[发明专利]一种针对肩关节进行康复的平面运动康复机械装置

权利要求书

1.一种针对肩关节进行康复的平面运动康复机械装置，由控制器、摆动气缸2、小车3、工字型弧形轨道4、支撑柱5、绳索6、气动人工肌肉7、气动人工肌肉控制气动回路和摆动气缸控制回路组成；小车3由电机3-1、联轴器3-2、卷线滚筒3-3、伺服电机3-4组成；摆动气缸2由转动圆盘2-1、颜色传感器2-2组成；该平面运动康复机械装置的特征在于：

（1）水平康复训练

在水平面上，摆动气缸2的运动是通过气动控制系统来实现的，该气动控制系统是通过空气压缩机13来提供所需要的压缩空气，主要通过三位五通电磁换向阀2-7来控制摆动气功的转动，当两个电磁铁均不通电时，在两侧弹簧力的作用下，处于中位，摆动气缸2不运动；当左边的电磁铁通电时，左位接入，压缩空气经过气管2-8流入到摆动气缸2的左边进气口，从而使摆动气缸2的转动圆盘2-1进行运动，同时从右侧的排气口排除多余气体，通过换向阀2-7流入到大气中；同样的，当右边的电磁铁通电时，右位接入，压缩空气经过气管2-8流入摆动气缸2的右边进气口，从而使摆动气缸2的转动圆盘2-1进行运动，同时从左侧的排气口排除多余气体，通过换向阀2-7流入到大气中，这样，将摆动气缸2的转动圆盘2-1在水平面上的往复回转运动作为动力源，从而能够带动上臂的肩关节在水平面内作相同角度的回转运动，进而能够完成对肩关节进行水平面的康复训练；

（2）小车在轨道上的运动

在垂直面上，通过颜色传感器2-2测得转动圆盘2-1所转动的角度，把该角度通过控制器传递给小车3的伺服电机3-4上，从而使得小车3通过伺服电机驱动来实现在工字型弧形轨道4上运动，工字型弧形轨道两端有限位板4-1，防止小车掉落；

（3）垂直康复训练

小车上面电机3-1的转动带动卷线滚筒3-3进行相同角度的转动，进而实现绳索6的伸缩，而且在绳索6中间位置连接着气动人工肌肉7,当换向阀9的电磁铁通电时，压缩气体进过气管8会进入气动人工肌肉7的进气口，从而给气动人工肌肉7提供内部压力，从而产生拉伸力，并且由电气压力比例阀16来控制提供气动人工肌肉7的内部压力，从而可以控制拉伸力，当换向阀9再换向后，气动人工肌肉7内部的压缩空气会经过气管8通过换向阀9的出气口流入到大气当中，产生伸缩力，并且在换向阀9的出气口处同样连接着电气压力比例阀14来控制气动人工肌肉7的内部压力，从而可以控制伸缩力，并且在电气压力比例阀14 的排气口处连接着消音器15，综上所述，可以通过气动人工肌肉7以及小车3上面电机3-1的转动带动卷线装置3-3转动相同角度，这两者的结合来实现绳索6的伸缩，进而能够完成对肩关节进行垂直面的康复训练；

(4)综合康复训练

在摆动气缸2转动的过程中，气动人工肌肉7充气拉伸，使上臂进行抬起运动；在抬起的同时，控制器驱动伺服电机运动，使小车3在工字型弧形轨道上运动，使上臂产生外摆运动；两者通过复合控制进行相互结合即可完成肩关节的复合康复训练；

该装置通过控制器对摆动气缸2、小车3、气动人工肌肉7的运动控制，可使得对患者肩关节进行水平康复训练、垂直康复训练和复合康复训练三种形式。

2.根据权利要求1所述的针对肩关节进行康复的平面运动康复机械装置，其特征在于：所叙述的在摆动气缸2的转动圆盘2-1上面进行360°的颜色均匀分配，分别分为红白两种颜色，并且在摆动气缸平面上安装一个颜色传感器2-2，这样可以通过颜色传感器2-2所接收到的信息来间接测得转动圆盘所转动的角度，从而能够把该测得的角度通过控制器等控制系统传递给伺服电机3-4驱动小车运动。

3.根据权利要求1所述的针对肩关节进行康复的平面运动康复机械装置，其特征在于：座椅后面连接支撑柱5，在支撑柱5的上端连接工字型弧形轨道，靠伺服电机3-4驱动的运动小车在工字型弧形轨道上，工字型弧形轨道两端装有限位板4-1，防止小车掉落，根据摆动气缸的转动，伺服电机驱动小车在工字型弧形轨道运动，小车的运动轨迹跟随着摆动气缸旋转角度，使得每次上臂下放刚好能放入下面U型槽内，使得康复运动可以有条不紊的进行。

4.根据权利要求1所述的针对肩关节进行康复的平面运动康复机械装置，其特征在于：在所述的小车3上面同样安装着电机3-1，并且电机3-1的电机轴上面连接着卷线滚筒3-3，在其中间位置通过采用联轴器3-2来进行连接，联轴器3-2的主要功能是使电机3-1与卷线滚筒3-3共同旋转以传递扭矩，卷线滚筒3-3的绳索6连接着气动人工肌肉7这种安全装置，同样地，绳索的伸缩也可以借助于采用气动控制系统来驱动气动人工肌肉7实现伸缩运动来完成，并且气动人工肌肉7可以保证绳索6保持在自然放松且垂直地形式连接在患者的上臂。