二218的内滑柱二在凸轮槽二2191内滑动，滑环二218的外滑柱二带动滑槽二2102后移，而此时的滑环一211不起作用，滑环一211的外滑柱一在滑槽一2101内滑动，弹射架210后移，压缩弹簧213被压缩，圆球从连接管233内掉落到撞球筒223内，当滑环二218的内滑柱为滑动到凸轮槽二2191的后侧极限位置后，继续旋转左手柄201、右手柄203，内滑柱二沿着凸轮槽二2191的轴向前后方向的滑槽内时，压缩弹簧213推动支撑环2103向前弹射，弹射架210带动冲击杆222将撞球筒223圆球向前冲击，完成一次圆球的弹射。

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